反渗透化学清洗及水预处理方式浅探

2018年06月设备运维反渗透化学清洗及水预处理方式浅探徐进祥（湖北六国化工股份有限公司，湖北当阳444100）摘要：反渗透制水中，对水的预处理可以有效提高水质，减少反渗透装置的化学清洗频次，好的化学清洗的方式能增加反渗透制水周期，文章介绍了聚氯化铝在水的预处理中的应用效果及反渗透的化学清洗方式。关键词：制水；氯根；化学清洗；产水量我公司锅炉用水，前期制水采用离子交换法制水，因树脂再生产生大量的酸碱性废水，不能满足当前发展要求。反渗透制水不产生酸碱性废水，仅产生含盐量、硬度等偏高的废水，本公司能完全消耗，因而采用了该种制水方式。在实际使用过程中常因反渗透装置产水量低或装置进水压力大而频繁清洗，分析原因，主要还是预处理功能不够完善，纵观同行业，都重视对水的预处理过程，一般都用上了混凝-絮凝、介质过滤、碳滤、精密过滤，添加了杀菌剂和阻垢分散剂，甚至把在进反渗透制水前设置超滤作为反渗透制水的标准配置。因而本公司不断对水的预处理进行试验改进，对膜元件的化学清洗方法不断优化。1反渗透制水流程及设备功用本公司反渗透制水流程如“图1”所示，外部来水为地表水，来水进入原水池蓄水，泵输送依次经过机械过滤器、活性炭过滤器，在进入保安过滤器前加入反渗透专用杀菌剂、阻垢剂，由高压泵加压后通过反渗透装置制水。使用过程中，产水的电导率、硬度、氯离子等水质指标均能满足生产要求，但膜原件容易污堵，致反渗透产水流量低、进口水压偏高，不得不频繁进行化学清洗。现在原水池前增设混凝池，配好的聚氯化铝溶液通过注射泵和来水同时进入混凝池后再进入原水池。图1反渗透制水流程原水首先经过机械过滤器降低浊度，去除原水中大部分悬浮物，然后经过活性炭过滤器去除有机物、游离氯，降重金属离子，再经过保安过滤器消除前处理设备漏出的滤料碎粒，以保护RO膜组件,最后通过反渗透进行深度脱盐处理。经过一系列处理后，可除去水中的颗粒、胶体、有机杂质、重金属离子、细菌、病毒、热源等有害物质及99%的溶解盐，系统脱盐率高达99%，产水电导率≤10μs/cm。原水预处理目的是去除悬浮固体、微生物、胶体物质及有机物，尽量抑制难溶盐如CaCO3、CaSO4、BaSO4、SrSO4、CaF2以及铁锰铝硅化合物等在膜表面的沉积，防止反渗透膜结垢、防止胶体物质、悬浮固体微粒、有机物、微生物等污堵反渗透膜，防止氧化性物质对反渗透的氧化破坏、保持反渗透装置产水量稳定。目的都是在于保证反渗透装置稳定运行和延长膜组件使用寿命。我公司预处理前期采用多介质过滤器和活性炭过滤器，目前在多介质过滤器前增加混凝沉淀装置。2增加聚氯化铝混凝后水质情况对比我公司地处中部地区，生产用水采用的地表水，有以下特点：高浊度、高悬浮物、高胶体，高COD/TOC、高微生物，高硬度，高铁锰等，还有硅沉积物，无机有机沉淀混合物等，且受季节变化影响。分析原水部分指标，年水质情况虽有波动，但基本如下所示：表1原水水质指标项目结果氯离子mg/L6.03浊度NTU2.5硬度mg/L290电导率μs/cm520pH7.7CODmg/L11现场对比了PAM和PAC的混凝效果，取水用烧杯进行混凝试验，使用有机高分子絮凝剂聚丙烯酰胺（PAM）进行试验，外观无效果，同时溶液用过滤方式不好分离。而用聚合氯化铝（PAC）和原水混合3～5min即效果明显，上层呈清液，下层呈絮状，容易分离，原水样浊度1.7NTU，絮凝分离后的水样浊度0.2NTU。作为对比，若取反渗透产水同样实验，聚氯化铝在反渗透制水中呈混悬状态，没有絮凝作用，可见聚氯化铝在原水的处理中效果明显。聚氯化铝有较强架桥吸附性能，水解进程中，随同产生凝聚、吸附、沉淀等物理化学进程。考虑到在原水中添加聚氯化铝浓度髙时，混凝分离后的水中氯根和COD亦较高，在生产中进行放大时，在规格为Φ1000×1200mm混凝剂配制罐中，用脱盐水配制质量浓度为2.6%的聚氯化铝溶液，采用间歇加药方式随来水一同加入混凝池，原水与药剂在混凝池中混合溢流至原水池。正常生产期间，反渗透日用原水1080吨，每日加聚氯化铝8-25kg，在混凝池和原水池中的实际使用浓度（8～25）/1080000=7.4～23ppm。对于反渗透装置，进水条件要求：浊度≤1NTU，SDI15≤5，COD≤10mg/L，温度5～45℃，pH=2-11，按上述方式混凝后的水质，COD微偏高，其它指标基本能满足要求，分析COD不合格与活性炭过滤器效果相关。混凝剂使用期间进行水质分析，进入反渗透水质有明显改善，主要体现在反渗透进水浊度降低，由未加药的1.7NTU降至加药后的0.2NTU，反渗透产水氯根降低，由未加药的1.1降至加药后的0.5mg/L。3化学清洗方式及效果结合本公司用水特点，采用典型的化学清洗方式，先进行低pH清洗，去除矿物质污染物，再进行高pH值清洗，去除有机物。本公司化学清洗主要采用先酸洗再碱洗的方式，酸洗用反渗透产水和柠檬酸配制浓度2%的溶液，并用盐酸调节pH值2～3，采用循环浸泡交替的方式清洗。酸洗结束后，用预处理水低压冲洗装置出水呈中性后进行碱洗，同样用反渗透产水和乙二胺四乙酸四钠配制浓度1%的溶液，并用液碱调节pH值11～12，采用循环浸泡交替的方式清洗。312018年06月设备运维清洗过程中，酸洗时清洗溶液呈亮黄色，碱洗时外观呈黑色。碱洗结束后加入洗涤剂十二烷基磺酸钠进行最后一次循环浸泡清洗以有助于去除严重的生物和有机碎片垢物。表2化学清洗药剂配制清洗过程酸洗碱洗溶液配制2%柠檬酸1%乙二胺四乙酸四钠备注加30%盐酸调节pH=2～3加30%液碱调节pH=11～12清洗水温25-35Ⅱ25-35Ⅱ整个过程，含日常清洗过程，均控制水温25-35℃、控制清洗泵出口压力在0.3MPa以内，并参照浓水侧流量比正常运行时流量略大，产水侧流量不出水或越小越好。清洗时尽可能的通过低压，高流速的方式，增加水平方向的剪断力把污染物冲出膜元件。进行常规清洗时，也得控制水温，控制浓水侧流量，浓水流量增加，产水流量亦较大清洗温度不得低于23℃，不得高于40℃，一般最好统一控制30-35℃酸洗和碱洗的初始阶段，在清洗液返回RO清洗水箱之前，应将最初的回流液排放掉，以免在系统内滞留的水稀释清洗溶液。在化学药剂与RO装置接触后，装置内的污染物在化学反应的作用下会被大量冲出，为了避免污染清洗液，这些初期的清洗液也应该被排放掉，直至清洗液颜色转淡再进入循环清洗。化学清洗清洗后，产水量一般增加在10%以上，能恢复到正常水平。表3化学清洗前后产水量对比参数高压泵频率%进RO压力MPa产水量t/h浓水量t/h清洗前451.3346.1419.77清洗后451.2252.219.794结语本公司使用地表水常年温度在8～16℃，温度偏低对反渗透的产水量产生较大的影响，以水温25℃为基准，水温每上升或下降1℃，产水量上升或下降3.0%，目前的添加混凝剂效果影响，短期对产水量改变不明显，主要还是看长期效果，是否会减少反渗透的化学清洗频次。该混凝剂的添加，配药罐中溶液pH值在4～5，原水池中pH值变化不明显，该过程对设备腐蚀性小。效率高、耗药量小、絮体大而重、沉淀快，对处理后的pH值和碱度下降小，受水温影响小。自从反渗透装置在我公司投用以来，通过实践中的不断改进，装置逐渐合理，日常操作和化学清洗都在逐渐完善，从反渗透进水的加药，到活性炭过滤器的清洗、机械过滤器的清洗、反渗透的化学清洗，以及水样取样分析的日常监测，都在逐渐规范。但装置在使用过程中，还是存在着各种各样的问题，首先是活性炭的清洗流量还是达不到要求，推测是因为进水分布器的缺陷；其次反渗透化学清洗效果我们认为还有提升空间，原因主要是目前不能分段清洗。作者简介：徐进祥，男，汉，工程师，(1977-)。化工仪表常见故障与检修方法分析闫怀尧（江苏晋煤恒盛化工股份有限公司，江苏徐州221400）摘要：化工生产随着我国社会经济的发展而得以飞速发展，化工企业已成为国家经济的重要组成部分，逐渐在国民生产总值中发挥着极其重要的作用。对于化工生产来说，化工仪表占据着举足轻重的地位，但是从实际工作中来看，化工仪表系统复杂程度日趋加深，工作中的隐患与故障在所难免。本文首先对化工仪表中常见的故障进行分析，然后深入探讨化工仪表具体的检修方法，进而提出几点预防化工仪表故障的建议，以保证化工仪表在化工生产中得以安全运行。关键词：化工仪；常见故障；检修方法；维护措施；化工仪表作为一种有效的监视设备，被大家喻为“化工生产的眼睛”，在各个行业中备受青睐，如，化工行业、石化企业、炼油厂等，化工仪表与一般的仪表有很大的不同，它的构造比较复杂，系统性较强，又可以称为自动化仪表，其构成零部件包括检测仪表、显示仪表以及控制仪表等。由于化工企业具有独特性，在我国现代社会经济发展过程中所起到的作用越来越大，对化工生产的安全性、精准性要求越来越高，一旦出现安全事故，就会造成很大的财产损失和人员伤亡，而化工仪表作为化工企业安全生产的重要保障，在化工生产过程中具有极其重要的操作意义，必须采取科学合理的检修方法，发现其中存在的故障，以降低化工仪表检测误差事故的发生。1化工仪表中常见故障1.1温度检测仪表存在的故障温度检测仪表是大型化工装置仪表自控系统中的仪器，对化工生产和制造，将会提供温度变化上的数据。从现阶段的运行操作情况来看，化工企业中主要使用的温度检测仪表有两种:非接触式仪表和接触式仪表，这两种类型的温度检测仪表主要出现的故障集中于热电阻、热电偶及线路短路等几个方面，一旦有故障出现后,将会影响测定温度的准确性,比如，温度检测仪表的指示值比较高或者是明显比较低的状态，还会出现温度没有指示为零的情况，此仪表则不能正确的反应出温度情况。因此，温度检测仪表在化工生产中极其容易出现热电阻、热电偶及线路短路等方面的问题，则将会对化工生产温度的准确性产生一定的影响。1.2压力测量仪表存在的故障压力测量仪表是用来测量气体或者液体压力的工业自动化仪表，它按照工作原理又可分电阻应变型、扩散硅型、蓝宝石型、陶瓷型等类型，这种化工仪表也是化工生产中经常出现故障的仪表，该测量仪表负责对化工生产设备的压力进行有效测量，是化工生产过程中的重要参数，如果压力产生变化，则测量仪表元件也会随之发生相应的改变，同时将发生的形变传输表32