关键词：反渗透;电厂化学;腐蚀;研究分析
ABSTRACT：The basic principle of this paper, the Huangdao Power Generation Company Limited reverse osmosis process in the actual situation of the application of the water treatment plant, reverse osmosis, proceed to elaborate the development, the principle of reverse osmosis systems, applications, contamination analysis and cleaning, focuses on reverse osmosis system at the water treatment plant process.
KEY WORDS：Reverse osmosis plant chemical corrosion research and analysis
1 项目总体情况介绍
为大力发展海水淡化产业，2006年5月15日，黄岛发电公司3000吨/日反渗透海水淡化装置顺利投入运行。随着三期两台670MW机组的投产，黄岛发电公司新增淡水消耗近万吨，为进一步缓解青岛日益紧张的淡水危机，实现可持续发展，作为项目配套建设的10000吨/日海水淡化装置于2007年10月18日也投入运行，这是我国首台单体容量最大、科技含量高、占地面积小的反渗透海水淡化装置。目前公司海水淡化规模已达到16000吨/日，所有机组发电补水全部使用了海水淡化水，实现了向大海要水发电、让水于民的愿望。2017年再次在公司内新建两台5000吨/日海水淡化设备，至2019年01月初，一期5000吨/日海水淡化设备已经168h试运合格产水。
2 经济效益及环保效益
海水淡化产品水水质优良，为黄岛发电公司创建环保型企业起到了积极作用。利用海水淡化装置生产的海水淡化水作为发电锅炉补给水的原水，其深度除盐设备采用全膜RO+EDI设备替代了传统的混床，不仅大大减少了环境排放量，而且与传统制水设备相比，每年可节约酸、碱各200余吨，减免了废酸碱液排放对环境的污染，使公司的环境质量提高，为公司节省了可观的排污费用，这也标志着公司水处理设备进入了绿色环保行列。
3 项目介绍
3.1 反渗透原理
能够分离盐分的膜，就是半透膜，严格的说，只能透过溶剂而不能透过溶质的膜为理想的半透膜，将两种不同浓度的溶液分别置于半透膜的两侧，溶剂将自发地穿过半透膜向浓度高的一侧流动，这种现象叫渗透，也就是说如果上述过程中溶剂是纯水，溶质是盐分，当用理想的半透膜将它们分割开时，纯水侧的水会自发的通过半透膜流入盐水侧，纯水侧的水流入盐水侧，盐水侧的液位上升，当升到一定程度后，水通过膜的净流量等于零，此时刻过程达到平衡，与该液位高度差相对应的压力称为渗透压。
当膜在盐水侧施加一个大于渗透压的压力时，水的流向就会逆转，此时盐水中的水将流入纯水侧，这种现象叫做反渗透。
3.2 反渗透膜的主要特性
膜分离的方向性和分离特性。实用性反渗透均为非对称膜，有表层和支撑层，它具有明显的方向性和选择性。所谓方向性就是将膜表面置于高压盐水中进行脱盐，压力升高膜的透水量、脱盐率也增高；而将膜的支撑层置于高压盐水中，压力升高脱盐率几乎为零，透水量却大大增加。由于膜具有这种方向性，所以应用时不能反向用。
3.3 反渗透的过程
针对特定水源条件和产水要求设定的，由预处理、加药装置、增压泵、水箱、膜装置和电气仪表连锁控制的完整膜法水处理工艺过程为系统。待处理的进水经过高压泵连续升压泵入膜装置内，在膜元件内进水被分为浓度低的或更纯的产水，称为透过液和浓度高的浓水。浓水调节阀控制成为产水和浓水的比例即装置回收率。
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3.4 能量回收装置
反海水反渗透膜排出的浓盐水具有相当高的压力，如果把浓盐水直接排放，能量极大浪费。利用能量回收装置，可使浓水能量的回收率高于92%。作用原理：高压浓盐水直接与低压原海水传递压力，水在回收装置的转子内部分分隔成的多个微型液缸中滞留时间很短，两种液体靠一段闭死的“液体活塞”分隔，压力即从高压流传向低压流，能量回收效率较高。
4 渗透膜的结垢与清洗
4.1 膜的表面污染
设计不合理或者运行方式不正确，都会导致反渗透膜的表面污染，使膜的透水性能迅速降低，其主要原因如下：
（1）处理系统设计不合理，经预处理处理的水不满足反渗透进水指标的要求。
（2）与处理系统采用的要求不合理。
（3）渗透进水指标监控不合理或者重要指标监控调整不力。
（4）系统采用的部分设备或部件选择有误，产生新的污染源。
（5）浓差极化和一些大分子的有机物、悬浮物、胶体，杂质等粘贴堵塞。
（6）金属氧化物污染。
（7）杀菌不力造成膜表面细菌或微生物繁衍以及微生物的尸体，代谢产物对膜的污染。
（8）系统没有清洗干净，或检修带进去的机械杂志。
要减少膜污染对系统的影响，必须加给水的预处理，如杀菌、消毒、过滤，加入还原剂等，另外应对膜进行定期的清洗。
4.2 主要污染物
4.2.1 颗粒物质
水中的颗粒物质是指：水中的悬浮物以及水流动的颗粒状物质，其危害是堵塞或覆盖反渗透膜，采用正常的水处理方法，另外加装保安过滤器，一般在水泵前设置5μm保安过滤器，过滤器的滤芯应该定期检查更换，一般运行周期为3个月，水质较差应缩短周期，水质较好可适当延长周期。
4.2.2 有机物
有机物对膜的污染是复杂的，有些影响不大，并能为反渗透膜去掉，一般用污染指数来判断（对卷式膜不超过4），并规定TOC小于3 mg/L。
一般采用过滤，活性炭吸附，甚至超滤来除掉有机物。而污染指数是表征胶体，有机物等含量，必须达到要求。
4.2.3 细菌
细菌会以醋酸纤维膜为食品，造成醋酸纤维膜的侵蚀，复合膜虽然不会被侵蚀，但是细菌的微生物会聚集，造成膜的污堵，孔道不畅。采用加氯或次氯酸钠来杀菌，对于醋酸纤维膜运行时要求有一定的余氯含量，是用强氧化性杀菌剂效果较好。
4.2.4 余氯
醋酸纤维膜要求反渗透给水中余氯含量最大为1 mg/L，以防止细菌滋生，余氯含量高会破坏膜，氧化膜的骨架，导致膜的性能下降，一般醋酸纤维膜控制反渗透给水中余氯含量为0.1—0.5 mg/L，而复合膜要求余氯含量为零，随意对于有余氯的反渗透给水要采用活性炭过滤或折价亚硫酸钠。对于水源为自来水的没有办法，其中含有余氯，否则，设计中传统的加氯方法应该清楚，不仅加氯危害性大，控制不易，增加设备投资，不便于维护。
4.2.5 其他物质
钙盐、铁锰、胶体物质，二氧化硅等物质过多都会产生危害，都需要除掉，归纳起来，只能根据各自的水质情况，采用不同的办法。基本上可采用的方法为：降低回收率，采取离子交换软化，加酸和六偏磷酸钠，加阻垢剂。
4.3 反渗透膜的清洗
反渗透膜应定期进行清洗，一般应该每半年一次，主要看运行效果如何，一般情况下，清洗应根据压力变化情况，另外出力，出水质量情况来进行清洗方案的制定，膜被什么污染就采取清除该污染的试剂进行清洗，清洗系统应该在反渗透设备安装时就已经具备，清洗的基本过程如下：
（1）进行污染分析，确定主要污染物；
（2）制定清洗方案，根据污染性质采取不同的清洗工艺。
参考文献
[1]李正奉.600MW等级超临界火力发电机组技术丛书?第五分册?电厂化学设备及系统. 武汉大学.2006
[2]电力系统水处理培训教材.中国电力出版社.2009
[3]化学运行规程.黄岛发电厂.2010
[4]分析化学.高等教育出版社.2007
[5]电力工业技术监督标准汇编*化学监督.中国电力出版社.1992.
[6]李培元.火力发电化学水处理及水质控制.中国电力出版社.1999.
论文作者:生文卉
论文发表刊物:《当代电力文化》2019年13期
论文发表时间:2019/11/8
标签：反渗透论文; 盐水论文; 装置论文; 海水淡化论文; 醋酸纤维论文; 系统论文; 有机物论文; 《当代电力文化》2019年13期论文;