浅析化学水处理中预处理工艺的应用

2019-10-21蔡董军

中国化工贸易·下旬刊 2019年6期

蔡董军

摘要：武汉80万吨/年乙烯化学水处理装置是生产脱盐水的公用设施，为全厂提供二级除盐水，采用的是离子交换的脱盐工艺，根据生产实际，建议在生产水进装置前增加预处理工艺，即脱胶体硅工艺，进一步降低胶体硅的含量。延长除盐系统的运行周期和周期制水量，降低酸、碱、水耗。

关键词：除盐水;生产水;预处理

1 生产原水水质

生产原水水质总碱度105.4mg/L，总硬度2.94mg/L，二氧化硅（全硅）10.74mg/L，可溶性硅4.74mg/L，胶体硅6.0mg/L。

2 增加预处理工艺流程

原工艺流程：生产原水→除盐系统。

增加预处理后工艺流程：生产原水→预处理装置→除盐系统。

3 增加预处理工艺依据

根据原水水质，其总含盐量为223mg/L，二氧化硅含量10～14mg/L，其中胶体硅含量2～6mg/L，根据国家最新颁布的国标《火力发电机组及蒸汽动力设备水汽质量》（GB12145-2008）对脱盐水、蒸汽品质的要求，经过对水中盐含量进行平衡计算，工业中胶体硅允许进入离子交换设备设施的浓度应不大于0.3mg/L，为保证生产出合格的二级脱盐水，在脱盐制水工艺之前的生产水配备前置过滤及脱胶体硅设施，去除水中悬浮物及胶体物质。

4 预处理系统简要说明

原水过滤及脱胶体硅系统为除盐水处理系统预处理，为达除盐系统要求，采用带自清洗过滤器的超滤预处理系统，脱胶体硅系统的主要作用是去除水中的悬浮物和胶体硅;系统包括配套的反洗、清洗、加药等单元，各单元内部按单元制运行，系统单元间按母管制运行。

4.1 过滤系统工艺

生产水来水（地表水，自然温度，压力：0.35～0.40MPa）→过滤器→超滤装置→生水罐。

4.1.1 设计温度

因为膜过滤通量受水温影响很大，所以选取的原水温度为正常时为自然温度（10～25℃），冬季时水温可能较低。

4.1.2 主要设备出力按如下考虑

系统最终出力1250t/h，过滤器产水量6×240m3/h，超滤装置的净出力6×210m3/h，回收率为≥90%，膜通量按50～60L/m2*h选择，使用寿命按5年考虑

4.2 主要设备功能

4.2.1 自清洗过滤器

设置前置自清洗过滤器，以初步拦截、去除生产水中较大颗粒的悬浮物和部分细微悬浮物，如澡类、铁锈、粘泥、微生物等，为后继膜处理设备提供安全保障。自清洗过滤器采用叠片式，过滤器具有自清洗功能，即随着悬浮物的不断积聚，滤网内外产生压力差，当压力差达到设定值（要求可调）时，自动进行反冲洗清洗。

4.2.2 超滤系统

设置1台自清洗过滤器、1套超滤组件对应串联成一个单元运行。进水流量为超滤净产水量与反洗水量之和。每个单元既可以同时运行也可以独立运行。

4.2.3 超滤膜基本性能

结合国内外超滤膜材料选择和使用情况，依据本装置的生产工艺拟选膜材料为：内压式选聚醚砜（PES）;外压式选聚偏氟乙烯（PVDF）。内压和外压式超滤膜各有优缺点，基本条件为出水SDI≤3，胶体硅去除率≥99%（10℃），孔径分布均匀，范围0.01～0.1μm，跨膜压差<2kg/cm2，平均通量<60L/m2/h，断丝率≤1%。

4.2.4 超滤反洗

超滤装置在运行中由于水中各类物质的污染，超滤的透膜压差（TMP）会上升。当其达到设定值时就需要对超滤膜进行反洗，以降低透膜压差。任何一列超滤装置的反洗和化学清洗都是在线进行的。

4.2.5 超滤装置化学清洗系统

化学清洗装置根据给水水质和所选用超滤装置膜元件的特性确定，清洗系统包括清洗药箱（含电加热设备）、清洗泵、清洗过滤器、阀门、管道及就地流量及压力表组成等。

4.3 过滤系统控制

超滤装置的运行及反洗为自动控制，超滤系统的运行、反洗、次氯酸钠加药、化学清洗等具体设备操作由整套除盐水处理控制系统（DCS）对超滤系统的整体启动/停止进行操作，并能够将超滤系统的运行/停止/故障状态信号上及其它控制要求信号传至DCS。

5 小结

增加预处理系统后可达到的运行效果：

参考文献：

[1] HG/T20653-1998.化工企业化学水处理设计技术规定[S].国家石油和化学工业局，1998.

[2] DL/T5068-2006.火力发電厂化学设计技术规程[S].中华人民共和国国家发展和改革委员会，2006.

[3] GB/T19249-2003.反渗透水处理设备[S].中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局，2003.