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反滲透系統運行故障及實例研究

發布日期:

2021-07-24 08:49:56

欄目:

膜法水處理資訊

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自從上世紀90年代以來,随着工作範圍的不斷擴大,反滲透系統當中經常出現污染狀況嚴重、化學清洗難度大等狀況。因此,對于這些故障進行分析和研究,并為之提出具體的解決意見,對于維持系統的穩定運行具有十分重要的意義。


一、反滲透預處理

反滲透系統穩定運行與預處理系統的設計之間具有十分密切的關系。因此預處理系統當中存在不當是造成反滲透系統不能正常工作的重要因素。從預處理當中的故障入手,對于其中的案例進行研究應該是一項具有普遍現實意義的工作。我國火電廠的反滲透預處理系統主要是為了對混凝澄清以及相關的過濾設備進行清洗,通過常規過濾、超過濾等達到處理和淨化的目的。一般的設計問題主要包括以下幾個方面:

(一)優化設計無法保證雙膜系統的穩定運行

一般的火力發電廠都會通過各種既定措施達到節約成本的作用,在這一原則的制約下,相關單位就摒棄了一般的優化設計,從而使得跳過過濾步驟等問題經常出現,不僅造成了雙膜系統的堵塞,而且使得過濾膜斷絲等現象出現的幾率大大提高,進而對整個系統的穩定運行造成了很大的威脅。

(二)設計不合理造成雙膜系統運行經濟型和性差

部分電廠的原水采用循環水排污水或城市中水,其預處理T藝流程為原水——混凝澄清設備—常規過濾設備——超濾UF前置過濾器——超濾UF。從這些電廠雙膜系統的實際運行情況來看,普遍存在膜元件污堵速度快,化學清洗周期短,保安過濾器濾芯運行周期短等突出問題,造成雙膜系統運行的經濟性較差。

對于采用循環水排污水或城市中水等水質較差的預處理系統,其預處理工藝流程是否合理對于其後續雙膜系統能否長期穩定運行至關重要,在預處理工藝流程中,混凝澄清後的水經過單一的常規過濾工序往往難以滿足後續反滲透系統長期穩定的運行要求,因而采用兩道甚至更多的常規過濾工序顯得很有必要。

二、反滲透膜當中出現的故障

反滲透系統要長期穩定的運行,需要注意幾個方面:

一是重視預處理,預處理出水應滿足反滲透進水要求;

二是要重視反滲透裝置的内在質量,如膜組件(元件)及數量的合理選擇、膜組件的合理排列組合等;

三是重視反滲透系統的運行維護和管理。目前國内發電公司反滲透系統的總體運行狀況不甚理想,主要體現在以下一些方面:

(一)預處理系統的運行及管理T作重視不夠

預處理系統的運維重視程度不夠,主要體現在以下方面:

預處理系統未進行殺菌滅藻或者效果不佳;

澄清池加藥量未能根據水質及時調整,澄清池的排泥不及時;

過濾器未及時進行反洗或反洗效果不佳,超濾的運行、反洗及清洗未按要求進行等。


(二)脫鹽率的下降率

脫鹽率是綜合反映反滲透運行是否正常的一項重要指标。膜廠家一般承諾三年保證期内不低于百分之九十六的脫鹽率,從目前已投運的反滲透系統脫鹽率統計情況來看,反滲透系統在其剛投運時脫鹽率均能達到百分之九十八以上,随着運行時間的延長,反滲透膜的脫鹽率也逐漸呈現不同程度的下降。從目前大多數發電公司反滲透的脫鹽率情況來看,其在長期運行中脫鹽率的下降尚屬合理(滿足或基本滿足三年保證期内不低于百分之九十六的脫鹽率),少數發電公司的反滲透膜元件由于氧化、機械損傷等原因造成其脫鹽率偏低。

(三)膜清洗周期的确定

當反滲透膜表面受到無機鹽垢、金屬氧化物、微生物、膠體顆粒和不溶性的有機物污堵時,會導緻标準化産水量和脫鹽率下降、段間壓差增加,當上述現象由于化學污染造成的,需對反滲透系統進行化學清洗。

對于膜化學清洗時間确定,首先應定期開展反滲透系統的運行數據标準化計算,當運行數據标準化後,系統産水量比初期值下降百分之十五以上或脫鹽率比初期值下降百分之十以上或段間壓差比初期值增加百分之十五以上,就應該及時開展反滲透膜的在線清洗。

在膜的清洗周期确定問題上,很少有發電企業定期開展運行數據标準化計算并根據其結果決定是否開展反滲透膜的清洗,而比較普遍的做法是根據運行時間(三個月、半年等)或運行壓差(如一段或整段壓差達到某規定值)來确定化學清洗周期。甚至有的發電企業要等到反滲透的産水量大幅度下降并影響生産用水時才考慮進行化學清洗。這種情況下,反滲透膜的污堵往往是較嚴重的污堵,在線清洗的效果自然就會不佳,長期以往,會造成反滲透膜元件的重度污染,這時的在線清洗無法恢複膜性能,即使采用離線清洗,也難以完全恢複。

三、相關故障排除措施

(一)反滲透預處理工藝的選用

反滲透裝置能否長期穩定運行,首先取決于其預處理工藝設計是否合理。對于采用地表水,尤其是采用循環水排污水或城市中水作為水源的反滲透系統,這點顯得尤為重要。一個完善的預處理系統是保證反滲透系統經濟運行的前提。對于預處理工藝存在缺陷的需通過改造解決系統的先天不足因素,提高設備健康水平。

(二)反滲透系統藥品的選用

目前,國外進口藥劑在我國水處理行業占有相當的份額,有學者進行過統計和分析,發現有些藥劑并不是很适用于國内水質及系統處理工況。自從FLOCON260因其分子量過大引發系統不适得到公認後,該藥劑廠家及其他進口藥劑廠家已經生産了很多替代産品,目前市場中還有此種類型的阻垢劑,隻是其污染速度和程度由于可以被用戶所承受還在繼續使用。

國内也有很多模仿進口藥劑産品的出現,但是許多國産的阻垢劑存在純度低、雜質含量高的特點,上述類似藥劑因其原料及制作工藝的相近性,在反滲透系統運行過程中會造成膜元件的(嚴重)污堵。不僅藥劑本身對膜及通道産生粘附性堵塞,更因為它的高分子量、高粘度、高吸附力等特性,而與水體中某些粒子微絮凝的趨勢,緩慢累積成為大顆粒狀或絮狀膠體物,由于此種污染物可溶性較差,它給系統帶來的危害甚至是不可逆的,對這種污染物的清洗也比較複雜、困難。

因此我們在選擇反滲透膜用阻垢劑的時候,盡量要以本身運行特點為出發點,針對性地進行試驗(如開展反滲透膜用阻垢劑性能評價試驗,對藥劑的阻垢性能、兼容匹配性能及長期穩定性進行評價),以确定适合本系統運行的要求,并制定可行的運行方案,保證反滲透膜元件能長周期地在科學狀态下平穩運行。


四、結論

反滲透膜元件污染直接降低了反滲透系統運行的經濟性。性能下降的反滲透膜元件應根據故障原因采取針對性的措施來恢複其性能。反滲透系統的運行狀況取決于預處理系統設計的合理性及預處理系統和反滲透系統運維的有效性,完善的預處理系統、精細化的預處理及反滲透系統的運行維護和管理是反滲透系統長期穩定運行的根本保證。

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