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反滲透水處理技術(shù)的應(yīng)用

文檔作者：孫照新，呂本福，朱曉東，牛剛文檔來(lái)源：河南煤業(yè)化工集團(tuán)開(kāi)封永大化工有限公司		點(diǎn) 擊數(shù)：	更新時(shí)間： 2025年04月26日
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第38卷第2期 化肥工業(yè) 2011年4月反滲透水處理技術(shù)的應(yīng)用孫照新，呂本福，朱曉東，牛 剛(河南煤業(yè)化工集團(tuán)開(kāi)封永大化工有限公司475200)摘要介紹了反滲透水處理技術(shù)的原理和作用，并與電滲析法水處理技術(shù)進(jìn)行比較。詳細(xì)介紹了該技術(shù)在地下水處理應(yīng)用中的工藝、設(shè)備和常見(jiàn)故障處理。采用反滲透水處理技術(shù)后，原水利用率提高，原水用量減少35 m3／h，年減少地下水開(kāi)采量26萬(wàn)m3，外排水減少20萬(wàn)m3；系統(tǒng)水質(zhì)提高，變換催化劑使用壽命延長(zhǎng)至3年以上，吹風(fēng)氣余熱回收系統(tǒng)蒸汽過(guò)熱器使用壽命由原1個(gè)月延長(zhǎng)至1年以上。關(guān)鍵詞反滲透水處理應(yīng)用Use of Reverse Osmosis Water Treatment TechnologySun Zhaoxin，Lfi Benfu，Zhu Xiaodong，Niu Gang(Kaifeng Yongda Chemical Industry Co．，Ltd．，of He 7nan Coal Chemical Industry Group Co．，Ltd．475200)Abstract The principle and action are described of water treatment by reverse osmosistechnology and compared with spot dialysis．Details are given of its use in the treatment of undergroundwater，including its process，equipment，and dealing with common troubles．With the adoption of thereverse osmosis water treatment technology，the utilization of raw water is improved，the consumption ofraw water decreases by 35 m3／h。the recovery of underground water decreases by 260 000 m3 a year，external drainage decreases by 200 000 m3；the water quality in system is improved，the service life ofthe shift catalyst prolongs to over 3 years，and the service life of the steam overheater in therecoverysystem for waste heat from the blast prolongs from the original 1 month to over ayear．Keywords reverse osmosis water treatment use反滲透是20世紀(jì)60年代發(fā)展起來(lái)的一種較為先進(jìn)的水處理工藝，目前已廣泛應(yīng)用于城市用水、企業(yè)生產(chǎn)用水、工業(yè)廢水處理及海水淡化等領(lǐng)域，其原理是利用反滲透膜的選擇性通過(guò)達(dá)到脫除水中鹽類的目的。河南煤業(yè)化工集團(tuán)開(kāi)封永大化工有限公司(以下簡(jiǎn)稱永大公司)為改善生產(chǎn)系統(tǒng)工藝用水質(zhì)量、提高設(shè)備運(yùn)行周期，決定將一次水處理由電滲析法改為反滲透法。2009年5月反滲透裝置投入運(yùn)行以來(lái)，取得了良好的效果。該裝置一次水處理能力為67 m3／h，一級(jí)可產(chǎn)軟水50 m3／h，二級(jí)可產(chǎn)純凈水5 m3／h。軟水電導(dǎo)率≤20“s／cm，硬度一0，pH為6—7，一次水脫鹽率≥98％；純凈水電導(dǎo)率≤3斗s／cm。60本文作者的聯(lián)系方式：szxpaj@126．tom1 工藝簡(jiǎn)介反滲透水處理工藝流程見(jiàn)圖1。通過(guò)8JD-80型清水泵(流量80 m3／h)將電導(dǎo)率為l 210斗s／cm左右的地下水從400 m深處抽出(一次水)，根據(jù)原水中有機(jī)物含量適當(dāng)加入殺菌滅藻劑(有機(jī)物含量較低時(shí)可不加)，然后用加壓泵將一次水加壓至0．25 MPa(原設(shè)計(jì)有原水池，因受場(chǎng)地限制未設(shè)置)后送入多介質(zhì)過(guò)濾器以除去原水中的泥沙、懸浮物、膠體等雜質(zhì)，再進(jìn)入2臺(tái)精密過(guò)濾器進(jìn)行二次過(guò)濾，進(jìn)一步除去水中較大顆粒雜質(zhì)，使水中污染物含量降至5 mg／L以下、出口壓力降至0．15 MPa后進(jìn)入微濾器；微濾器內(nèi)裝精度為5斗m的濾芯，可將原水中5斗m萬(wàn)方數(shù)據(jù)第38卷第2期 化肥工業(yè) 201 1年4月原水H原水泵H多介質(zhì)過(guò)濾器H精密過(guò)濾器H噪安(微過(guò)濾)過(guò)濾器h．一高壓泵}一一級(jí)反滲透加藥純水}||l純l水l去I變l換}系I統(tǒng)阻垢劑l阻 f墑|垢 I洗l劑 l委甄麗面雨面蕊k廝軟水_}也|l軟用l水水l春寢圖1 反滲透水處理工藝流程以上的顆粒狀雜質(zhì)全部截留；出微濾器的原水進(jìn) 理后的原水進(jìn)行加壓，利用膜的選擇性通過(guò)原理，人高壓泵，加壓至1．2～1．6 MPa依次進(jìn)入一級(jí)反 將原水處理為淡水和濃水，淡水(軟水或純凈水)滲透膜的一段、二段，利用反滲透膜的選擇性將原 可作為各種工藝用水，濃水可作為冷卻水和衛(wèi)生水分為濃水和淡水(軟水)，淡水進(jìn)入膜脫氣裝 沖洗用水。加藥系統(tǒng)的作用是在原水進(jìn)入預(yù)處理置，將水中氧含量降至0．15 mg／L以下，通過(guò)管道 系統(tǒng)前加入一定量的殺菌滅藻劑和原水入膜前加輸送至軟水池作為鍋爐等崗位工藝用水(流量 入一定量的阻垢劑，防止系統(tǒng)長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行后水中50 m3／h，總硬度為零，電導(dǎo)率20 I比s／cm以下)；少 的鈣、鎂離子發(fā)生結(jié)垢和水中的微生物對(duì)膜的破部分一級(jí)反滲透成品水進(jìn)入二級(jí)反滲透，經(jīng)微濾 壞。清洗系統(tǒng)的作用是根據(jù)系統(tǒng)的使用周期或反器、加壓泵，再通過(guò)2段反滲透膜分離得到雜質(zhì)更 滲透膜的阻力大小，定期或不定期加入一定比例少的純水(流量3～5 m3／h，電導(dǎo)率2—3 I-Ls／cm) 的藥品對(duì)反滲透膜進(jìn)行清洗，從而保證反滲透膜和濃水，純水作為變換系統(tǒng)變換爐內(nèi)冷激用水和 的運(yùn)行壽命和系統(tǒng)的運(yùn)行質(zhì)量。膜脫氣系統(tǒng)的作中心化驗(yàn)室配制藥品用水；二級(jí)反滲透所得含 用是利用抽真空并加入高純度氮?dú)?，降低氧氣、二Ca2+，Mg“，so一，CI一等濃度較高的濃水送入各 氧化碳等對(duì)設(shè)備運(yùn)行有危害的氣體在水中的分循環(huán)水泵房作為補(bǔ)充水或作為甲醇罐的噴淋冷卻 壓，使之從水中逸出，從而減少水中有害氣體的含水。在兩級(jí)反滲透的加壓泵入口處均設(shè)有加藥裝 量。電器儀表控制系統(tǒng)的作用是利用PLC和儀置，連續(xù)定量加入阻垢劑以防止膜外結(jié)垢。兩級(jí) 表儀器對(duì)整套系統(tǒng)運(yùn)行進(jìn)行自動(dòng)化控制和對(duì)運(yùn)行裝置都設(shè)置有清洗系統(tǒng)，根據(jù)反滲透膜的使用情 工藝參數(shù)進(jìn)行監(jiān)控，使系統(tǒng)的運(yùn)行始終保持在安況及時(shí)清洗。 全平穩(wěn)狀態(tài)。反滲透裝置主要部件為反滲透膜，采用美國(guó)陶氏公司的TFC型聚酰胺復(fù)合膜，單根膜脫鹽率可達(dá)99．5％；2臺(tái)高壓泵為Groundfos產(chǎn)品；膜脫氣裝置采用杭州超濾凈化公司產(chǎn)品。各級(jí)各段均有壓力表、電導(dǎo)儀及流量計(jì)，其中部分儀表為進(jìn)口產(chǎn)品。全系統(tǒng)采用PLC控制，自動(dòng)化程度高，操作簡(jiǎn)便，運(yùn)行安全。2 主要設(shè)備該裝置設(shè)備分為預(yù)處理系統(tǒng)、反滲透裝置本體、加藥系統(tǒng)、清洗系統(tǒng)、膜脫氣系統(tǒng)和電器儀表控制系統(tǒng)6個(gè)部分。預(yù)處理系統(tǒng)的作用是對(duì)原水中各種可能對(duì)反滲透膜元件造成污染的雜質(zhì)，如懸浮物、膠體、微生物、泥沙等進(jìn)行過(guò)濾處理，達(dá)到反滲透膜的進(jìn)水要求。裝置本體的作用是將預(yù)處3 運(yùn)行情況3．1產(chǎn)水質(zhì)量比較產(chǎn)水質(zhì)量比較見(jiàn)表1。表1產(chǎn)水質(zhì)量比較3．2不正常情況及處理(1)一級(jí)反滲透保安過(guò)濾器濾芯使用周期短一級(jí)反滲透保安過(guò)濾器濾芯設(shè)計(jì)使用周期為61透一． 世反丁●lllJ 滲一清洗系統(tǒng)三級(jí)一萬(wàn)方數(shù)據(jù)第38卷第2期 化肥工業(yè) 201 1年4月3個(gè)月。2009年5月反滲透裝置投入運(yùn)行后，原設(shè)計(jì)的精密過(guò)濾器不再使用，原水通過(guò)多介質(zhì)過(guò)濾器后直接進(jìn)入保安過(guò)濾器。但僅運(yùn)行1個(gè)月就出現(xiàn)了一級(jí)保安過(guò)濾器阻力大，反滲透系統(tǒng)進(jìn)水壓力低、進(jìn)水流量小，導(dǎo)致系統(tǒng)產(chǎn)水量不足，影響了生產(chǎn)系統(tǒng)正常用水需求。經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)拆檢，發(fā)現(xiàn)濾芯表面被大量泥沙堵塞。經(jīng)分析，可能是原水井出現(xiàn)局部塌方，導(dǎo)致原水含沙量增大所致。于是將原電滲析系統(tǒng)精密過(guò)濾器重新并入系統(tǒng)，置于多介質(zhì)過(guò)濾器和一級(jí)保安過(guò)濾器之間，以加強(qiáng)對(duì)原水的預(yù)處理，一級(jí)保安過(guò)濾器濾芯使用周期可達(dá)3—4個(gè)月。(2)一級(jí)反滲透膜壓差大，產(chǎn)水量降低2010年6月2 El，一級(jí)反滲透膜突然出現(xiàn)壓差增大(由0．22 MPa增大至0．35 MPa)和產(chǎn)水量明顯減少的不正?，F(xiàn)象，而2 d前剛對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行過(guò)清洗。負(fù)責(zé)清洗的廠家認(rèn)為可能是清洗后系統(tǒng)閥門調(diào)節(jié)的問(wèn)題，并到現(xiàn)場(chǎng)對(duì)系統(tǒng)閥門進(jìn)行了重新調(diào)節(jié)，阻力略有下降。但運(yùn)行1 d左右，系統(tǒng)阻力又回復(fù)至0．35 MPa左右，且有繼續(xù)增大的趨勢(shì)。經(jīng)分析得出，造成阻力增大的原因有2種：①對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行清洗時(shí)，系統(tǒng)內(nèi)有一部分雜質(zhì)進(jìn)入前端膜，造成前端部分膜堵塞；②保安過(guò)濾器濾芯出現(xiàn)問(wèn)題，使原水中的泥沙進(jìn)入一級(jí)反滲透膜。為防止壓差過(guò)大而引起爆膜，造成重大工藝事故，決定啟運(yùn)原電滲析系統(tǒng)，停運(yùn)反滲透系統(tǒng)進(jìn)行檢查。經(jīng)對(duì)保安過(guò)濾器和反滲透膜進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)前端膜表面泥沙較多，部分膜堵塞嚴(yán)重；保安過(guò)濾器中有1根濾芯因裝配質(zhì)量不合格，一端的盲頭已掉落，造成部分泥沙不經(jīng)過(guò)濾直接進(jìn)入了反滲透膜。為此對(duì)損壞的濾芯進(jìn)行了更換，并對(duì)附著泥沙的一段膜用高壓水進(jìn)行沖洗。處理后經(jīng)1個(gè)多月的運(yùn)行，系統(tǒng)阻力始終維持在0．2 MPa左右，產(chǎn)水量達(dá)到設(shè)計(jì)能力，產(chǎn)水質(zhì)量完全符合生產(chǎn)系統(tǒng)使用要求，運(yùn)行效果良好。(上接第55頁(yè))6 結(jié)語(yǔ)華昌公司采用的溴化鋰制冷裝置回收MDEA溶液余熱節(jié)能新技術(shù)，不僅未對(duì)原有合成62(3)反滲透系統(tǒng)突然出現(xiàn)不正常情況，系統(tǒng)停止運(yùn)行在2010年5月16 13日班和中班交接班的過(guò)程中，反滲透系統(tǒng)突然出現(xiàn)不正常情況，系統(tǒng)停止運(yùn)行。經(jīng)電工現(xiàn)場(chǎng)檢查，供電系統(tǒng)正常，判斷可能是PLC控制系統(tǒng)問(wèn)題，造成自動(dòng)化控制系統(tǒng)沒(méi)有正常信號(hào)輸出，導(dǎo)致系統(tǒng)無(wú)法運(yùn)行。經(jīng)儀表人員檢查，證實(shí)PLC控制系統(tǒng)出現(xiàn)故障，對(duì)PLC控制系統(tǒng)更換后，反滲透系統(tǒng)恢復(fù)正常運(yùn)行。3．3運(yùn)行效果分析永大公司反滲透系統(tǒng)自2009年5月投入運(yùn)行以來(lái)，經(jīng)過(guò)對(duì)系統(tǒng)存在問(wèn)題的處理和改進(jìn)，取得了較好的運(yùn)行效果：①原水利用率大幅提高，減少原水用量35 m3／h，每年可減少地下水開(kāi)采量26萬(wàn)m3，減少外排水20萬(wàn)m3，節(jié)約資金近100萬(wàn)元，取得了較好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益；②由于氮肥生產(chǎn)系統(tǒng)工藝用水水質(zhì)改善，延長(zhǎng)了變換催化劑和余熱回收系統(tǒng)設(shè)備的使用壽命，提高了換熱設(shè)備的換熱效果，降低了系統(tǒng)阻力。原變換催化劑一般使用1年多就會(huì)因表面結(jié)垢嚴(yán)重、系統(tǒng)阻力增加而無(wú)法使用，現(xiàn)變換催化劑已使用近2年，除2009年大修時(shí)對(duì)一段變換催化劑進(jìn)行簡(jiǎn)單處理外，目前運(yùn)行正常，預(yù)計(jì)可使用3年以上；吹風(fēng)氣余熱回收系統(tǒng)蒸汽過(guò)熱器原使用壽命僅1個(gè)月，水質(zhì)改善后，目前使用壽命可達(dá)1年以上。4 結(jié)語(yǔ)反滲透工藝作為一種較為先進(jìn)的水處理方法，可同時(shí)產(chǎn)生較好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。但由于各企業(yè)的原水水質(zhì)和生產(chǎn)工藝不盡相同，因此一定要由專業(yè)單位對(duì)原水水質(zhì)進(jìn)行全面分析，再根據(jù)原水水質(zhì)分析結(jié)果設(shè)計(jì)合理的工藝流程，才能獲得理想的運(yùn)行效果。(收稿日期2010-08-02)氨生產(chǎn)裝置中的MDEA脫碳裝置造成影響，而且溴化鋰制冷裝置運(yùn)行可靠穩(wěn)定，從而為合成氨生產(chǎn)企業(yè)利用生產(chǎn)中的低溫?zé)嵩撮_(kāi)拓了一條新的途徑。(收稿日期2010-08—11)

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