反渗透进水余氯超标原因分析与研究

王 瑾

(阳煤集团太原化工新材料有限公司，山西 清徐 030499)

反渗透又称逆渗透，是一种以压力差为推动力，从溶液中分离出溶剂的膜分离操作。反渗透的具体原理是对膜一侧的溶液施加压力，当压力超过它的渗透压时，溶剂会逆着自然渗透的方向作反向渗透，从而在膜的低压侧得到透过的溶剂，高压侧得到浓溶液。根据各种物料的不同渗透压，可以利用反渗透法，达到分离、提取、纯化和浓缩溶剂的目的。目前，反渗透法由于其先进的技术及经济特性，已用于各种净水、中水处理行业。然而，反渗透装置入口余氯超标会使膜氧化分解，影响其性能和使用寿命[1]。因此，研究与分析反渗透进水余氯超标原因，并提出有效的措施，对反渗透法处理废水具有重要的现实意义。

1 项目概况及工艺流程

1.1 项目装置概况

阳煤集团太原化工新材料园区水处理系统共有反渗透装置33套，其中，污水中水处理系统3套，反渗透设备10套。

1.2 工艺流程

反渗透装置于2016年投产运行，其工艺流程分别见图1～图3。

图1 煤气化污水中水工艺流程

图2 己内酰胺污水中水工艺流程

图3 己二酸污水中水工艺流程

反渗透是中水处理工艺的重要设备及装置。在利用反渗透对污水处理时，因有效氯有较强的杀菌作用，故一般水处理工艺要在超滤前端投加次氯酸钠溶液，保证管道内的有效氯成份，用来缩减进水有机物对双膜系统的污染。但因游离性余氯对反渗透膜元件有很强的氧化性，会缩短膜的使用寿命，故反渗透进水需投加还原剂亚硫酸氢钠溶液来还原进水中的游离性余氯质量浓度至0.1 mg/L以下。

2 反渗透进水余氯超标分析

2.1 余氯超标监测数据

3套污水中水装置中水系统进水来自化工装置废水生化处理后的产水。2018年11月20日，3套中水装置反渗透进水余氯超标，至2018年11月26日反渗透进水余氯波动较大，严重影响反渗透设备安全运行。余氯超标监测化验数据如第207页表1所示。

2.2 超标原因推测

煤气化中水反渗透进水余氯20 d持续超标，增加还原剂药剂配置浓度，由10%调整至20%，并将还原剂计量泵冲程跳至最大100%。2018年11月21日，煤气化中水反渗透进水余氯有所下降但仍超标(0.1 mg/L)。为确保水处理系统的安全、稳定运行，找出入口余氯质量浓度超标的原因显得尤为重要。

经过系统及整体分析，针对煤气化中水反渗透进水余氯超标的情况，提出以下几点推测：

表1 余氯超标监测化验数据表(2018年)

1) 进水余氯超出还原剂计量泵所能调控的范围；

2) 超滤产水气动阀门内漏，CEB次氯酸钠反洗时有次氯酸钠混入超滤产水池内。

2.3 超标原因确定

2018年11月22日至11月24日，将还原剂配药浓度调整至25%，且多次多点取样，对以上推测进行研究分析。重新监测化验的余氯数据如表2所示。

表2 余氯研究数据表(2018年)

由表2与图4分析可知，来水余氯曲线与反渗透进水余氯变化趋势一致，来水余氯处于0.3 mg/L以下时，反渗透进水余氯合格，均处于0.1 mg/L以下，与推测相吻合。且从曲线图中看出，现有还原剂计量泵在还原剂配药浓度为25%时，余氯去除率约为25%。

图5中，编号点2点～5点间停CEB次氯酸钠反洗，编号点5煤气化中水3套超滤均进行一次CEB次氯酸钠反洗。从曲线看出，编号点4点～5点超滤产水余氯持续下降，5点以后稍有回升但回升幅度不大，不排除反洗后再取样，时间间隔短(11：23～13：30)，超滤产水池内产水或超滤水泵进水管道内水未置换掉，即不排除超滤产水气动阀门(一套或个别)内漏的可能。

图4 来水余氯、反渗透进水余氯与余氯去除率曲线图

图5 超滤进水与产水余氯曲线图

后期针对煤气化中水装置的超滤浸泡时的远传产水压力表数据曲线进行了查看发现，超滤B、C产水压力普遍存在较大峰值，最大值为0.24 MPa。最终确认为煤气化中水装置超滤B、C套产水气动阀内漏。

3 结论及控制措施

针对本园区水处理系统煤气化中水装置出现的余氯超标现象，经多次取样监测化验得出如下结论：2018年11月20日至11月26日期间，余氯超标现象的原因可能是煤气化中水装置进水余氯超出了现有还原剂浓度所能还原的范围，且煤气化中水装置超滤B、C套产水气动阀门可能存在内漏。

针对以上分析得出的结论，提出以下几点整改建议：1) 进水安装余氯分析仪，且每天增加两次进水余氯监测，发现进水余氯突增，及时调整还原剂的配药浓度，保证反渗透的进水余氯合格；2) 中控随时监控各装置超滤加药反洗浸泡时的产水压力，发现有较大波峰及时检查气动阀门的情况，发现内漏及时更换处理。