超濾在平海發(fā)電廠海水處理中的應用

1、超濾在平海發(fā)電廠海水處理中的應用摘 要：介紹了超濾裝置在平海發(fā)電廠的實際應用情 況，對超濾裝置在平海發(fā)電廠海水處理中出現(xiàn)的問題提出解 決辦法。關鍵詞：超濾裝置；海水；發(fā)電廠1 概述 隨著水處理技術的不斷發(fā)展以及環(huán)境保護的要求越來 越受到重視，水處理技術取得了一系列突破。以高分子分離 膜為代表的膜分離技術作為一種新型的流體分離單元操作 技術，近幾年來在我國電力系統(tǒng)得到了巨大的應用。平海發(fā)電廠2X 1000MW機組化學采用了海水循環(huán)水進 水作為原水水源，選用了目前國內(nèi)先進的水處理方式：斜板 沉淀池-精度為100卩m的全自動自清洗過濾器-超濾裝置 t精度為5卩m的濾芯過濾器反滲透裝置的水處理方式。

2、其中，超濾裝置是整個水處理過程中的關鍵，它的產(chǎn)水水質(zhì) 是否合格決定了反滲透裝置能否正常運行。2 超濾膜過濾的特點 超濾是一種流體切向流動并以壓力驅(qū)動的膜過濾過程， 按分子量大小來分離顆粒。 超濾膜的孔徑大約在 0.002至 0.1 卩m范圍內(nèi)。超濾過程的分離機理主要有： （1）溶質(zhì)在膜表面和微孔內(nèi)的吸附；（2）粒徑略小于膜孔的溶質(zhì)在微孔中的停留，引 起堵塞；（3）粒徑大于膜孔的溶質(zhì)在膜表面的機械截留，即 篩分。其中篩分是超濾過程的主要分離機理。溶解物質(zhì)和尺 寸小于膜孔徑的物質(zhì)將隨透過液透過膜濾，不能透過濾膜的 物質(zhì)被逐漸濃縮于排放液中。 因此產(chǎn)水 （透過液） 中含有水、 離子、和小分子的物質(zhì)，

3、而膠體物質(zhì)、顆粒、細菌、病毒和 原生動物將被膜去除。 1日本旭化成公司 UNA-620A 系列中空纖維超濾膜具有 以下特點：（1）高水通量：超濾裝置可以達到250m3/h?組的產(chǎn)水量；（ 2）使用壽命長：旭化成公司以專有的技術生產(chǎn)的中空 纖維超濾膜機械強度高并且耐化學藥品腐蝕。在通常使用 中，無需考慮化學藥品腐蝕或生物分解等產(chǎn)生的膜破裂， NaClO 的短時耐受性可達 1 000mg/L ； （ 3 ）分離效率高：由 于膜的孔徑分布均勻，不管進水水質(zhì)如何變動都可過濾出濁 度小于 0.01NTU 的高品質(zhì)水；（ 4）適用于高濁度進水： UNA 系列膜組件具有獨特得除濁構造，采用空氣擦洗和反洗同時

4、 運行的維護系統(tǒng)（AS/RF）,洗凈效果高，所以對于高濁度水 質(zhì)的原水無需前處理就可以直接進行處理。3 超濾裝置運行流程日本旭化成公司 UNA-620A 系列中空纖維超濾膜設計的運行參數(shù)如下：(1) 超濾裝置的進水濁度W 5NTU ; COD 5mg/L ;余 氯 w 1mg/L ;溫度 W 40 C。(2) 超濾裝置的出水質(zhì)量及回收率；水的回收率：88% ；濁度0.2NTU (在進水濁度W 15NTU條件下)；SDI0.3MPa 時進行維護性化學清洗。 跨膜壓差 =(進水壓力 +濃水壓力) /2-產(chǎn)水壓力)4 超濾裝置運行中出現(xiàn)的問題及解決辦法 經(jīng)過長時間的運行觀察，現(xiàn)就我廠超濾裝置運行中出

5、現(xiàn) 的一些問題進行分析總結：( 1)必須做好超濾裝置的停運保護，否則容易造成系 統(tǒng)內(nèi)微生物滋長 2 。若短期停運( 2至 3天)，應每天反洗 + 正洗兩次，防止細菌，微生物在膜表面繁殖而影響膜通量， 若長期停運( 7 天以上)，就要向裝置注入保護液并密閉，每 隔 30 天更換一次保護液，尤其夏天要防止微生物、細菌在 膜表面滋生。 因此，最好保持超濾裝置每天運行至少 1 小時。( 2)超濾裝置長時間運行后，我們發(fā)現(xiàn)超濾反洗水流 量逐步下降，拆開超濾反洗保安過濾器后在內(nèi)部發(fā)現(xiàn)大量的 白色沉淀物，造成過濾器堵塞。經(jīng)分析，我們判斷此沉淀物為海水中鈣鎂離子在 35mg/L的NaCIO溶液下析出的沉 淀。

6、因此，我們調(diào)低反洗水中的NaCIO濃度為2mg/L，這樣既達到了殺死并剝離膜表面附著的微生物的效果，又能防止 鈣鎂沉淀的產(chǎn)生。（3）超濾裝置管道為 PVC 塑料材質(zhì)，稍一出現(xiàn)超壓， 就會發(fā)生泄漏甚至破裂，且檢修不易消除。因此，我們在超 濾裝置的底部進水母管上增加了承載元件，并嚴格控制超濾 裝置的進口壓力0.30MPa 時才進行維護性化學清洗， 但在實際運行過程 中，超濾膜的跨膜壓差上升至 0.10MPa 時，產(chǎn)水量就已經(jīng)下 降至 100m3/h 以下，超濾膜內(nèi)污堵嚴重，需要進行維護性化 學清洗， 以恢復其性能。 我廠采用的化學清洗方案大致如下： 堿洗（堿洗液內(nèi)加 NaOH 和 300L 的 N

7、aCIO ，堿洗過程中保 持堿洗液溫度40 C, pH12，每隔20分鐘超濾裝置用壓縮 空氣擦洗 30 秒），置換（使用反滲透的產(chǎn)水對超濾裝置進行 置換，直至水質(zhì)顯中性），酸洗（酸洗液內(nèi)加 HCI，酸洗過程 中保持酸洗液溫度 40C, pH2，每隔20分鐘超濾裝置用壓 縮空氣擦洗 30 秒），置換（使用反滲透的產(chǎn)水對超濾裝置進 行置換，直至水質(zhì)顯中性） 。經(jīng)過化學清洗后，超濾裝置的 產(chǎn)水量能得到完全恢復，跨膜壓差由 0.1Mpa 降至 0.02Mpa ， 效果明顯 3 。（6）在長期的運行過程中，我們發(fā)現(xiàn)即使控制超濾裝 置的進水濁度w 5NTU、COD 5mg/L、余氯w 1mg/L,超濾 裝

8、置的化學清洗周期仍然比較短，約一個月就需要進行一次 維護性化學清洗。經(jīng)過分析，判斷這可能是因為海水的濁度 較小，密度較大，而且斜板沉淀池里的水存在冷熱層對流， 導致海水中的大分子有機物或者膠體顆粒有時無法在斜板 沉淀池中有效地絮凝沉降下來，繼而進入超濾裝置，部分粒 徑與超濾膜膜孔近似的大分子有機物膠體微粒或者膠體顆 粒恰好卡在膜孔中，造成超濾膜過濾孔堵塞。因此，我們根 據(jù)海水的水質(zhì)積極地調(diào)整斜板沉淀池的聚合氯化鋁投藥量 和活性淤泥排放量，超濾裝置的進水水質(zhì)控制得比旭化成公 司的設計值更為嚴格，嚴格控制超濾裝置的進水濁度w 2NTU ，同時我們保持超濾裝置高強度的反洗操作，控制反 洗水量和壓縮空

9、氣擦洗量在高限位，盡可能地將卡在膜孔中 的微粒沖洗出來。經(jīng)過我們的精心調(diào)節(jié)，超濾裝置的化學清 洗周期能達到兩個月，效果明顯。5 結束語 在我們的精心維護下，盡管超濾裝置已經(jīng)運行了五年的 時間，但是超濾膜的水通量依然很高，而且產(chǎn)水濁度一直小 于 0.2NTU ，對反滲透起到了很好的保護效果，大大降低了 后續(xù)處理過程的投資的運行成本，延長了反滲透和離子交換 系統(tǒng)的運行周期，提高了我廠水處理整體系統(tǒng)的運行穩(wěn)定 性、經(jīng)濟性，切實做到了節(jié)能降耗。參考文獻1W.Ruppricht ， Th.mullrick.Ultrafiltration-A Safe andCost-effective Process for the