电厂全膜水处理系统的改进与运行方式优化

2015-03-23褚俊江毕法森肖云飞

电力安全技术 2015年10期

褚俊江，毕法森，肖云飞

(1.华能荆门热电有限责任公司，湖北荆门 448000；2.华能伊敏煤电有限责任公司，内蒙古呼伦贝尔 021130)

1 全膜水处理系统介绍

某电厂化学3期全膜水处理系统在2009年建成投产，制水水源取自浓缩倍率为5倍左右的循环水排污水。其工艺流程为：循环水排污水—反应沉淀池—清水池—清水泵—PCF过滤器—超滤—超滤水箱—超滤水泵—一级反渗透—一级反渗透水箱—一级反渗透水泵—二级反渗透—二级反渗透水箱—二级反渗透水泵—EDI电除盐装置—除盐水储备水箱。

2 全膜水处理系统问题分析及改进措施

全膜水处理系统运行不足1个月，在同等运行条件下，超滤系统由初始运行压差15 kPa升至190 kPa，产水量下降35 %；反渗透装置一、二段段间压差达到180～240 kPa，产水量下降近40 %。

这些问题已经严重影响全膜水处理系统的运行效率，经分析主要原因及措施如下。

2.1 铁污染

拆开PCF过滤器发现膜丝表面有黄色物质，一级反渗透装置一段膜组件进水端膜表面覆盖着一层微黄色黏泥，而其二段膜组件进水端膜表面也有明显微黄色黏泥；检查反渗透保安过滤器发现保安过滤器滤芯表面呈深黄色、内部充满黄色黏泥；检查超滤水箱内部发现水箱底部及内壁均有黄色黏泥附着。

原因分析：经化验膜丝表面黄色物质主要为铁离子成分，由于反应沉淀池出口铁含量过高，造成PCF过滤器膜丝污染，由于PCF过滤器除铁功能较差，造成铁离子向下游迁移，造成膜设备铁污染。

采取措施：

(1) 进行预处理反应沉淀池加药优化实验，确定最适加药量。在实验室进行混凝剂加药量烧杯试验和工业试验，通过试验确定含铁量低，反应沉淀池浊度合格的加药量，从而降低铁离子对PCF膜丝以及超滤反渗透膜的污染。

(2) 采用专用除铁剂定期对PCF过滤器膜丝进行化学清洗，保证PCF过滤效果。

2.2 一级反渗透保安过滤器设计不合理

滤芯质量不合格，使污染物进入一级反渗透膜，造成膜污染。

原因分析:拆开反渗透保安过滤器发现滤芯被压瘪，主要原因是滤芯质量不合格，同时由于保安过滤器设计存在问题，无法固定滤芯。

采取措施：在保安过滤器内部安装不锈钢支撑骨架；将国产滤芯更换为进口PALL滤芯。

2.3 超滤水箱防腐层脱落

超滤水箱防腐层脱落碎末进入一级反渗透入口，造成膜压差增大。

原因分析：一级反渗透保安过滤器滤芯表面入口第1支膜表面有灰色碎末，检查发现因对水箱进行防腐时环境温度较低，造成水箱防腐质量不合格，超滤水箱内部聚脲防腐层脱落。

采取措施：对超滤水箱重新进行聚脲防腐。全膜水处理系统水箱设计建议采用不锈钢材质，从而避免防腐材料脱落堵塞反渗透膜。

2.4 混凝剂加药量过大

预处理反应沉淀池混凝剂加药量增大，造成聚合铝污染一级反渗透膜。

采取措施：预处理反应沉淀池混凝剂加药由人工调整改为自动加药，加药量随反应沉淀池入口流量变化而自动调整。

3 全膜水处理系统运行方式的优化

3.1 加非氧化性杀菌剂灭菌

浓缩倍率为5倍左右的循环排污水微生物含量高。这种环境下微生物不但繁殖速度极快，而且其本身及其代谢物质形成的一种黏滑的污染物质紧紧粘附于膜表面上，直接影响到膜的透水能力和透过水质量。将原设计超滤反洗加酸装置改造成加非氧化性杀菌剂加药装置。采用非氧化性反渗透膜专用杀菌剂，并规定夏季每周2次，冬季每周1次的加药周期。

加药操作：加药时超滤装置运行流量100 t/h，加药点设置在超滤装置进水母管上，加药前将超滤水箱液位调至0.5 m，一级反渗透水箱高液位；将自清洗过滤器停电，防止其反洗，超滤装置改为死端过滤。手动启动超滤系统及非氧化性杀菌剂加药装置，此时超滤产水直接进入超滤水箱，加药时间40 m in，加药浓度 500 ppm 左右。

超滤加药结束后反渗透开始加药，具体操作为：开浓水排放阀、淡水排放阀、反渗透进水阀，启动反渗透给水泵、还原剂加药泵，加药至超滤水箱液位降至0.5 m时反渗透停止加药。自清洗过滤器送电，超滤装置改回微错流方式，手动冲洗一台超滤5 m in后程控启动超滤装置制水，当超滤水箱液位升至1.2 m时，停运超滤，将其手动反洗，至超滤水箱液位再次降低至0.5 m时停止反洗，程控投运制水；同样操作反洗另一台超滤装置。同时，用反渗透水箱水低压冲洗反渗透至排水合格，加药操作完毕，恢复化学制水。

3.2 优化超滤和反渗透装置正、反冲洗程序

(1) 增强PCF过滤器、超滤反洗强度。将PCF过滤器反洗指标由压差控制改为定期反洗，当超滤每运行6～8个周期PCF自动反洗。超滤装置上下反洗时间由原来的各30 s延长至80 s，反洗后正冲洗时间由40 s延长至100 s，并将超滤反洗流量以反洗水泵变频器为准，确保反洗强度。

(2) 设定反渗透高压泵最低运行泵频。在保证进水水质、回收率控制合格的情况下，将反渗透高压泵最低泵频设定在30 Hz，即提高反渗透运行时进水流速，保持浓水侧的水流呈紊流状态，减少浓差极化。同时将反渗透进水加阻垢剂、还原剂程序由手动控制调整改为流量跟随调节，消除人为因素引起的阻垢剂、还原剂加药量过多、过少问题，防止了因阻垢剂量少结垢或过多造成有机物沉积。