发电除盐水系统优化运行方案

发电脱盐水系统优化运行方案1、概况1.1系统概括我厂发电脱盐水项目由冷钢设备技术中心设计建造。系统的产水规模为2×30m3/h，产水主要用于发电锅炉用水补水。1.2工艺流程及说明1.2.1系统工艺流程系统工艺流程见图1.1系统工艺流程图1.11.2.2工艺流程说明（1）沉淀池：通过加入絮凝剂（PAC）及助凝剂（PAM）对原水进行预处理。（2）原水池：储存及调节原水水量。（3）多介质过滤器：滤除水中的颗粒物、悬浮物、胶体、有机物等杂质，去除水中部份微生物，降低原水的SDI值，控制出水的SDI值≤4。（4）活性炭过滤器：去除水中的分子有机物、余氯等氧化性物质，也能减少水中异味和色度。（5）板式换热器：调节进水的温度。原水原水池沉淀池池阻垢剂活性碳过滤器板式换热器保安过滤器多介质过滤器助凝剂剂脱盐水池混合离子交换器中间水池反渗透系统1#反渗透系统2#板式换热器杀菌剂出水絮凝剂剂高压泵（6）保安过滤器：截留水中大于3μm的颗粒。（7）反渗透装置：反渗透装置是本系统中最重要的脱盐装置，经过预处理的水，在系统中被高压泵加压后，在多段膜中可脱除98%以上的盐分，并可去除绝大部分的胶体、有机物、微生物等杂质，系统水回收率可达到75%以上。（8）中间水池：用于缓冲及调节反渗透系统的出水，为后级系统提供稳定用水。（9）混床离子交换器：反渗透产水再经过混床离子交换器进一步脱除离子，降低水中的硬度、碱度和阴阳离子，即可完全保证压锅炉的用水要求。（10）脱盐水池：贮存产品水。2、系统运行优化方案2.1各段水质参数2011年12月22日取系统各段水样分析水质数据如下表2.1：表2.112月22日水质分析数据取水点浊度（NTU）硬度（mg/l）pH值总铁（mg/l）CODCR(mg/l）)原水0.21237.650.3529.5多介质出水0.11157.590.1920.3RO进水未检出1157.450.1820.2RO出水未检出4.247.400.0517.6除盐水出水未检出3.057.390.05-2.2系统主要运行参数12月22日反渗透装置系统水质水量运行参数如下表2.2：表2.212月22日RO系统水质水量运行参数表RO系统编号RO进水电导率（us/cm）产水流量（m3/h）浓水流量（m3/h）产水电导率（us/cm）1#295.6414.197.1016.562#295.6414.2013.907.0312月22日反渗透装置系统压力变化如下表2.3：表2.312月22日RO系统运行压力变化RO系统编号一段进水压力（MPa）二段进水压力（MPa）浓水出水压力（MPa）产水出水压力（MPa）1#1.521.120.5002#1.541.340.730在2011年8月分别对1#和2#反渗透系统进行了离线清洗之后，9月3日所记录运行参数如下表2.4和表2.5：表2.49月3日RO系统水质水量运行参数表RO系统编号RO进水电导率（us/cm）产水流量（m3/h）浓水流量（m3/h）产水电导率（us/cm）1#212.626.46.716.82#212.627.612.421.3表2.59月3日RO系统运行压力变化RO系统编号一段进水压力（MPa）二段进水压力（MPa）浓水出水压力（MPa）产水出水压力（MPa）1#1.300.960.4002#1.301.080.500对比上面12月与9月所得数据，可以看出系统在清洗后运行四月以后，产水量明显下降，总产水量下降了47%，除盐率有所上升，由9月的91.1%提升为96.0%，RO系统进水压力有明显上升，上升了15.4%。2.3系统运行状况评估通过对系统水质以及系统运行参数的分析，可以判断该系统目前存在如下几个主要的问题：（1）预处理效果不佳根据对系统预处理单元的水质分析，金属离子和COD等指标出现严重的超标，可判断该系统目前预处理效果不佳。原因分析：其一，该系统沉淀池絮凝效果不佳，主要是絮凝药剂配方及投加浓度不合理导致的，最终影响了出水水质；其二，多介质过滤器和活性炭过滤器过滤效果不好，也影响了出水水质。（2）系统处理水量偏小该系统设计的处理水量为每组45m3/h，而现在系统运行的实际状况，只能达到每组30m3/h左右。原因分析：一方面预处理单元过滤器出现堵塞现象，造成反渗透装置供水不足。另一方面，预处理效果不佳，原水金属离子以及COD等指标都严重超出了反渗透进水水质要求，因此导致在短时间内反渗透膜出现严重污染，最终影响了反渗透膜处理效率。（3）反渗透装置产水率偏低该系统反渗透装置设计的产水量为每组30m3/h，而目前系统运行的实际状况，只能达到每组15m3/h左右的产水率，为设计标准的50%左右。原因分析：首先，反渗透进水水质较差，致使反渗透膜出现严重污染，因此直接造成了反渗透装置产水率下降；其次，系统杀菌和阻垢药剂配方及投加浓度不合理，系统化学处理效果不佳，反渗透膜出现严重结垢和微生物污染的情况，从而加速了反渗透膜的污染，亦直接导致反渗透产水率的下降。2.4系统运行优化方案针对上述系统运行状况评估，对系统目前存在的问题制定一一对应的优化处理措施，才能真正确保该系统正常稳定的运行。2.4.1预处理单元2.4.1.1预处理药剂的选择（1）絮凝剂的选择采用高分子无机凝聚剂和高分子有机絮凝剂相结合的方式进行混凝处理。无机凝聚剂主要中和粒子上的电荷起凝聚作用同时兼有吸附架桥作用，有机絮凝剂则主要依靠架桥作用使粒子沉降。先加入无机絮凝剂中和电荷，然后加有机絮凝剂生成絮团并沉降。发电脱盐水系统原水取自河流，根据其水质特点以及初步的絮凝沉降试验确定选择聚合氯化铝和阴离子聚丙烯酰胺两种药剂，其投加浓度分别为10mg/L和1.0mg/L，并可根据现场的实际效果进行适当调整。（2）杀菌剂的选择采用次氯酸钠氧化性杀菌剂进行杀菌处理，其在低剂量下有较高的杀生活性，在短时间内具有快速杀生的特点，且与一些水质稳定剂相溶性较好，对阻垢效果影响不大。通过杀生实验确定，选择投加浓度为10mg/L。然后再根据系统运行具体情况，可调整为非氧化性杀菌剂对其进行交替杀菌，进一步确保系统杀菌效果。（3）阻垢剂的选择由采样的水质测定结果知道，原水中含有大量的结垢离子和金属离子，这就容易在反渗透膜的表面上产生结垢和絮凝胶体，加之浓水区的离子浓度又高，增加了膜结垢的趋势，所以在阻垢药剂选用上应该选用分散性能优良，并且阻垢效果比较好的药剂。考虑到这几方面，采用高效复合阻垢剂YD-303（本品由有机膦酸、磺酸盐、烯酸等复合而成），能够有效起到阻垢作用具有很好的阻垢效果，阻垢性能优异，适用在高浓缩倍数、高硬度、高碱度范围内使用，且与常用的杀菌灭藻剂、混凝剂有很好的相容性。选择阻垢剂投加浓度为5mg/L。2.4.1.2预处理单元的运行管理（1）多介质过滤器1）每天至少反洗2次，每次反洗控制在20分钟左右，且可根据出水情况进行适当调整，如出水水质较差，可增加反洗频率和反洗时间；2）定期（如条件允许，可每月进行一次检查）对过滤器滤帽和滤料进行检查，发现滤帽有损坏现象，应及时更换；滤料减少应适当补加（大约每半年会降低100～200mm左右），滤料出现失效应及时更换；3）严格监控多介质过滤器进出水浊度，进水浊度偏高，应及时调整絮凝药剂的投加；出水浊度偏高时，应增加过滤器反洗频率和反洗时间。一般控制多介质过滤器进水浊度小于10mg/L，出水浊度小于2mg/L。（2）活性碳过滤器1）每天至少反洗1次，每次反洗控制在15分钟左右，且可根据出水情况进行适当调整，如出水水质较差，可增加反洗频率和反洗时间；2）定期（如条件允许，可每月进行一次检查）对过滤器滤帽和滤料进行检查，发现滤帽有损坏现象，应及时更换；滤料减少应适当补加（大约每半年会降低100～200mm左右），滤料出现失效应及时更换；3）严格监控活性碳过滤器出水余氯和SDI（污染指数），出水余氯和SDI偏高时，应增加过滤器反洗频率和反洗时间。一般控制活性碳过滤器进水余氯小于0.1mg/L，出水SDI小于4。（3）保安过滤器严格监控保安过滤器进出水压差，当压差达到0.2Mpa以上时，应及时对滤芯进行更换。一般控制保安过滤器进水浊度小于1mg/L，SDI小于4。保安过滤器滤芯一般三个月更换一次。2.4.2反渗透单元2.4.2.1反渗透膜的运行管理（1）周围环境温度最低不得低于5°C，最高不得高于38°C。当温度高于35°C时，应加强通风措施；（2）反渗透系统的回收率为75%。较低的系统回收率易于防止结垢和膜污染；（3）控制盐的透过量：盐透过量与膜两侧的浓度差和温度有关。因此应控制系统回收率在75%左右，水温保持在20-25℃左右，最高不得大于30℃；（4）正常运行中在RO出水量下降10%以上、压降增加15%以上、脱盐率明显下降等情况下，需要对系统进行化学清洗。为了保证系统长时间的安全运行，做好预处理的运行规范，尽量保持RO半年至一年清洗一次。清洗时最好分段清洗，清洗方向与运行的方向相同，不允许反向清洗，以免发生膜卷伸出而损坏膜元件；（5）操作压力控制：应在满足产水量与水质的前提下，尽量取低的压力值；（6）排放量控制：由于水温、操作压力等因素的变化，使装置的产水量也发生相应的变化，这时应对排放量进行调整，控制排放量与产水量之间比为1：3；（7）装置不得长时间停运，每天至少运行2小时。如准备停机72小时以上，应用化学清洗系统向组件内冲装浓度为2%的亚硫酸氢钠溶液以实施保护；（8）RO装置每次开机都应在进水压力小于0.5MPa条件下冲洗5～10分钟；（9）操作工人应每1小时对运行参数进行记录，主要内容为：1）进水：电导率、压力、水温2）产水：电导、产水量3）二段进水：压力4）浓水：流量、压力保留RO系统操作记录，保证数据真实、完整和连续，便于分析查找故障原因；（10）当RO系统发生脱盐率严重下降时，应依据以下原因进行逐项分析，确认原因及时处理：1）浓差极化造成膜表面的发生污染和结垢，使膜表面变得粗糙，系统脱盐率下降。2）元件之间的连接件“O”型圈密封失效。3）膜口袋粘结线破裂。4）膜被硬颗粒划破。5）因高压泵启动时产生的水锤使膜元件或其连接件破损。6）膜元件压降过大而产生的膜卷伸出损坏。2.4.2.2反渗透膜清洗（1）清洗工艺说明使用反渗透产品水在0.4MPa或更低压力条件下冲洗反渗透膜组件和系统管道，化学清洗步骤如下：1）使用反渗透产水在清洗储罐中配置清洗液，按要求调整温度和pH值；2）启动清洗泵将清洗液泵入反渗透系统内，将系统内的存留水和最初的较脏的清洗排出液排放后，循环清洗1h或更长时间。在清洗初期，清洗流量（表2.6所示）控制在最大清洗流量的1/3，然后将清洗流量升至最大清洗流量的2/3，在清洗后期，清洗流量达到最大值。在清洗过程中，当清洗液的pH值变化大于0.5时，及时补充药剂。酸性清洗液总循环时间不应超过15分钟，超过这一时间后，清洗液可能会被清洗下来的无机盐饱和，而污染物就会再次沉积在膜表面，此时应用反渗透产品水将反渗透系统及清洗系统内的第一遍清洗液排放掉，重新配置清洗液进行第二遍酸性清洗操作。表2.6每支压力容器最大清洗流量膜压力容器直径（cm）清洗液压力（MPa）清洗液流量（L.min-1）10.160.15~0.418~3820.320.15~0.460~1513）根据需要，可交替采用循环清洗和浸泡程序。浸泡时间可根据膜生产商的建议选择4~8h。如需延长浸泡时间，例如浸泡10~15h或浸泡过夜，为了维持浸泡过程的温度，可采用表2.6所示流量的10％打循环；4）化学清洗结束后，可用反渗透产品水进行低压冲洗，除去反渗透系统中的化学药剂的残留部分；5）如需要，可重复清洗程序进行第二次清洗；6）清洗结束后，用压力低于0.4MPa的预处理给水进行最终冲洗l5～60min至完全冲洗干净；7）反渗透系统清洗结束重新投入运行时，初始产品水应排放，当电导、pH值达到工艺要求时，反渗透系统可投入运行。由于化学清洗尤其是高pH值清洗改变了反渗透膜表面的电荷性质，初期的产品水水质不稳定，为得到稳定的产品水水质，需要几小时到几