简析反渗透技术在电厂中的应用

2015-05-30胡军

中小企业管理与科技·下旬刊 2015年3期

摘要：简析反渗透技术在大唐洛河发电厂水处理中的应用，从反渗透系统设备、处理技术等方面论述反渗透技术在该厂的应用情况，分析反渗透应用中存在的问题及改进措施。

关键词：反渗透电厂水处理超滤

随着大型电厂机组参数与容量不断提高，电厂化学水处理技术也发生了很大变化，这种变化源于高参数大容量机组对水质的高要求需要，另外膜技术的发展及应用又为电厂水处理技术的发展提供了可行性[1]。同时，在剧烈的电力市场竞争中，企业面临着生产流程优化重组、减员增效的压力。

反渗透（reverse osmosis，RO）是上世纪60年代迅速发展起来的一种水处理工艺。在压力驱动下，溶剂（水）通过半透膜进入膜的低压侧，而溶液中的其他组分（如盐）被阻挡在膜的高压侧并随浓缩水排出，从而达到有效分离的过程[2]。也是以压力为推动力的筛分过程。海水淡化时，于海水一侧施加一大于海水渗透压的外压，则海水中的纯水将反向渗透至淡水中，此即反渗透海水淡化原理。目前，在城市用水、电厂锅炉补给水、工业废水处理以及海水淡化和各种溶液中溶质分离等方面均得到了应用，在电厂中也很快受到青睐。反渗透作为目前水处理应用最广泛的一种脱盐技术，在电厂锅炉补给水预脱盐处理技术方面，反渗透技术的发展更暂露头角，电力行业最早使用反渗透技术的是天津军粮城电厂，随后陆续在郑州热电、彰化电厂、宝钢电厂等电厂也得到了应用[3]。反渗透水处理最大的特点是具有出水水质稳定，脱盐率极高，运行安全，操作简单等优势。另外，反渗透技术具有极强的除去有机物和除硅能力，COD的脱除率可达83%，可满足高参数大容量机组对水质中有机物和硅含量严格要求的需要。其次，反渗透由于除去了水中的大部分离子（一般为90%左右），大大减轻了下一步离子交换系统的除盐负担，延长除盐系统的运行周期，提高制水量，减少酸、碱废液排放量，提高了电厂经济效益和环境效益。

但现有文献对反渗透技术在我国火力发电厂中应用现状的统计和分析总体来说依然较少。故本文以反渗透技术在大唐洛河发电厂水处理中的应用为例，从反渗透系统装置情况及实际运行中出现的一些问题，进行介绍和分析，以供总结反渗透技术在电厂水处理应用经验。

大唐淮南洛河发电厂采用淮河水作为水源，水质差，原水中泥沙多，颗粒物含量高，夏季温度高，水中澡类物质大量繁殖。

该厂三期#5、6机组为600MW超临界参数变压运行直流炉，对水质要求比较严格。为提高锅炉化学补给水水质，故该厂三期化学一级除盐系统前增加了超滤、反渗透系统。三期自2007年2月化学超滤、反渗透投运以来，出水水质基本达到设计要求，并且水质优于一、二期除盐系统出水，一级除盐运行周期大大高于一、二期一级除盐系统（一、二期无此设备）。

1 系统装置

反渗透装置对预处理水质的要求比较严格，鉴于淮河水质较差，反渗透预处理进水若采用常规的多介质过滤器和活性炭过滤器，过滤后仍含有较多的悬浮物和胶体，这些杂质和污染物会增加反渗透膜装置的清洗频率和减短膜的使用寿命，严重影响反渗透系统的运行，需要通过超滤处理来完全滤除，故该厂采用过滤效果更好的超滤工艺用于反渗透预处理。

超滤采用全流过滤，布置三套，竖直安装。淮河水经预处理后，由化学清水泵升压后经过滤器后进入超滤装置，除去水中大部分懸浮、固体、胶体、大分子物质和细菌，其出水进入超滤产水箱。超滤产水箱的出水经升压后进入保安过滤器。保安过滤器截留来自预处理出水中大于5μm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。保安过滤器的出水进入反渗透装置，除去大部分溶解盐类，其出水进入反渗透产水箱。

反渗透处理装置同样为三个系列单元，每列都能单独运行，也可同时运行，其净水去反渗透产水箱。整体采取一级两段处理方式，系统正常运行时，超滤装置、反渗透装置均采用并联运行的方式。装置具有高低压保护装置，慢起动装置。高压部分采用不锈钢，低压采用硬PVC，以保证系统高压运行及产水水质不受污染。系统包括保安过滤器、高压泵、反渗透膜组、清洗系统及控制仪表五部分。为了控制、监测反渗透系统正常运行，配有一系列在线测试仪表，包括电导率仪、流量表、压力表、取样装置和高低压保护开关等控制和监测仪表。反渗透操作为全自动，浓水排放流量根据管线上安装的稳流阀来固定，产水设高压保护爆破膜。在反渗透膜组长期运行后，会受到污染，如长期的微量盐份结垢和有机物的积累而造成膜组件性能的下降，运行压力升高，采用清洗以恢复其正常除盐能力。

三期化学超滤、反渗透自2007年2月投运以来，较一、二期一级除盐系统（一、二期无此设备）效果显著，该厂预处理后的水经过超滤后电导率为228us/cm，再经过反渗透处理后降为3us/cm效果极为明显，出水水质基本达到设计要求，反渗透系统出水使一二级除盐系列运行达一月之久。

2 常见问题原因分析及处理措施

2.1 系统产水量下降

反渗透保安过滤器进水是超滤水箱出水，超滤水箱腐蚀严重导致保安过滤器滤芯被堵造成反渗透装置进口流量下降。

原因分析：

①入冬原水水质恶化，冬季是淮河水的枯水季节，水质差。

②超滤反洗加药程序不合理，超滤系统运行方式为程序自动控制，根据设计要求，每运行60分钟反洗一次，反洗时由计量泵轮流加入盐酸和氢氧化钠稀释液，每反洗一个周期（六次后），加次氯酸钠。超滤反洗后药液不能清洗干净直接投运导致出水有少量余氯对系统造成腐蚀。超滤水箱管道是不锈钢材质，没有村胶容易被氯离子腐蚀造成污染，腐蚀产物进入保安过滤器内堵塞滤芯，对反渗透系统造成危害。

处理措施：

①提高对原水的预处理，加大空擦滤池的反洗次数，确保原水水质稳定。

②对超滤反洗加药程序进行修改，在加药反洗后增加“正冲→反洗→投运”运行流程。同时加强运行管理，加大巡查力度，及时调整加药量。防止加入次氯酸钠过量。

2.2 段间压力上升

反渗透装置出现浓水段和二段之间压差升高。

原因分析：

反渗透装置运行一定时间或膜污染后组件阻力升高。

处理措施：

①对组件进行反冲洗和化学清洗。

②加强预处理设备的运行监督管理，防止结垢物质、不溶性物质、胶态物、有机物及微生物等对膜的污染和侵蚀。

③硫酸钙、碳酸钙、二氧化硅等若在膜面沉積，会使设备压差增加，流量降低。加缓蚀阻垢剂同时加强pH值和硅含量的监督，使pH值在设计范围之内，控制浓水侧硅含量不超过100mg/L，否则应加大排污，降低回收率，防止硅垢析出。

④地表水中含有胶体物和有机物等[4]，运行中应及时严格控制FI（污染指数）值，以符合组件要求。当FI值超过要求时，应及时检查原因，不允许在FI值不合格的情况下长期运行。