超滤-反渗透系统在电厂水处理应用中的运行维护与管理 5页

'维普资讯http://www.cqvip.com第24卷第6期电力科学与工程VO1．24．NO．6Aug．，2008252008年8月ElectricPowerScienceandEngineering超滤一反渗透系统在电厂水处理应用中的运行维护与管理梁军昌，谢方磊，徐德亮(华电国际十里泉发电厂，山东枣庄276010)摘要：根据超滤(UF)一反渗透(RO)系统在十里泉电厂水处理改造系统中的运行实践，基于稳定超滤产水量、延长反渗透膜使用寿命的目的，在全面分析和解决各种影响因素和问题的基础上，系统介绍了uF—RO在电厂水处理应用中的运行维护措施和管理经验。关键词：超滤；反渗透；运行；发电厂；水处理中图分类号：TM621．8文献标识码：A障。同样，在本厂这一系统中，超滤是实现反渗透0引言成功引入和运行的关键。从运行经济性和可靠性方面考虑，原离子交换器的出力决定了系统最佳出力目前，华电国际十里泉发电厂锅炉补给水处理为90t／h。这就要求4台UF至少提供140t的RO系统为反渗透一离子交换联合脱盐系统，原水采自进水，平均每台超滤出水至少保证不低于35t。超地下深井水。该系统是2000年对原“一级除盐+滤的运行机理和超滤前置预处理设备简单，对UF混床”离子交换系统基础上改造形成的。改造后系进水保障性差(只有无阀滤池)，易受雨季性和地统的工艺流程为：工业水泵出口一无阀滤池一生水表水混入等突发性水质异常影响；因此，解决超滤泵一叠片过滤器一清水箱一清水泵一20过滤器一实际运行中的问题，稳定超滤运行产(出)水是实超滤(4组)一净水箱一净水泵一5过滤器一高现反渗透预处理系统运行效果稳定的关键，是管理压泵一反渗透(2套)一淡水箱一淡水泵一原一一级的中心任务。除盐加混床除盐系统。1．1超滤稳定运行指标的确定改造后，系统自2001年1月投运以来一直担根据系统经济运行出力，综合各种因素确定超负着对全厂7台机组的锅炉补给水和全厂冬季供暖滤满足运行的低限出水量，是控制反渗透一离子交补水任务。其中作为改造系统核心设备的两套设计换联合脱盐系统长期经济稳定运行的前提。出力60t／h的反渗透系统，经过7年多的运行，目受原离子交换器的设计出力和实际运行效果的前出力降为45t／h。据厂家3年运行保质时间和国经济性制约，本厂140Mw水处理系统经济运行内外理论分析，反渗透系统中反渗透膜随运行时间出力为90~95t。根据反渗透运行参数进一步确定，增加，系统产水量年递减10％。显然本厂的反渗4台超滤可至少提供140t的RO进水，即平均每透系统在经济运行方面取得了很好的效果，系统改台超滤产水量不低于35t。造效益显著。膜透水通量是衡量超滤膜分离性能的最重要的参数之一，其透水通量则要根据原水水质，依据通1稳定运行措施量随压力的变化情况而定。所以，在确定超滤稳定运行的低限出水量的同时，就需要根据超滤截留率反渗透应用在电厂水处理系统中，近前置预处和系统所能提供可靠的进水压力及反冲洗压力，确理设备大多采用超滤装置为其提供可靠的进水保定超滤稳定运行低限出水量时的UF进水操作压力。收稿日期：2008—05—10．作者简介：粱军昌，男，华电困际十里泉发电厂1：程师 维普资讯http://www.cqvip.com26电力科学与工程2008住因此，一定进水操作压力下的超滤低限产水量是由1．3稳定超滤产水量的措施uF稳定运行的两个重要指标确定的。根据本厂设1．3．1预防性措施备实际，确定在单台超滤的进水操作压力0．138主要预防性措施：一是在运行中采用定期逆向MPa下的低限出水量为35t，此为本厂超滤稳定水力反冲洗的方法及时冲洗掉超滤运行过程中膜面运行的2个重要指标。及膜孔的吸附和截留的物质，并根据进水水质调整1．2影响超滤产水量的因素反冲洗间隔时间和工作时间。二是加装各种进水在1．2．1超滤过程线水质监测仪表，实现对进水水质的连续监督，便于原水在一定压力下通过管内或管外流动，溶剂及时发现水质异常。如：利用生水在线DD表，监测及小分子溶质透过膜成为超滤液，原水被浓缩为浓地表水混入。根据运行实验，确定保证超滤出水污缩液，从而达到部分溶剂及溶质分离、浓缩的目染指数小于2的生水DD的正常变化范围，对出现的。超滤过程为动态过滤过程，单从运行机理上超出正常变化范围DD变化，及时报警，值班人员据看，膜一般不易被堵塞。但是，随着运行时间的加此及时分析水质，果断采取措施，可以实现最快最及长，由于膜面及膜孔的吸附和截留作用，超滤膜逐时有效地遏止生水异常对超滤产水量的影响。利用渐被堵塞，通水量减少。因此，超滤本身的运行特在线浊度仪，监测季节性突发水质浑浊，及时停运设点，决定了其稳定运行的必要性。备，切断浑浊水源影响。三是加强对20gm滤芯过1．2．2水质变化影响滤器的监督。滤芯过滤器作为装置前保安措施，不(1)进水水质要求是为了过滤大量悬浮物，不承担过滤负荷，因此要根为保证UF安全稳定运行，进水水质要求如下：据厂家提供压降极限值，通过运行实验确定滤芯更浊度不大于1NTV(经10过滤后)；颗粒小于换的压降值。如通过实验确定20gm滤芯过滤器压10gm；浓度小于5％；水温为5-40℃；压力最降达0．18MPa及时更换滤芯。高小于0．20MPa，正常使用0．10-0．15MPa；水1．3．2针对性措施回收率为80％-90％；pH值为2-13。主要是针对出现各种水质变化情况时采取的具(2)水质异常体处理措施。例如：及时切断异常水源、排掉进入主要有两种情况：进水中悬浮物含量增多，浊系统中的异常水质、冲洗系统；加强与相关岗位的度超标和进水中有机物含量明显增多。联系协调，及时掌握水源变化，提前做好预防措a．进水中悬浮物含量增多，浊度超标施；发现异常及时消除系统故障等。进入雨季，本厂地下水有时会明显浑浊，水1．3．3恢复性措施中存在大量泥沙颗粒，仅经无阀滤池无法彻底过主要指对已受影响、产水量明显降低的超滤及滤。因此，UF进水中泥沙颗粒就明显增多。如果时采取技术措施恢复其产水能力。这类措施主要是预防处理不及时，特别是水中存在一些污泥污垢对超滤进行有效的清洗。颗粒的情况下，短时间内就可以使超滤产水量明表1是某次异常清洗前后的效果比较。表中数显降低。据说明及时采取此项措施的有效性。b．进水中有机物含量明显增多表1超滤清洗前后效果比较表进水中的有机物主要来源于地表水。由于本厂地下水系统与地表水系统存在多处连接点，接点一旦不严密，在两侧压力不均的情况下，就会发生地表水混入生水，导致UF进水中有机物含量明显增大。一般有机物分子都能透过20精密过滤器直接作用于超滤，而且被截留于滤膜表面的有机物，2延长系统运行寿命措施很难依靠定期的反洗而冲洗清洁，大量的有机物短时间内就可使产水量降低。另一方面，地表水混入反渗透作为深层过滤技术，因其运行高效、产生水中，生水外状一般不会改变，很少出现浑浊现水稳定、日常运行费用低而在电厂水处理系统中广象，所以，一般不易觉察。泛应用，但其在实际使用过程中因操作不当等原因 维普资讯http://www.cqvip.com第6期梁军昌，等超滤一反渗透系统在电厂水处理应用中的运行维护与管理27会导致系统的劣化，膜损坏率高，这将直接影响到酸性。此后重新选用酸性阻垢剂避免上述情况的发反渗透系统应用的经济性。因此，不断针对系统运生。二是加药量的控制。首先要根据进水含盐量、行过程中出现的问题，及时深入分析诊断，采取合温度和回收率计算参考加药量，要有10％的裕度理反渗透系统运行维护的技术和管理措施，避免反或按反渗透装置满负荷运行的条件下计算，根据实渗透系统膜元件的劣化，合理延长膜使用寿命，是际运行负荷大于比例10％的裕度调整。其次，运系统运行管理的关键。行中要定期监控药箱液位，避免加药装置故障造成2．1进水水质的控制加药量不足。对反渗透系统给水进行控制的关键是保证预处2．2．3预防误操作和操作不当理效果的稳定。如前所述，针对本厂系统实际，建针对本厂反渗透装置的各项常见操作不当和误立了以稳定超滤产水量为核心的一整套应对异常确操作有：保设备稳定运行的措施。同时，建立了反渗透系统(1)设备启动时升压过快，特别是设备排空进水污染指数定期监测制度，以检测和调整措施的后，重新运行时，气体没有排尽就快速升压运行。有效性。通过实际运行效果看，超滤的出水污染指(2)设备停运时快速降压没有进行彻底冲洗。数都控制在2以下。(3)用投加化学试剂的预处理水冲洗。2．2预防性措施(4)浓排门没开或开度不够就升压启动。2．2．1停运保护预防措施为：为防止停用时，在含有阻垢剂的情况下形成的(1)高压泵采用变频启动，频率逐步给定，缓压稳态盐类析出而结晶和避免生物的滋生与污染，慢升压。针对膜材料和装置停运实际情况，选择合适的停运(2)设备停运前应停投阻垢剂，逐步降压至保护方法十分必要。本厂水处理担负着对全厂7台0．3MPa左右用预处理好的水冲洗12min。机组的锅炉补给水和全厂冬季供暖补水任务，除进(3)为预防浓排门没开或开度不够误操作发行清洗外，一般停运时间都不超过24h，因此采用生，采用一次门固定开度，二次门全关全开操作，低压给水冲洗的方法。如规定关机前应停投阻垢剂，微机画面增加闭锁程序，使浓排(二次)门不开无逐步降压至0．3MPa左右用预处理好的水冲洗12法启动高压泵升压。min；停运期间要每6h冲洗一次。2．2．4运行方式的调整2．2．2阻垢剂的匹配选型与加药控制反渗透装置运行方式的调整要以保持流量，稳在反渗透保安过滤器之前投加阻垢剂，是控制定水质，取得设计的回收率，不超过设计运行参数膜分离系统中的碳酸钙、硫酸钙及氧化铁沉淀造成为原则。结垢，控制无机污染的有效方法。使用中要注意的(1)如果由于水温的变化或膜的污染结垢引起关键两点是：一是所选用的阻垢剂要匹配所使用的产水量下降，可调整进水压力以改善产水量。但不反渗透膜。如：反渗透所选用的CPA3膜，从2001能允许过多的污染和结垢，不可超压运行。年1月一直选用Argo公司的HYPERSPERSE(2)如给水水质变化，当进水TDS增加过大MDC220和AF150UL两种产品。后来一段时间时，应降低回收率，以避免膜表面的浓差极化。因货源问题，供应商推荐使用了美国清力公司的产(3)正常运行时不用最高流量，以避免频繁开品PTP一2000，在使用过程中发现在加药箱的低停设备而降低膜寿命，同时也可降低给水压力运行部液位剂内有少量黑色黏性物质出现，并且附着在或回用部分产品水。加药泵前后的管道中，造成加药量的下降。在清理(4)当给水温度变化较人时，可通过调整给水加药箱时发现搅拌器的法兰腐蚀严重，伴有铁锈。压力进行补偿调节，但不能超过极限值和设计规定同时测试PTP一2000四倍浓缩液配制成的阻垢药值。液时呈碱性，pH值为8-9。测试Argo公司的HY—2．3清洗PERSPERSEMDC220配制成的阻垢药液呈酸性，反渗透膜元件作为深层的过滤元件，其表面不pH值为4-5，HYPERSPERSEAF150UL，pH值可避免地会有残留的胶体、微生物、杂质颗粒及难溶为4-5。而反渗透所选用的CPA3膜的适用pH为盐类在其表面的析出。因此，反渗透装置～旦投入 维普资讯http://www.cqvip.com28电力科学与工程使用，最终都需要清洗，即使进行了最合理有效的预上进行了混合清洗试验，即用同一箱药对一、二段处理清洗也是不可避免，所不同的是清洗周期的长进行动静交替、串联清洗。多次清洗试验证明，分短。取得较好的清洗效果的关键是清洗的及时性和段清洗效果优于混合清洗的效果，因此生产中选用选择针对性强的有效清洗工艺以及清洗参数的控制。分段清洗方式。2．3．1清洗的及时性单元清洗和分段清洗比选：单元清洗就是对每(1)根据本厂预处理设备运行的实际情况，确个过滤单元单独进行清洗。这样的清洗操作比较繁定以每年一次的预防性清洗措施来保持膜的清洁琐，所用药品量也高于分段清洗用药量。经过多次度。(2)确定反渗透膜恢复性清洗的标准：膜污染实验证明，单元清洗的效果大大优于分段清洗的效后，将其运行指标与刚投运时相比较，在产水量降果，因此生产中选用单元清洗方式。低15％，校正后的压差变化达15％或归一化后的动态清洗和动静交替清洗比选：动态清洗就是盐通量达15％时，应进行清洗。一直以流动状态清洗到结束。动静交替清洗就是流2．3．2针对性清洗工艺的选择动状态时将温度、pH值等调好后，再静态浸泡一清洗药剂配方的确定。段时间的清洗方式。试验说明，动静交替清洗效果有效清洗的关键是根据污垢的性质选择清洗化比单一动态清洗效果好。这是因为单一动态清洗冲学药品，通过试验确定优效配比。做法是：刷，剥落下的污物被冲压到格栅的边角处成为死(1)进行SDI测定的过滤膜上的污物分析；抽角，其分散、溶解的时问增长。至静动浸泡时，压出部分5I．tm过滤器滤芯并对截留的沉积物进行分实的污物又还散到药液中，反应溶解加快。因此，析；取出部分反渗透膜单元，检查其膜表面取得的选用动静交替的清洗方式。垢样并进行成分分析。2．3．3清洗参数的控制(2)根据分析结果和反渗透膜的类型及材质结(1)清洗温度、pH值的控制构，选择清洗化学药品。清洗温度和pH值直接影响膜的化学稳定性和(3)通过配比优效实验确定优效配方。清洗效果。温度升高，有利于化学反应加快，提高清洗方式的选择。清洗质量，但也增加了膜的溶解性。若温度低，则(1)顺流清洗和逆流清洗比选效果差。对于芳香族聚酰胺膜，温度控制在35-40℃顺流清洗就是清洗剂流向与运行时水流方向一内，对膜无影响。pH值高有利于有机物、微生物致的清洗方式。逆流清洗是清洗液与运行时水流方的清洗；pH值低有利于垢和金属氧化物的清洗。向相反的清洗方式。顺洗是普遍采用的清洗工艺，使用柠檬酸做为酸洗药剂，并加入少量氨水调节对胶体污堵、结垢污堵的清洗效果较好。理由是被pH，用酸浓度为2％-4％，pH控制2-3。由于反清洗物质易化学溶解，且结垢主要在二段，所以脱渗透膜结垢的成分主要是碳酸盐垢，有机物的成分落溶解后易随水流冲出。由于结垢的成分主要是碳比较少，因此在清洗后期配制磷酸三钠溶液，控制酸盐垢，主要沉积于二段，因此生产中选用顺流清pH在10～11，以对设备内少量有机物进行清洗。洗的方式。多次清洗实践也证明了顺流清洗的效果为了使清洗下来的垢和氧化物能及时排出设备，在要优于逆流清洗的效果。碱溶液中加入少许DDS，这样增加了溶液的润滑(2)分段清洗和混合清洗比选性，使清洗下来的垢和金属氧化物无法黏附在反渗膜生产厂家对膜的清洗要求是分段清洗，且各透膜上。清洗后设备脱盐率达到96％以上，这说段应配制新药剂，目的是预防交叉污染。在此基础明的清洗非常理想。表2反渗透清洗前后主要指标比较表 维普资讯http://www.cqvip.com第6期梁军昌，等超滤一反渗透系统在电厂水处理应用中的运行维护与管理29(2)清洗流量和压差的控制综合采取各种运行和维护措施，实现预处理设备的清洗的原则应是采用低压差、大通量的清洗方稳定有效运行，满足反渗透系统安全可靠足用的进式，单个膜的平均压降应控制在O．06MPa内。清水要求。洗流量小就偏流，有死角，流量大易损坏膜。试验(2)要以延长反渗透膜运行寿命为管理重点，证明，清洗流量是运行流量的1．O～1．2倍最合适。采取各种正确合理的运行维护措施，预防反渗透膜2．3．4清洗效果结垢污染，避免膜劣化和膜损坏。表2是某次清洗前后的效果比较，说明采取的参考文献：清洗措施是有效的。[1]张葆宗．反渗透水处理应用技术[M]．北京：中国电力3结束语出版社，2004．’[2]邵刚编．膜法水处理技术[M]．北京：冶金工业出版社，1992．综上所述，超滤一反渗透系统在电厂锅炉补给[3]周正立．反渗透水处理应用技术及膜水处理剂[M]．北水处理中的应用中运行维护与管理的要点是：京：化学工业出版社，2005．(1)以稳定超滤运行产水量为运行管理中心，(责任编辑：马坤英)OperationMaintenanceandManagementofUF—RotoWaterTreatmentAppliedinPowerPlantLiangJunchang，XieFanglei，XuDeliang(HuadianInternationalShiliquanPowerPlant，Zaozhuang277103，China)Abstract：AccordingtotheoperationpracticeofUF—ROtowatertreatmentappliedinShiliquanpowerplant，inordertostabilizeUFwaterquantityandextendlifeofreverseosmosismembrane，thisarticleanalyzedandresolvedkindsoffactorsandproblems，andintroducedthesafeguardmeasuresandmanagementexperiencesofappliedUF·ROtowatertreatmentinpowerplant．Keywords：ultrafiltration(UF)；reverseosmosis(Ro)；operation；powerplant；watertreatment辞：电站锅炉声全息智能除灰系统除灰器是电站锅炉不可缺少的重要附件，能否合理使用，直接影响到锅炉的安全经济运行及受热面换热效率。目前，用于电站锅炉的常见除灰器，如：蒸汽吹灰器、水力除灰器等，均属于”触及式”除灰模式。其设备因除灰机理的限制存在如下缺点：(1)除灰范围小、存在死角死区；(2)投资大；(3)耗能高、使用维护费用大；(4)操作使用不方便；(5)对设备有害；(6)环境污染严重。声全息智能除灰系统利用声场能量和全息理论，采用智能化监控技术来清除锅炉换热器表面积灰，并减缓炉内结焦。本系统是华北电力大学在中国科学院声学研究所先进声学技术基础上最新研制的适合于电站锅炉的声波除灰系统。系统以旋笛作声波发生器，按照电站锅炉的特点，对低频声波除灰器及其控制系统进行优化设计。根据声全息原理和炉内空间结构中的声传播特性，以振幅大、衰减小、绕射能力强等为技术特点，能有效地实现全方位除灰，比以往声除灰技术具有好的除灰效果。'