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反渗透水处理技术的应用

文档作者：孙照新，吕本福，朱晓东，牛刚文档来源：河南煤业化工集团开封永大化工有限公司		点击数：	更新时间： 2025年04月26日
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第38卷第2期 化肥工业 2011年4月反渗透水处理技术的应用孙照新，吕本福，朱晓东，牛 刚(河南煤业化工集团开封永大化工有限公司475200)摘要介绍了反渗透水处理技术的原理和作用，并与电渗析法水处理技术进行比较。详细介绍了该技术在地下水处理应用中的工艺、设备和常见故障处理。采用反渗透水处理技术后，原水利用率提高，原水用量减少35 m3／h，年减少地下水开采量26万m3，外排水减少20万m3；系统水质提高，变换催化剂使用寿命延长至3年以上，吹风气余热回收系统蒸汽过热器使用寿命由原1个月延长至1年以上。关键词反渗透水处理应用Use of Reverse Osmosis Water Treatment TechnologySun Zhaoxin，Lfi Benfu，Zhu Xiaodong，Niu Gang(Kaifeng Yongda Chemical Industry Co．，Ltd．，of He 7nan Coal Chemical Industry Group Co．，Ltd．475200)Abstract The principle and action are described of water treatment by reverse osmosistechnology and compared with spot dialysis．Details are given of its use in the treatment of undergroundwater，including its process，equipment，and dealing with common troubles．With the adoption of thereverse osmosis water treatment technology，the utilization of raw water is improved，the consumption ofraw water decreases by 35 m3／h。the recovery of underground water decreases by 260 000 m3 a year，external drainage decreases by 200 000 m3；the water quality in system is improved，the service life ofthe shift catalyst prolongs to over 3 years，and the service life of the steam overheater in therecoverysystem for waste heat from the blast prolongs from the original 1 month to over ayear．Keywords reverse osmosis water treatment use反渗透是20世纪60年代发展起来的一种较为先进的水处理工艺，目前已广泛应用于城市用水、企业生产用水、工业废水处理及海水淡化等领域，其原理是利用反渗透膜的选择性通过达到脱除水中盐类的目的。河南煤业化工集团开封永大化工有限公司(以下简称永大公司)为改善生产系统工艺用水质量、提高设备运行周期，决定将一次水处理由电渗析法改为反渗透法。2009年5月反渗透装置投入运行以来，取得了良好的效果。该装置一次水处理能力为67 m3／h，一级可产软水50 m3／h，二级可产纯净水5 m3／h。软水电导率≤20“s／cm，硬度一0，pH为6—7，一次水脱盐率≥98％；纯净水电导率≤3斗s／cm。60本文作者的联系方式：szxpaj@126．tom1 工艺简介反渗透水处理工艺流程见图1。通过8JD-80型清水泵(流量80 m3／h)将电导率为l 210斗s／cm左右的地下水从400 m深处抽出(一次水)，根据原水中有机物含量适当加入杀菌灭藻剂(有机物含量较低时可不加)，然后用加压泵将一次水加压至0．25 MPa(原设计有原水池，因受场地限制未设置)后送入多介质过滤器以除去原水中的泥沙、悬浮物、胶体等杂质，再进入2台精密过滤器进行二次过滤，进一步除去水中较大颗粒杂质，使水中污染物含量降至5 mg／L以下、出口压力降至0．15 MPa后进入微滤器；微滤器内装精度为5斗m的滤芯，可将原水中5斗m万方数据第38卷第2期 化肥工业 201 1年4月原水H原水泵H多介质过滤器H精密过滤器H噪安(微过滤)过滤器h．一高压泵}一一级反渗透加药纯水}||l纯l水l去I变l换}系I统阻垢剂l阻 f墒|垢 I洗l剂 l委甄丽面雨面蕊k厮软水_}也|l软用l水水l春寝图1 反渗透水处理工艺流程以上的颗粒状杂质全部截留；出微滤器的原水进 理后的原水进行加压，利用膜的选择性通过原理，人高压泵，加压至1．2～1．6 MPa依次进入一级反 将原水处理为淡水和浓水，淡水(软水或纯净水)渗透膜的一段、二段，利用反渗透膜的选择性将原 可作为各种工艺用水，浓水可作为冷却水和卫生水分为浓水和淡水(软水)，淡水进入膜脱气装 冲洗用水。加药系统的作用是在原水进入预处理置，将水中氧含量降至0．15 mg／L以下，通过管道 系统前加入一定量的杀菌灭藻剂和原水入膜前加输送至软水池作为锅炉等岗位工艺用水(流量 入一定量的阻垢剂，防止系统长时间运行后水中50 m3／h，总硬度为零，电导率20 I比s／cm以下)；少 的钙、镁离子发生结垢和水中的微生物对膜的破部分一级反渗透成品水进入二级反渗透，经微滤 坏。清洗系统的作用是根据系统的使用周期或反器、加压泵，再通过2段反渗透膜分离得到杂质更 渗透膜的阻力大小，定期或不定期加入一定比例少的纯水(流量3～5 m3／h，电导率2—3 I-Ls／cm) 的药品对反渗透膜进行清洗，从而保证反渗透膜和浓水，纯水作为变换系统变换炉内冷激用水和 的运行寿命和系统的运行质量。膜脱气系统的作中心化验室配制药品用水；二级反渗透所得含 用是利用抽真空并加入高纯度氮气，降低氧气、二Ca2+，Mg“，so一，CI一等浓度较高的浓水送入各 氧化碳等对设备运行有危害的气体在水中的分循环水泵房作为补充水或作为甲醇罐的喷淋冷却 压，使之从水中逸出，从而减少水中有害气体的含水。在两级反渗透的加压泵入口处均设有加药装 量。电器仪表控制系统的作用是利用PLC和仪置，连续定量加入阻垢剂以防止膜外结垢。两级 表仪器对整套系统运行进行自动化控制和对运行装置都设置有清洗系统，根据反渗透膜的使用情 工艺参数进行监控，使系统的运行始终保持在安况及时清洗。 全平稳状态。反渗透装置主要部件为反渗透膜，采用美国陶氏公司的TFC型聚酰胺复合膜，单根膜脱盐率可达99．5％；2台高压泵为Groundfos产品；膜脱气装置采用杭州超滤净化公司产品。各级各段均有压力表、电导仪及流量计，其中部分仪表为进口产品。全系统采用PLC控制，自动化程度高，操作简便，运行安全。2 主要设备该装置设备分为预处理系统、反渗透装置本体、加药系统、清洗系统、膜脱气系统和电器仪表控制系统6个部分。预处理系统的作用是对原水中各种可能对反渗透膜元件造成污染的杂质，如悬浮物、胶体、微生物、泥沙等进行过滤处理，达到反渗透膜的进水要求。装置本体的作用是将预处3 运行情况3．1产水质量比较产水质量比较见表1。表1产水质量比较3．2不正常情况及处理(1)一级反渗透保安过滤器滤芯使用周期短一级反渗透保安过滤器滤芯设计使用周期为61透一． 世反丁●lllJ 渗一清洗系统三级一万方数据第38卷第2期 化肥工业 201 1年4月3个月。2009年5月反渗透装置投入运行后，原设计的精密过滤器不再使用，原水通过多介质过滤器后直接进入保安过滤器。但仅运行1个月就出现了一级保安过滤器阻力大，反渗透系统进水压力低、进水流量小，导致系统产水量不足，影响了生产系统正常用水需求。经现场拆检，发现滤芯表面被大量泥沙堵塞。经分析，可能是原水井出现局部塌方，导致原水含沙量增大所致。于是将原电渗析系统精密过滤器重新并入系统，置于多介质过滤器和一级保安过滤器之间，以加强对原水的预处理，一级保安过滤器滤芯使用周期可达3—4个月。(2)一级反渗透膜压差大，产水量降低2010年6月2 El，一级反渗透膜突然出现压差增大(由0．22 MPa增大至0．35 MPa)和产水量明显减少的不正常现象，而2 d前刚对系统进行过清洗。负责清洗的厂家认为可能是清洗后系统阀门调节的问题，并到现场对系统阀门进行了重新调节，阻力略有下降。但运行1 d左右，系统阻力又回复至0．35 MPa左右，且有继续增大的趋势。经分析得出，造成阻力增大的原因有2种：①对系统进行清洗时，系统内有一部分杂质进入前端膜，造成前端部分膜堵塞；②保安过滤器滤芯出现问题，使原水中的泥沙进入一级反渗透膜。为防止压差过大而引起爆膜，造成重大工艺事故，决定启运原电渗析系统，停运反渗透系统进行检查。经对保安过滤器和反渗透膜进行检查，发现前端膜表面泥沙较多，部分膜堵塞严重；保安过滤器中有1根滤芯因装配质量不合格，一端的盲头已掉落，造成部分泥沙不经过滤直接进入了反渗透膜。为此对损坏的滤芯进行了更换，并对附着泥沙的一段膜用高压水进行冲洗。处理后经1个多月的运行，系统阻力始终维持在0．2 MPa左右，产水量达到设计能力，产水质量完全符合生产系统使用要求，运行效果良好。(上接第55页)6 结语华昌公司采用的溴化锂制冷装置回收MDEA溶液余热节能新技术，不仅未对原有合成62(3)反渗透系统突然出现不正常情况，系统停止运行在2010年5月16 13日班和中班交接班的过程中，反渗透系统突然出现不正常情况，系统停止运行。经电工现场检查，供电系统正常，判断可能是PLC控制系统问题，造成自动化控制系统没有正常信号输出，导致系统无法运行。经仪表人员检查，证实PLC控制系统出现故障，对PLC控制系统更换后，反渗透系统恢复正常运行。3．3运行效果分析永大公司反渗透系统自2009年5月投入运行以来，经过对系统存在问题的处理和改进，取得了较好的运行效果：①原水利用率大幅提高，减少原水用量35 m3／h，每年可减少地下水开采量26万m3，减少外排水20万m3，节约资金近100万元，取得了较好的经济效益和社会效益；②由于氮肥生产系统工艺用水水质改善，延长了变换催化剂和余热回收系统设备的使用寿命，提高了换热设备的换热效果，降低了系统阻力。原变换催化剂一般使用1年多就会因表面结垢严重、系统阻力增加而无法使用，现变换催化剂已使用近2年，除2009年大修时对一段变换催化剂进行简单处理外，目前运行正常，预计可使用3年以上；吹风气余热回收系统蒸汽过热器原使用寿命仅1个月，水质改善后，目前使用寿命可达1年以上。4 结语反渗透工艺作为一种较为先进的水处理方法，可同时产生较好的经济效益和社会效益。但由于各企业的原水水质和生产工艺不尽相同，因此一定要由专业单位对原水水质进行全面分析，再根据原水水质分析结果设计合理的工艺流程，才能获得理想的运行效果。(收稿日期2010-08-02)氨生产装置中的MDEA脱碳装置造成影响，而且溴化锂制冷装置运行可靠稳定，从而为合成氨生产企业利用生产中的低温热源开拓了一条新的途径。(收稿日期2010-08—11)

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