实例解析如何提高纯水设备系统产水率(量)

1、实例解析如何提高纯水设备系统产水率(量)某公司采用反渗透的全膜法工艺进行纯水设备。从该系统的实际运行状况出发,对影响产水率（量）的因素进行了分析,有针对性地调整了系统运行参数。实践证明,纯水设备系统产水率有显著的提高。1.纯水设备系统介绍某公司的纯水设备系统采用反渗透全膜法工艺,设计产水量为300m3/h,原水采用全厂的工业用水,工艺流程见图1。纯水设备工艺流程图1纯水设备系统工艺流程工业用水(经混凝沉淀处理后的长江原水)经过自清洗过滤器初步过滤后进入UF系统,UF系统共3套,每套处理能力150m3/h,设计回收率90%,采用中空纤维膜。一级RO系统共3套,每套处理能力137m3/h,设计回收

2、率75%,采用抗污染BW30400FR膜组件。二级RO系统共3套,每套处理能力110m3/h,设计回收率为90%,采用超低压高产量的BW30LE440膜组件。UF系统的反洗排水排至工业用水系统进行处理,一级RO系统的浓水排入回用水系统,二级RO系统的浓水排入UF产水箱继续利用。该系统从2007年4月投运,低负荷运行将近3年,产水水质良好,电导率维持在3S/cm以下,但系统耗水量较大,整个系统的产水率一直在45%左右波动。本文根据纯水站实际的运行情况进行分析,找出影响产水率的因素并加以改进。2.纯水设备系统分析与调整纯水设备系统的产水率主要依赖主要系统的回收率来保证:自清洗过滤器的回收率为99%

3、,UF系统回收率为90%,一级RO系统回收率为75%,二级RO系统回收率为90%。但在实际的运行中,受设备状态和工艺用水需求的影响,系统消耗的水量要大于设计水量,回收率没有达到设计的要求。(1)自清洗过滤器过滤精度为100m。设置自清洗过滤器的作用主要是为了保护UF系统的正常运行,将原水中大颗粒悬浮物、砂砾等对超滤膜表面造成机械划伤的杂质去除,设备设计的自耗水率低于过滤水流量的1%。过滤器采用压差控制,当进出水口的压差达到0105MPa时设备开始自动反冲洗,压差恢复后进行过滤。在实际的运行过程中发现,由于系统中只有1台过滤器,当夏季藻类繁殖较严重的时候,尽管系统中投加了次氯酸钠进行杀菌,压差上

4、升仍然比较严重,导致自清洗过滤器频繁进行反洗,最严重的时候每隔57min反洗一次,反洗排水达到100m3/d以上,回收率严重下降。当对自清洗过滤器的不锈钢滤网进行更换和拆洗时,超滤系统的进水只能走旁通管,给UF系统的运行也带来一定的安全隐患。针对以上问题,在系统中增加了1台过滤器,当发现1台过滤器频繁反洗的时候,可进行人工切换,对污堵的滤网及时进行化学清洗和更换,恢复其通量和过滤性能,保证UF系统的进水水质符合要求。(2)UF系统存在大量的水量消耗,UF系统的水量消耗主要集中在反洗和化学清洗上。根据中空纤维膜的特性,UF机组每运行40min自动反洗一次,每次2min,耗水约10m3左右,每天还

5、将进行一次化学清洗,每次化学反洗时间为30min,耗水约50m3。根据上述耗水量计算,进水量为150m3/h给水排水的UF机组,平均产水量为120m3/h,回收率只有80%,不能满足一级RO的进水量。在实际的运行中也因UF系统产水量不足,1套RO系统的用水需2套UF系统提供。为增大UF系统的产水量,增加了4支超滤膜,使产水量上升了10m3,同时将普通反洗时间缩短至90s,将化学反洗时间缩短至20min,系统产水量上升至134m3/h,基本能满足一级RO的用水量,使UF和RO机组能一一对应。(3)RO系统的实际回收率比设计值低。RO系统的回收率是指产水流量与进水流量的比值,但在实际的运行过程中,

6、RO系统除了浓水排放外,部分产水也有消耗。产水的消耗主要集中在启停机的低压冲洗上,每次启停耗水约5m3。如果RO机组满负荷24h不间断运行,回收率基本维持在75%左右。在实际的生产中,RO机组的运行需根据外线用水量和UF水箱的液位调节,停机几乎不能避免。在纯水站运行初期,外线用水量波动很大(80210m3/h),导致RO机组频繁启停,最多达到每天启停17次之多,水量浪费严重,回收率下降至70%左右。为改善这一情况,根据外线用水量,规定用水量<100m3/h时只开启1套RO机组进行制水,其他2组备用,并将RO机组的启停机液位从7m调整到了5m。通过以上措施,使机组连续运行时间增加,有效减少

7、了停机次数,目前每天RO机组的启停机次数控制在5次以内,一级RO的产水率维持在74%,二级RO的产水率在89%左右。(4)现场流量计存在较大误差。纯水设备系统在工艺上设置有很多的流量计,其中与产水率相关的流量计主要的有7个:自清洗过滤器进水量、UF进水量、UF产水量、一级RO产水量、一级RO浓水量、二级RO产水量、二级RO浓水量,根据这几个流量计可算出各个系统的回收率。但在实际的抄表过程中,流量计的误差远大于允许的误差,见表1中2009年4月2124日数据。纯水站流量计校准前后流量读数从表1中可以看出:自清洗过滤器的进水流量比UF进水流量小200300m3,流量计存在明显错误。UF系统的产水流

8、量比一级RO进水流量大800900m3,根据计算,实际反洗水量300400m3/d,流量计误差约10%左右。一级RO的产水流量与二级RO的进水流量不匹配,纯水站流量计校准前后流量计读数偏小,2套流量计读数偏大。针对以上情况,根据水箱的液位变化情况计算容积来校准流量计,校准后流量计误差控制在3%以内。见表2中7月1011日数据。经过设备改造和运行参数的调整,整套纯水制备系统的产水率有显著上升,从45%上升至52%,有效提高了纯水的产量,达到了预期改善的目的。同时,纯水设备系统的产水率还受到进水水温、运行压力和膜系统的污染情况等因素的影响,这些因素也需要在运行操作中加以足够重视。在冬季运行时,维持合理进水压力,既不能太高,使膜发生永久变形,也不能太低,影响产水率。当膜系统出现污堵的时候要及时进行针对性的在线和离线清洗,防止造成膜元件不可逆的性能下降,影响产水率（量）和脱盐率。3.总结本文从实际的运行经验出发,对影响