除盐水中反渗透膜法水处理技术的应用初探
姜艳明
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姜艳明 ,. 除盐水中反渗透膜法水处理技术的应用初探[J]. 水资源科学研究,2022.10. DOI:10.12721/ccn.2022.157091.
摘要:
本文以电厂除盐水生产系统研究项目为例,围绕除盐水中反渗透膜法水处理技术的应用展开探讨。先简单阐述反渗透膜法水处理技术及其应用原理,再分析反渗透系统运行流程、反渗透系统化学清洗方法、反渗透系统自动控制系统应用要点等,总结反渗透膜法水处理技术在实际项目应用中的关键点,希望可以为有关从业人员提供参考,进而充分发挥出反渗透膜法水处理技术的作用。
关键词: 除盐水反渗透膜法水处理技术
DOI:10.12721/ccn.2022.157091
基金资助:

电厂的持续发展对水处理技术水准要求不断提高。相比于常见的物理化学处理技术等,反渗透膜法水处理技术具有明显的清洁、高效以及无污染优势,在电厂除盐水中有着较大的应用价值。在实际应用过程中,主要利用反渗透膜法水处理原理,将其中的金属离子与有机物质去除,进而提高除盐水的质量,真正实现技术工艺的严格控制,满足除盐水的需求,并为电厂生产提供便利。基于此,本文主要结合某电厂除盐水中反渗透膜法水处理技术的应用进行实践分析。

1概述

1.1反渗透膜法水处理技术

水处理技术种类较多,高新膜分离技术是其中的一类,主要利用膜的选择渗透作用差异,在外界或者化学位差推动力作用下,实现混合物液体、气体的分离,同时还具备提纯、富集等功能效果。作为高新膜分离技术常见的一种,反渗透膜法水处理技术的应用深受重视。因为反渗透(RO)具有较高的分离度,而且技术操作十分简单。现阶段,据有关研究指出,反渗透膜孔径能够达到纳米级别,一旦受到压力差的推动作用,将实现水分子的反渗透,利用半透膜完成纯水的生产,实现有机物、金属离子、胶体等物质的截留。

1.2反渗透膜法水处理原理

反渗透作为膜法液体分离技术,其精密性最强,在浓溶液侧施加压力,则能够有效克服自然渗透压,当操作压力大于自然渗透压时,则浓溶液侧的水分子将会扭转流动,浓溶液中含有的水分子将会通过反渗透膜,最终成为净化产水。反渗透膜法水处理设备具有较强的水处理性能,反渗透复合膜的脱盐率能够达到98%,被广泛应用于产生工业纯水或者制备电子超纯水等过程,能够极大程度提高水处理效率。

2除盐水中反渗透膜法水处理技术的应用——以某电厂除盐水生产系统项目为例

2.1项目概况

某电厂除盐水生产系统研究项目选用反渗透(RO)膜法水处理技术,目的是安装一套适合的反渗透系统装置,满足电厂的除盐水生产需求,提高水处理效果。为此,项目方准备一套反渗透系统设备,其装置组成结构包含过滤器、高压泵、反渗透膜组架、反渗透膜元件、反渗透压力容器、反渗透化学清洗系统、反渗透加药装置等。

2.2反渗透系统运行流程

首先,反渗透系统运行之前,先将原水进行预处理。主要利用双滤料过滤器去除原水中的悬浮物,加入还原剂和阻垢剂等,达到改善水质的目的,确保符合反渗透膜法水处理技术的应用要求,满足相应进水条件,最终过滤后,SDI 15<5,流量为120m 3/h/台,压力大于1.5MPa。其次,结合原水条件,选择一级两段法的反渗透工艺,提高浓缩程度,实现水资源利用率的提升。针对反渗透脱盐环节,则采用母管制,长时间并联运行2套产水量为120m3/h的反渗透装置(一用一备)。最后,开始运行反渗透系统。当系统运行时,先经过保安过滤器,再经过高压泵,且各个水泵装置设置相应变频的装置以及出水流量测量装置,确保出水流量恒定,同时加强变频流量控制。当原水流入进入膜压力容器内部,在压力差推动力作用下,反渗透半透膜上的孔径将阻止细菌、有机污染物的进入,实现杂质分离。最终经过膜元件中心集水管道等,将清水流入清水箱,浓水流入相应的反洗水箱,顺利完成反渗透系统的运行。经过实践证明,本文所述反渗透装置的产水流量为120m3/h/台,总脱盐率一年内超过98%,且回收率达到75%。

2.3反渗透系统化学清洗方法

先确定反渗透系统的清洗装置,主要包含清洗水泵、清洗水箱以及保安过滤器等。当反渗透装置运行结束后立即进行化学清洗,确保冲洗时间控制在3分钟左右,压力保持在0.3MPa左右,其中冲洗水量约为160m³/h。此外,如果运行条件无变化,但是各段压力比初始差上升15%~20%,或者产水量下降5%~10%,又或者产水量无变化而脱盐率有所下降,均需要立即进行清洗。

在反渗透系统化学清洗过程中,先结合膜污染情况进行药剂选择,若是存在微生物污染、结垢等现象,则使用酸洗、碱洗等方法。当清洗液配制完成后再进入循环清洗环节,整个清洗过程中,压力始终保持在0.05MPa左右,环境温度约为3030℃,循环时间控制在20min左右,确保膜被充分浸润,1小时以后,清洗液将渗透膜孔深层。如果去除结垢则使用酸性清洗液,去除有机污染物等则使用碱性清洗液。清洗时,遵循先酸洗再碱洗的顺序,当酸洗之后再碱洗,有助于反渗透膜孔充分张开,满足电厂产水流量的需求,同时,不影响清洗后再启动其中的冲洗系统,确保药液在之前冲洗干净,进一步提高产水水质,达到预期的反渗透系统化学清洗效果。

2.4反渗透自动控制系统应用

反渗透自动控制系统包含系统手动/全自动控制以及自动报警功能。在化学清洗系统设置上,采用的是手动方式,但是在反渗透系统设置上,则应用PLC控制技术,满足自动冲洗的需要。通过加强反渗透自动控制系统的运用,可以加强反渗透进水水质的有效控制,而且基于压力的合理控制下,提高操作压力的标准性,避免出现水通量衰减等问题的出现,防止频繁更换渗透膜。同时,如果反渗透失效,则立即触发报警功能,第一时间发出报警信号,真正实现自动报警与控制。

3结语

为有效发挥出反渗透膜法水处理技术在除盐水中的作用,要求技术人员掌握反渗透膜法水处理装置运行原理以及运行流程,并且严格按照水处理流程开展系统化学清洗工作,合理应用自动控制系统,确保反渗透膜法水处理装置正常运转,有效去除其中的污染物、病毒以及重金属离子等,从而提高电厂除盐水的质量与产量。同时,未来发展过程中,为避免膜污染的出现,还需要不断改进反渗透膜法水处理技术,从而推进其技术工艺在更多领域中的大规模应用。

参考文献

[1] 邓旭. 反渗透技术在电厂水处理的应用分析[J]. 工程技术(文摘版)·建筑, 2021(2017-10):132-133.

[2] 宋波. 反渗透产品在电厂水处理中的应用经验介绍[J].  2021(11).

[3] 杨斌. 电厂水处理中反渗透技术的研究,应用与维护[J].  2021(3).

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