反渗透技术在锅炉补给水预处理中的应用

Posted 2023-01-12 反渗透

篇首语：岁寒，然后知松柏之后凋也。本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了反渗透技术在锅炉补给水预处理中的应用相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

反渗透水处理是当代先进的水处理脱盐技术，除盐率可高达95%以上，是高含盐水采用的预脱盐手段之一；反渗透技术的应用在很大程度上源于其操作的简便性和运行的经济性，反渗透装置可作为预脱盐装置，它的使用极大地延长了离子交换设备的再生周期，减少酸碱的排放量，有利于环境保护，提高了水处理的运行水平。
前言：目前，随着能源紧张，原材料价格大幅度提高，水资源匮乏等问题日益突出，反渗透脱盐技术以其能耗低，无污染，适应性强，便于操作，运行费用低，在锅炉补给水方面占据愈来愈重要的地位。反渗透水处理是当代先进的水处理脱盐技术，除盐率可高达95%以上是高含盐水采用的预脱盐手段之一，反渗透技术的应用在很大程度上源于其操作的简便性和运行的经济性，反渗透装置可作为预脱盐装置，它的使用极大地延长了离子交换设备的再生周期，减少酸碱的排放量，有利于环境保护，提高了水处理的运行水平。
一、反渗透脱盐原理
1.RO反渗透技术是一种高科技水处理技术，它依靠反渗透膜在压力下使溶液中的溶剂和溶分离的特性工作。“渗透"是一种物理现象，逆渗透就是在含有盐及各种细微杂的水中(即原水)施加比自然渗透更大的压力，使水从浓度高的一方逆渗透到浓度低的一方，而原水中绝大多数的离子、细微杂、有机物、重金属、细菌、病毒及其它有害物等都经浓水出口排放掉。
反渗透现象和反渗透净水技术在以上装置达到平衡后，如果在盐水端液面上施加一定压力，此时，水分子就会由盐水端向纯水端迁移。液剂分子在压力作用下由稀溶液向浓溶液迁移的过程这一现象被称为反渗透现象。如果将盐水加入以上设施的一端，并在该端施加超过该盐水渗透压的压力，我们就可以在另一端得到纯水。这就是反渗透净水的原理。反渗透设施生产纯水的关键有两个：一是有选择性的膜，我们称之为半透膜，二是一定的压力。
2.简单地说，反渗透半透膜上有众多的孔，这些孔的大小与水分子的大小相当，由于细菌、病毒、大部分有机污染物和水合离子均比水分子大得多，因此不能透过反渗透半透膜而与透过反渗透膜的水相分离。在水中众多杂质中，溶解性盐类是最难清除的.因此，经常根据除盐率的高低来确定反渗透的净水效果.反渗透除盐率的高低主要决定于反渗透半透膜的选择性。目前，较高选择性的反渗透膜元件除盐率可以高达99.7%。
影响反渗透水处理系统性能的因素有以下几方面：
(1)压力的影响
反渗透进水压力直接影响反渗透膜的膜通量和脱盐率，膜通量的增加与反渗透进水压力呈直线关系，脱盐率与进水压力呈线性关系，但压力达到一定值后，脱盐率不在增加。
(2)温度影响
脱盐率随温度的升高而降低，而透水量则几乎呈线性增大，主要是因为温度升高，水分子的黏度下降，扩散能力增强，因而产水通量升高，随着温度的提高，盐分透过反渗透膜的速度也会加快，因而脱盐率会降低。
(3)含盐量的影响
水中盐浓度是影响膜渗透压的重要指标，随着进水含盐量的增加，渗透压也增大，因渗透压的增加抵消了部分进水推动力，因而通量变低，同时脱盐率也变低。
(4)回收率的影响
回收率即淡水流量站进水流量的百分比，反渗透系统回收率的提高，会使膜元件进水沿水流方向的含盐量更高，从而导致膜渗透压增大，这将抵消反渗透进水压力的推动作用，从而降低产水通量，膜元件进水含盐量的增大，使淡水中的含盐量随之增加，从而降低了脱盐率。
(5)PH值的影响
不同种类的膜元件适用的PH值范围差别较大，目前工业水处理适用的膜材料适用的PH值范围较宽，膜通量和脱盐率较稳定。
二、反渗透装置的运行
银川热电厂设计两套60T/h，一套80T/h反渗透装置，后设置两套一级复床除盐单元运行，满足本厂锅炉补给水，系统流程为：深井水——生水加热器——原水箱——生水泵——机械过滤器——保安过滤器——高压泵——反渗透——脱盐水箱——离子交换设备——锅炉补给水
地下水含盐量平均在1000mg/L左右，水质较稳定，污染可能性低，预处理采用机械过滤器，水通过过滤介质除去悬浮物、胶体、大颗粒杂质。运行时进水自进水管进入过滤器后经进水挡板均匀配水，自上而下透过滤层，当正洗排水至澄清时，即可投入正常过滤，为保证反渗透本体的安全运行，对反渗透膜进行保护，设置精密过滤设备，即保安过滤器，设在高压泵之前，反渗透运行时需要高压泵将水升至规定的压力后投入才能完成脱盐过程，反渗透的工作过程中，原水逐步得到浓缩，而最终成为淡水，浓水经浓缩后各种离子浓度成倍增加，会产生严重的结垢，为防止结垢现象的发生，在反渗透系统中通常需要通过加药装置向系统中加入阻垢剂。
反渗透运行初期，脱盐率达到97%以上，进水水质均达到要求，产水量达到额定值，阻垢剂加药装置运行良好，浓水回收作为锅炉密封水继续利用，达到经济合理使用水资源。随着运行时间的增长，地下水资源匮乏水质下降，反渗透装置运行状况下降，脱盐率逐渐降低，产水量下降，增加了离子交换除盐的负担，随着机械过滤器设备的老化，出现水帽破损致使磨损的滤料碎渣及细小滤料穿过过滤器进入保安过滤器，在运行中如不及时发现，这些大颗粒物质直接进入反渗透膜端口而，甚至造成反渗透膜的机械损伤而不得不更换膜元件。
三、应对措施
为了使反渗透装置安全经济运行，满足反渗透进水水质要求，对原水进行预处理，可以保证出水流量维持稳定，脱盐率在某一值上维持的时间长，回收率可以不变，运行费用做到最低，膜的使用寿命较长等，具体来说，预处理应做到，防止膜表面上污染即防止悬浮物，微生物胶体物质等附着在膜表面上或污堵原件的水流通道防止膜表面结垢确保膜免受机械损伤和化学损伤，以使膜有良好的性能和足够长得使用寿命，在使用过程中应注意：
1.反渗透膜的温度范围应控制在20～30℃，适当提高水温，有利于降低水的黏度，增加膜的透过速度，通常在膜的允许使用温度范围内水温每增加一度水的通过速度约增加2%，在高于膜的最高允许温度下使用，膜不仅变软后容易压密，还会加快醋酸纤维膜的水解和降低碳酸钙的溶解度使其结垢，生水加热器的投运，有效地控制了进水温度。
2.PH值调整，控制在6～8，否则可能造成膜的永久性破坏，为了防止膜结垢，CaCo3析出，也需要往原水中加酸，降低水的PH值，不仅为了防止碳酸盐垢，而且为了防止膜的水解。
3.除去悬浮物和胶体，在反渗透系统中，用来反映反渗透进水水质的一个很有用的指标就是污染指数FI，要求FI≤4，FI是衡量水中胶体和悬浮物等固体颗粒的含量，为了满足反渗透装置对FI的要求，在预处理中采用多层滤料过滤器和保安过滤器，保安过滤器又称精密过滤器，常用滤元孔径为5um过滤器，对反渗透装置起保护作用。
4.防止结垢，反渗透装置运行时，水中大部分盐类保留在浓水中，导致浓水含盐量上升，是导致反渗透结垢的主要原因，反渗透装置结垢的物质主要是难容盐类，一时防止碳酸钙垢的形成，可通过降低回收率，加酸调节税的PH值或投加阻垢剂等措施来实现，二是防止硫酸盐垢的生成，通常是在给水中加入阻垢剂。
5.杀菌处理，水中有机物一般是微生物的饵料，含有微生物的有机物水进入反渗透装置后，由于水的浓缩，膜的浓水侧表面上有机物和微生物的浓度同时增加，从而微生物繁殖超快，造成膜的生物污染，严重影响膜性能，严重时可导致膜元件变形并发生机械损伤，同时通水量下降，防止微生物侵蚀的通用方法是对原水进行杀菌处理。
6.反渗透进水水质要求见下表：

四、反渗透装置的清洗
在正常运行条件下，反渗透膜可能被无机物垢，胶体，微生物，金属氧化物等污染，这些物质沉积在膜表面上会引起反渗透装置处理下降或脱盐率下降，因此，为了恢复良好的透水和脱盐性能，需要对膜进行化学清洗，清洗原则应遵循以下几点：
1.标准渗透水流量下降10～15%，
2.标准系统压差增加10～15%，
3.脱盐率下降1～2%或产水含盐量明显增加，
4.证实有污染和结垢发生。
在运行过程中应严格监督设备运行参数，认真维护设备安全运行。
五、结论
反渗透技术的应用在电厂水处理锅炉补给水处理系统中得到广泛应用，在很大程度上由于其操作的简便性和运行的经济性，作为预脱盐装置有着独到的优势，合理正确使用反渗透装置作为例子交换除盐预处理，将大大延长除盐设备的运行周期，降低再生酸碱用量，合理应用水资源，提高锅炉补给水的安全经济性和自动化程度。