摘要：随着国民经济的飞速发展和现代科学技术的进步，电力工业更是突飞猛进，大小火力发电厂更变布全国各地，尤其是小热电如雨后春笋般建成。作为火力发电厂的重要专业化学水处理技术更是科学技术的前沿，特别是进入21世纪、具有世界先进水平的全膜脱盐技术在我国先后投入使用。由于地区不同，采用的水源不同，水源水质有很大的区别不能采用统一的水处理方式，原水中的有机物、胶体、微生物污染是制约电厂化学水处理工作的重要问题。
关键词：反渗透；预处理；运行调整
1.反渗透系统简介
我厂反渗透设计出力为2×15h/h,反渗透装置由压力容器、膜元件、配套仪表及PLC控制系统构成。深井水经两级过滤后，进入二级反渗透，产水经PH调整后直接送到除氧器。系统流程如下：深井水——主厂房生水加热器——接触式曝气塔——曝气水泵——锰砂过滤器——细砂过滤器——5um保安过滤器——一级高压泵——一级反渗透——二级高压泵——二级反渗透——除盐水箱——除盐水泵——主厂房除氧器，保安过滤器前加入阻垢剂，锰砂过滤器前加入凝聚剂,二级反渗透前进行中间加碱。
本系统设置两台直径为1000mm的接触式曝气塔，通过鼓风曝气充氧将原水中的二价铁氧化为三价铁，以便在锰砂过滤器中将铁离子去除，曝气塔正常出力为25t/h，总出力为50t/h.
在原水水质较差时，可加入凝聚剂进行在线接触混凝，通过凝聚剂的脱稳、吸附和架桥作用使杂质变大，再通过过滤器滤除。凝聚剂的加入点在曝气水泵的出口管路上，距离锰砂过滤器要有足够的距离，这样做的目的是留给混凝反应足够的时间，并且充分混合。凝聚剂加药装置采用的都是美国MiltonRoy公司生产的电磁隔膜计量泵，一用一备，可根据原水流量表发出的4—20mA或脉冲信号自动调整加药量，也可手动调节。
本系统采用两台直径为2000mm的立式锰砂过滤器，动态备用，平均每台过滤器的正常出力为22t/h（最大出力为44t/h）,滤料为锰砂，正常流速为7m/h（强制流速为14m/h），其目的是通过催化氧化滤除水中的铁胶体，当过滤器进、出水压差升到一定值时，应对过滤器进行反洗。同时，作为第二级过滤，设置了两台直径为2000mm的立式细砂过滤器，动态备用，平均每台过滤器的正常出力为22t/h（最大出力为44t/h）,滤料为精选石英砂，正常流速为7m/h（强制流速为14m/h），其目的是滤除水中的悬浮物和胶体，将出水的污染指数（SDI）控制在4以下。当过滤器进、出水压差升到一定值或出水污染指数大于4时，应对过滤器进行反洗。石英砂和锰砂的粒径设计选定的是0.5—1.2mm.
为了防止膜元件在运行过程中被固体颗粒损害，在进入反渗透之前还设有5um保安过滤器，其作用是截留来自预处理出水中大于5um的颗粒进入反渗透系统，这种颗粒经高压泵加压后可能击穿反渗透膜组件，造成大量漏盐的情况，同时可能会划伤高压泵的叶轮，保安过滤器为不锈钢材质，滤芯采用美国OSMONICS公司的熔喷聚丙烯滤芯，深层过滤，具有纳污量大、寿命长、易更换的优点。当过滤器进出口压差大于设定值（通常为0.07——0.1MPa）时应当更换。
反渗透膜组是整个脱盐系统的执行机构，其作用是脱除水中的可溶性盐分、胶体、有机物、微生物。反渗透采用美国陶氏公司（DOW）的BW30—400型高脱盐率复合膜，膜的材质为芳香族聚酰胺，，膜的长度是1.0米，膜的面积是400平方英尺，单根膜的脱盐率为99.5%。
本系统按2套双级反渗透设计，每套第一级的产水量为17t/h，采用18支膜，分别安装在3个6米长的压力容器中，每个压力容器内装6支膜，成2：1排列，脱盐率不低于98%，回收率不低于75%，每套第二级反渗透的产水量为15t/h,采用15支膜，分别安装在3个6米长的压力容器中，每个压力容器内装5支膜，成2：1排列，回收率不低于85—90%，二级反渗透的每根压力容器中装入一根中心替代管。
由于反渗透膜对水中的溶解气体（如二氧化碳）没有去除作用而对于碱度（碳酸氢根）去除率较高，致使第一级反渗透产水的PH值较低。在第一级反渗透产水中加碱（氢氧化钠）可以将水中的二氧化碳转化为碳酸氢根，再通过第二级反渗透去除，以提高第二级反渗透的脱盐率，同时可以提高第二级反渗透产水的PH值，以保证最终出水的水质。
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2.进水水质要求及运行条件
设计水源：地下水；设计水温：最高25℃，最低10℃；设计压力：0.25MPa；系统脱盐率：一级≥98%，二级≥80%；设计产水量：每套15t/h；设计回收率：一级≥75%，二级≥85—90%；污染指数（SDI）≤4.0；残余氯、铁、铝≤0.1mg/L；PH值：6—8
预处理对反渗透正常运行非常重要，如果处理不当，会造成很严重的后果，我厂是地下水，浊度较低，故采用两级过滤，运行中严格控制污染指数，当SDI大于4时，要立即停止运行进行反洗。实际运行中，为了保证安全运行，污染指数大于2时就立即进行反洗。
压力是反渗透运行的推动力，应按膜组件的要求维持一定压力，若压力过小会影响脱盐率和回收率，而压力达到一定后，脱盐率趋于稳定，且膜的压密是不可逆的，我厂反渗透运行设计压力控制在1.5MPa。当压力控制在1.35-1.45MPa时反渗透系统脱盐率及产水量最为合理，如果超出一定压力，则脱盐率会下降。
3.有关运行维护的几个问题
3.1启停中需要注意的问题
二级反渗透启动过程中，由于操作上的失误或二级高压泵有缺陷等原因，容易造成一级产水爆管，影响设备安全运行。原则上讲，只有当一级产水达到一定压力后（如0.2MPa）才能启动二级高压泵，否则容易造成一级产水管路内负压，但这在操作中很难把握，因为一级产水压力的上升往往是瞬间的。运行实践中，常采用以下办法防止反渗透一级产水爆管：一是在一级产水管路上安装防爆膜；二是启动前先打开一级反渗透的清洗回流门，在设备启动后，有一部分一级产水流到清洗箱，这样就降低了一级产水的压力。设备运行正常后，再关闭清洗回流门；三是同时启动一、二级高压泵。运行实践证明，这样做可以有效地防止一级产水爆管，不会对反渗透造成不利影响。
3.2阻垢剂的调整
投运初期，由于阻垢剂加入量不当，造成了结垢，清洗后，对阻垢剂的加入量进行了调整，原设计加入量是3ppm，改为加入5ppm,此后再未出现过结垢。加药量的计量方法如下：取1000mL的量筒一只，内装一定体积的阻垢剂（浓度和平时加药时相同），在设备启动前，将阻垢剂计量泵的底阀取出，放到量筒中，然后启动设备运行，此时准确计量加药量，再计算和调整，直至加药量合适。值得注意的是：并列的两台设备，由于加药管路的管路特性不同，加药量的调整会有所不同。
3.3对回收率的调整。
为了使设备更安全地运行，在运行实践中要适当降低回收率。设计回收率：一级≥75%，二级≥85—90%，为了保证安全运行，降低了部分回收率，方法是适当提高一、二级浓水的流量，或降低进水压力，运行实践证明效果不错。
4.定期化学清洗
无论预处理系统如何完美，日常操作如何严格，在长期运行中，膜的表面上会逐渐有进水中存在的各种污染物的沉积二引起的污染，造成系统性能（脱盐率和产水量）的下降，组件进出压差的升高，引起不定期的停产，事故多发及膜组件的更换等，从而使操作费用大增，所以防止膜污染是反渗透应用中最主要的方面之一。尤其是间断运行的设备，细菌微生物会在反渗透膜面滋生、繁殖，污堵渗透膜，所以，必须视运行情况，不定期地对反渗透组件进行合理的化学清洗。
5.综合评价
当前，采用膜法进行水处理已被人们所接受，反渗透法也极为普遍地应用于众多的水处理工艺中，，反渗透水处理技术具有在常温下操作、无相变、能耗低、设备结构紧凑、占地少、自动化程度高、连续性生产、经济效益好等优点，在诸多的水处理技术中，反渗透被认为是最先进的方法之一。通过多年的运行实践，我深深地体会到：（1）预处理是反渗透水处理正常运行的关键。其中，防止有机物污染、防止微生物污染、硅胶处理等是重点也是难点。（2）日常维护中，定期清洗是必要的。但是，自己选择配方和药剂进行清洗，其效果是有限的，必要时要请专业的清洗公司进行清洗，虽然会增加维护成本，但对延长膜元件的使用寿命有利。
以上观点得当与否，请指正。
参考文献
[1]《火力发电厂化学水处理使用技术》，作者：巩耀武,管炳军.中国电力出版社，2006.8.
[2]《工业水处理技术》，作者：周本省.化学工业出版社，2002.5.
论文作者:叶卫东
论文发表刊物:《电力设备》2018年第26期
论文发表时间:2019/1/16
标签：反渗透论文; 脱盐论文; 过滤器论文; 回收率论文; 凝聚剂论文; 产水量论文; 压力论文; 《电力设备》2018年第26期论文;