脱盐水处理装置存在问题及改进措施

发表时间:2021/5/31   来源:《基层建设》2020年第30期   作者:樊希同
[导读] 摘要:随着经济和科技水平的快速发展,随着水资源紧张,各大高耗能企业为降低水耗及成本,加大了污水循环利用。
        北京朗新明环保科技有限公司  北京市  017209
        摘要:随着经济和科技水平的快速发展,随着水资源紧张,各大高耗能企业为降低水耗及成本,加大了污水循环利用。为减少工业生产用水、满足生产工艺高品质用水要求,某电力企业建设了一座5×200t/h的脱盐水站,以污水处理厂处理后的中水作为脱盐水站的水源。污水处理厂收集电厂综合性废水,水温高,有机物含量高;由于去除有机物效果差,造成脱盐水站反渗透系统有机物污堵,运行效果不佳。
        关键词:脱盐水;制备方法;改进措施
        引言
        工业脱盐水预处理利用反渗透(RO)工艺对生产原水进行过滤除盐,降低水中离子浓度,高品质的脱盐水可以对锅炉起到良好的保护作用,对于延长锅炉使用寿命有着非常重要的作用。对脱盐水的制备进行探讨,希望为相关研究提供一定借鉴。
        1脱盐水预处理系统
        脱盐水预处理的工艺流程:多种介质过滤器(活性炭或石英砂)+超滤+一、二反渗透+电解连续再生(Electrodeionization,EDI)。工艺描述:原水经换热器换热后进入多介质过滤器(活性炭或石英砂)进行过滤,去除水中的有机物和悬浮物,降低浊度,经常规处理后的出水经泵送入超滤系统预处理装置的网式过滤器,出水微粒小于100μm,进入超滤装置(Ultra-filtration,UF),出水浊度小于0.2NTU,污染指数(SiltDensityIndex,SDI)小于3后进入超滤产水箱,通过一级反渗透(ReverseOsmosis,RO)和二级RO,产水进入连续电除盐系统,浓水回流至前工序进行重复使用,从而减少废水的排放,EDI进行超纯处理制成脱盐水,供后工段使用。浓水进入浓水RO,采用中水回用零排放进行深度处理,产水供生产使用。多介质过滤器反洗水(活性炭或石英砂)、自清洗过滤器废水、超滤冲洗废水由冲洗废水池收集后排至净水站进行中水回用,由一级反渗透产水进行反洗,反洗水排入冲洗废水池,再将一级反渗透浓水排至回用水站。混床的再生废水、超滤及反渗透化学清洗废液等排入脱盐水站的中和池,加酸、碱中和后再经提升泵送至污水站。工艺凝液流程:大流量过滤器+前置阳床+高速混床。透平凝液流程:大流量过滤器+高速混床。高品质的脱盐水对后工段锅炉起到保护作用,大大延长了其使用寿命。
        2脱盐水处理装置存在问题
        在脱盐水处理装置运行的过程中,装置内部的过滤器是否能够对反渗透装置起到作用对推动脱盐水处理装置平稳运行有着十分重要的作用。脱盐水处理装置中的反渗透装置在工作过程中,一旦滤芯连接位置出现损坏,会直接影响脱盐水处理装置的密封性,那么在脱盐水处理装置中水会直接进入密封性较差或是连接损坏的地方,原有的脱盐水处理装置滤芯不能够发挥应有的作用,严重影响脱盐水处理装置的正常运行。在脱盐水处理装置运行一段时间过后会出现一个问题,即为混乱离子交换器损坏,工作人员仔细检查之后发现,由于在运用脱盐水处理装置过程中工艺流程的不完善,会使得一些器件出现问题。由于地表水中的阴阳离子始终处于动态平衡的状态,因此,如果仅靠混合离子交换器进行处理,是很难去除地表水中的氧离子,而如果地表水中仅存在阴离子也会进一步加大脱盐水处理装置在工作过程中的工作量,使得脱盐水处理装置的工作效率大幅下降。
        3脱盐水处理装置改进措施
        3.1反渗透
        反渗透可设置不同等级、不同段数,包括一级两段、一级三段、二级两段、二级三段等,对水质要求较高的企业,可以设计多级,想要提高水的回收率,可设计多段。

一般情况下,反渗透前需设置过滤精度比较小的保安过滤器,其主要目的是截留前段的颗粒物质,防止其对反渗透膜的损坏,保安过滤器一般采用不锈钢,防止锈蚀等进入反渗透,保安过滤器一般设定前后压差为0.1MPa。反渗透是目前全球物理除盐的常用技术,方便简单、易操作,可以大大降低人员的工作量、减少废水的排放,还可以避免离子交换处理中的酸碱消耗。反渗透的工作原理是对盐水侧施加压力,压力盐水部分的水分子透过膜片进行逆流,溶剂能通过膜片而溶质不能通过,达到脱盐效果。反渗透的正常工作过程是盐水在膜的一侧逆流向另一端,水分子通过膜进入淡水侧,无机盐分则被截留而成为浓水,最终从装置中排出。反渗透方法下的脱盐率在98%~99%,并能去除水中大部分的细菌、胶体及大分子质量的有机物。反渗透是目前水处理系统中应用最为广泛的一种除盐技术,具有极高的除盐能力,但是其脱盐率会随着设备使用年限的增加不断降低,因而需要经常对反渗透设备进行维护保养,延长设备的使用寿命,从而保证脱盐率。
        3.2含盐量对运行成本的影响
        反渗透工艺增大了水源的选择范围,原来不适宜采用离子交换除盐的水(如含盐量高、处理后污水等)都可能作为该系统的进水。原水中用一般处理方法不易除去的物质如胶体物质、有机物等也可被除去。提高了对水源水质变化的适应性和出水质量的可靠性。当进水含盐量上升时,除盐成本都会上升。在离子交换除盐中,含盐量的上升直接增加弱酸阳床再生酸碱及再生废水的消耗。相对反渗透除盐,属于物理除盐,水的处理仅依靠水的压力作为推动力,其能耗在许多处理方法中最低。当进水含盐量上升时,表现为出水含盐量(电导率)的上升及浓水率的增加,间接增加后续浮床及混床负荷,但在常见的工业用水水质对反渗透除盐成本随含盐量影响较小。
        3.3保护过滤器增加在线杀菌装置
        通过检查反渗透保安过滤器,查找出运行周期短的直接原因为微生物污染,针对这种情况,对保安过滤器系统工艺进行了优化,增加保安过滤器在线杀菌装置。在保安过滤器前后各增加一台电动阀门,增加一套氧化性杀菌剂加药装置,加药装置主要由加药箱、加药泵及管路阀门组成,加药点设置在保护过滤器新增进水阀门之后。在线杀菌时,开启关闭保安过滤器前后新增阀门,开启加药泵,向保安过滤器投加氧化性杀菌剂,浸泡20min后,开启保安过滤器进水阀门,打开保安过滤器排放阀,对保安过滤器进行冲洗,直至杀菌剂冲洗干净为止,在线杀菌结束。根据不同季节以及保安过滤器压差大小,制定了在线杀菌周期。该装置操作方便快捷,解决了现有技术中由于微生物的污染问题严重,会造成保安过滤器及反渗透膜污染,影响反渗透膜的制水效果和使用寿命的技术问题。该措施实施后,保安过滤器使用周期由原来的20多天延长至75-90天,同时也减少了反渗透系统污堵,反渗透系统的运行周期由原来的30多天延长至75天左右。
        结语
        反渗透具有除盐率较高,适应原水水质范围广,占地面积小,自动化程度高,操作简单,可连续运行制水,系统利用率高。缺点是能耗高,寿命短,运行一段时间后由于操作不当,容易造成膜污堵现象,造成进水压力上升,产水量下降,影响除盐效率。还需加强脱盐水站日常的精细化管理,由于该系统的主要污染物为有机微生物,加强氧化性杀菌剂的使用的同时,应重点监测反渗透系统的氧化还原电位,防止因使用氧化性杀菌剂造成膜元件的氧化。
        参考文献
        [1]李伟,高传奎.600t/h离子交换树脂法制脱盐水装置改造[J].石油化工设计,2019,36(04):50-52+57+7.
        [2]孟祥斌.脱盐水和凝结水装置节能降耗挖潜增效方案实施[J].炼油与化工,2019,30(03):55-56.
        [3]闫晓霖,牛仲良,马延光,等.反渗透制脱盐水装置预防性杀菌工艺研究[J].工业水处理,2018,38(12):109-112.
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