冯 昆
(中石化天津分公司水务部 天津 300000)
优良的进水条件可以使反渗透装置长期、平稳、高效的运行。但是在很多进水水质不佳的时候,必须进行两方面的考虑,一方面怎样使反渗透装置继续保持平稳运行;另一方面如何保证反渗透膜不会因运行条件不好而导致膜性能下降。
国内某石化公司污水处理装置常年处理PTA等工业废水,经过纯氧曝气、纤维束过滤、多介质过滤及微滤等工艺后,水质情况已经有了很大改观,但仍然离反渗透装置的最理想进水条件有很大差距。具体水质对比情况如下表所示:
如上表所列,该反渗透装置大多数进水水质的指标都不理想,尤其是SDI,基本常年处于超标状态。在这种水质条件下,如果按照一般的方式运行装置,势必会令反渗透装置迅速结垢、污堵,不得不停车进行化学清洗。另外,水中余氯过高还令反渗透膜元件还存在被氧化的隐患。考虑到反渗透是该套污水处理装置中保证外排达标的重要一环,确实有运行的必要。
反渗透的运行方式规定了装置的进水量、回收率、操作压力等主要运行控制指标,通过分析脱盐率、产水量和系统压差等主要性能参数来判定运行周期。
在制定运行控制指标时,切勿因追求装置的产水量而一味提高进水压力或回收率。因为装置进水的SDI严重超标,其本身已具有很高的胶体含量。通过提高进水压力进而提高进水量来增加产水量;或是通过提高回收率,减少浓水排放量来增加产水量,都会使反渗透膜面结垢,产生堵塞。轻则缩短运行周期,增加化学清洗的频次,严重时可能会因为压差过大而撕裂膜元件,造成装置的破坏性损坏。
严格进行反渗透装置的日常维护,不仅可以延长运行周期,更可以保护反渗透膜元件,使膜性能不发生崩溃式的下降,膜寿命不会因进水水质恶劣而缩短。
3.1.1 保持预处理工艺流程中的余氯量不低于0.2 mg/L,可以有效的防止微生物滋生。
3.1.2 增加对RO进水、浓水等处细菌总数的检测频次,根据结果及时调整氧化性杀菌剂的投加量。
3.1.3 加大使用非氧化性杀菌剂的力度,采取分频次冲击式向RO进水中投加的方式。有条件的话可以选择一些专业药剂公司提供的专用杀菌剂,例如NALCO公司的PC-11等。
3.2.1 在RO进水中投加还原剂可以减轻余氯氧化反渗透膜元件的威胁。但余氯量会随前方来水量的变化而变化,故还原剂应采用超量投加的方式,以确保消除余氯对膜元件的影响。若RO进水中存在不低于0.2 mg/L的余氯量,应投加8~10 ppm的还原剂才能确保余氯在可控范围内。另外,应每天检测RO进水中的细菌总数,根据检测结果调整二氧化氯的投加量,使之和还原剂投加量达到平衡。
3.2.2 根据进水量、水温、p H值等参数随时调整阻垢剂的加药量,避免过量的阻垢剂在膜元件表面形成新的胶体污染。
当RO停车后,应立即配置2%亚硫酸氢钠溶液充当保护液,封存膜元件。同时每日检查密封情况,如发现保护液泄漏必须立即补充。若RO需要长期停车,则应每个月更换一次保护液,并在更换的间隔使用非氧化性杀菌剂进行不少于1小时的杀菌。
在进水水质恶劣的情况下,只采用一种单一的清洗方案进行反渗透化学清洗无疑是行不通的。通过实际运行,笔者制定了膜维护和综合性化学清洗两种清洗方案,在一个运行周期结束时,通过对系统压差及各段压差的简单分析,决定使用哪种方案进行清洗。
膜维护实质上是一种小型的化学清洗,适用于一级两段式反渗透装置。当一个运行周期结束后,若一段压差大于二段压差,则使用氢氧化钠配置成p H值11.5~12的碱性清洗液清洗一段4~6小时,循环、浸泡间隔进行;若二段压差大于一段压差,则使用柠檬酸配置成p H值3的酸性清洗液清洗二段4~6小时,同样,循环、浸泡间隔进行。膜维护操作简便,可以使反渗透装置在短时间里降低系统压差,恢复回收率及脱盐率。
当装置累计运行时间达到700~800小时时,简单的膜维护清洗已不能使装置性能得到完全的恢复,这时就需要对反渗透进行综合性化学清洗。此时需要进一步分析装置的运行数据,使用多种药剂配制成专门的清洗液,对RO分段、分种类进行清洗。一般进行1组次综合性化学清洗的耗时在30小时以上。
反渗透装置在进水水质不佳的情况下运行确实存在风险,但只要合理制定运行方式、严格进行日常维护、选取正确的化学清洗模式,就可以将装置置于可控范围内,使得反渗透平稳运行,膜元件的寿命不会因水质问题而缩短。
[1]窦照英,徐平,张烽著.反渗透水处理技术应用问答.化学工业出版社,2004(6).
[2]Zahid.Amjad著.殷琦等译.《反渗透——膜技术,水化学和工业应用》.化学工业出版社,1999(9).
[3]陶氏膜产品技术手册,陶氏公司,(2004).