反渗透在电厂水处理中的应用

1、反渗透在电厂水处理中的应用 摘要：反渗透技术由于具有除盐率高、易于自动化操 作等特点， 在海水淡化、 纯水制备等方面得到了广泛的应用。 特别近年来，在电力行业锅炉补给水预脱盐、循环水排污水 再利用等方面的应用越来越普及。文章介绍了反渗透膜的工 作原理，在电厂化学水处理中的应用及需注意的问题及处理 方法。 关键词：反渗透膜；电厂水处理；电去离子脱盐系统 中图分类号： TM621 文献标识码： A 文章编号： 1009 2374(2011)25005502 一、反渗透膜的工作原理 有一种膜，它只允许水分子通过，溶液中的其他物质则 不能通过膜表面，这种膜叫半透膜。反渗透是利用半透膜选 择性通过特性，

2、达到去除水中的盐份的目的。在反渗透膜的 原水侧加压，使原水中的一部分纯水沿与膜垂直方向透过 膜，水中的盐类和胶体物质在膜表面浓缩成为浓水流走。产 水则透过半渗透膜残余少量盐份，达到了脱盐目的。反渗透 可除去水中 98的无机盐和相对分子量大于200 的有机物以 及胶体，它是当代公认的最先进的脱盐技术。 二、反渗透在电力行业中的应用 电力行业中电厂锅炉需用电导率v0.2卩s/cm, SiO2 v 0.02rag/L的补给水，二级反渗透出水电导率一般大于1卩s /cm,故反渗透在电力行业一般用于锅炉补给水的预脱盐处 理。如下图所示： （一）反渗透电去离子脱盐系统 反渗透+电去离子（R0 + EDI）

3、脱盐系统是20世纪末发 展起来的水处理新型脱盐系统。其中，电除盐 EDI 技术原理 是依靠电场作用去除水中的无机离子，它克服了电渗析不能 深度脱盐的缺点，弥补了离子交换不能连续工作、需消耗酸 碱再生的不足。反渗透+电去离子（RO + EDI）脱盐系统出水水 质可以满足锅炉用水对电阻率、硅等硬性指标要求，是一种 环保型的脱盐系统。与传统离子交换相比，具有出水水质稳 定、连续经济运行、实现无人值守、不污染环境、占地面积 小等优点，但投资较高。 （二）反渗透+混合离子交换脱盐系统 电厂锅炉补给水设计中最初采用离子交换脱盐系统，离 子交换法可制得水质接近理论纯水的超纯水，满足锅炉用水 需求，但树脂再生

4、时产生的废酸碱容易造成环境的污染。目 前锅炉补给水脱盐系统经常采用的方式是反渗透+混合离 子交换。反渗透技术的引入，替代了阳床、阴床一级除盐， 使得废酸碱排放量与单用离子交换脱盐系统相比减少了 90。近年来随着反渗透设备投资费用逐步降低，大批电厂 在脱盐系统中引入了反渗透技术。但反渗透技术的引入要考 虑原水水质特点和制水成本，方可将效果和收益合为一体。 威信公司第一发电厂水处理采用的就是该种方式，反渗 透装置选用 GE 公司 AG8040F400 产品，设置 2 个系列，每 列产水量60t/h,每60t/h组装一个组合架。每列都能单独 运行，也可同时运行。经反渗透装置处理后的淡水，水质如 下：

5、溶解固形物v 5ppm、胶体硅v 100ppb、pH6.57.5,后 经混床进一步去除水中的阴、阳离子，其水质达到锅炉补给 水要求。 三、反渗透运行中应注意的问题及采取的措施 反渗透能够长期稳定运行,主要取决于其进水的预处理 效果和日常维护工作的好坏。 （一）严格控制运行条件 为了满足反渗透装置对脱盐率、产水率、回收率、寿命 等要求,生产厂家规定了使用膜元件时所限定的条件。其中 操作压力、回收率、进水的SDI、PH、余氯和温度是反渗透 装置的主要运行控制参数；脱盐率、产水量和装置的压力降 是三个主要监视性能参数。操作人员须严格遵守,不能随意 改变操作条件。如：反渗透的出力随着水温（标准设计温度

6、 ） 每增减一度, 将相应增减 3 ,为保持防渗透装置出力稳定, 应在冬天对进水加热；控制好产水及浓水流量,避免通过减 少浓水排放量来增加产水量,浓水侧盐份的增加,将导致无 机盐晶体析出在反渗透膜面产生结垢； 防止在 SDI 值超标的 情况下继续运行，导致反渗透膜的堵塞；严格控制膜组件的 进水压力、高压泵入口压力和进出口压差，保证膜组件的出 力，防止膜元件损坏。 (二)在反渗透前保安过滤器的维护 为防止膜元件的污染，反渗透前装有5卩m保安过滤器。 保安过滤器的滤芯共有两种：线绕式和一次性滤芯。线绕式 滤芯随着反洗次数的增加，过滤精度降低，过滤效果显著下 降，所以保安过滤器采用一次性滤芯的较多。

7、以威信公司一 电厂为例，滤芯采用打折式大流量式，材质为：聚丙烯。随 着处理水量的增加和进水中污染物的逐步升高，滤芯要定期 进行更换。一般保安过滤器发生： (1)保安过滤器的出水 SDI 3;保安过滤器进出口压差 O.IMPa这两个条件之一则 滤芯失效需更换滤芯，否则部分悬浮物、胶体、金属氧化物 将穿透滤芯，沉积在反渗透膜表面造成膜污染，带来严重后 果。 (三) 对反渗透膜的防腐蚀、防结垢处理 以威信公司一电厂水处理为例，其反渗透采用的聚酰胺 复合(TFC)膜，其优点是产水通量大，脱盐率高，耐菌性能 好，但是抗氧化性差，对进水中的含氯量有严格的要求。进 水水质的要求为：水温 25C 5C,水压1

8、.05MPa, SDI V 3,残余氯Omg/L , pH为411。在反渗透前通过澄清过滤、 盘式过滤、超滤，将进水水质控制在浊度V0.5NTU ,余氯V O.lppm、SDI v 3。因反渗透前进水残余氯要求为Omg/ L, 需加亚硫酸钠还原剂，将水中的余氯去除。水源中微生物含 量较少， 可不考虑进行杀菌处理， 但需在停运期间进水 (加阻 垢剂 )冲洗膜元件， 如有必要需定期使用甲醛溶液进行杀菌处 理。浓水侧易结晶析出碳酸盐和硫酸盐水垢，硫酸盐晶体对 膜具有破坏性，它锋利的尖角会穿透反渗透膜，造成脱盐率 下降，在反渗透设备前加适量阻垢剂及加酸处理降低 pH 值， 防止水垢的形成。 反渗透膜还

9、有一种为醋酸纤维素膜。它价格便宜，脱盐 率在 90左右，预处理也需要加酸、加氯、加阻垢剂处理。 但 pH 值的过高或过低都会造成膜元件的降解，运行中必须 严格控制进水pH值在4.06.0之间，所有的设备及管道要 进行防腐处理。制水后必须用淡水对膜元件进行冲洗，防止 微生物污染。 (四) 反渗透化学清洗 反渗透膜在运行中不可避免地要产生结垢及微生物污 染，为恢复反渗透良好的透水性和脱盐性能，延长反渗透的 寿命，需要对反渗透膜进行化学清洗，一般每年2 3 次。 当反渗透在运行中： ( 1 )维持额定系统回收率时，进水的压力 及浓水的压力显著升高 15 20(水源水质未发生明显变 化)；(2)运行条件不变，产水流量减少； (3)产水量不变，脱 盐率下降。则反渗透膜表面可能发生了结垢或微生物污染， 使跨膜压差增大，此时应进行清洗或杀菌处理。用酸清洗去 除无机物沉淀如：铁的氧化物、碳酸钙、硫酸钙等，用碱清 洗去除有机物、微生物。 （五）加强对反渗透装置相关设备的维护 反渗透装置配有程控系统，其所配测量仪表、操控机构 等先进可靠，可以在控制室灵活实现程控运行和手动操作， 为使控制正常及便于运行监视相关参数，应加强对各种测量 仪表的维