除盐制水系统原水预处理瓶颈问题优化改造

辛 平，侯立波，孙英策，赵 琦

(1.中国石油吉林石化公司 乙烯厂，吉林 吉林 132022；2.中国石油吉林石化公司 研究院，吉林 吉林 132021)

中国石油吉林石化公司乙烯厂反渗透制水系统采用反渗透膜元件及整机设备，该系统为140 m3/h的二级反渗透制水系统。松花江来水经过供排水车间加压后送到除盐装置，经过水-水换热器及汽-水换热器预热，进入到活性炭过滤器，去除来水中悬浮物及杂质，为反渗透制水系统及阴阳离子交换床提供原水。在实际生产中，由于经过活性炭处理的原水污染指数(SDI15)超标，造成反渗透入口保安过滤器压差高，滤芯频繁更换，增加了生产运行成本，同时严重制约了生产的连续性。

作者利用超滤制水技术，在反渗透保安过滤器前来水管线上进行技术改造，新增一套超滤制水系统，投入运行后满足了反渗透进行水质的需求，保证了反渗透的长周期运行，降低了生产成本。

1 反渗透制水系统运行中存在的问题

1.1 保安过滤器滤芯更换频繁

现有活性碳过滤器在夏季丰水期的产水水质SDI15>5.5，已不能满足反渗透对进水水质要求，造成保安滤器压差高，滤芯使用寿命短，7～10 d更换一次，严重制约了反渗透系统的连续稳定运行。

1.2 一级反渗透膜化学清洗频繁

来水水质合格时反渗透运行3～6个月进行一次化学清洗，由于活性炭过滤器预处理水质不达标，导致一级反渗透膜段间压差高，产水量小，运行周期短，20～30 d为一个运行周期，最短的运行周期仅13 d，就需要对一级膜进行一次化学清洗。

1.3 制水效率降低

无论是保安过滤器更换滤芯还是反渗透化学清洗，系统必须停车。更换滤芯需要3～4 h，化学清洗需要36～48 h，大大影响了反渗透的制水效率。

1.4 运行成本增加

保安过滤器滤芯为一次性使用，污堵后只能更换。频繁的化学清洗，需要消耗大量化学药剂，在影响膜的使用寿命时，产生的酸碱性废水处理费用增加，造成生产运行成本增加。

2 改造方案

根据现有生产运行状况及国内水处理技术的调研，采用国内先进的制水技术—超滤制水设备，对活性炭过滤水进一步进行预处理，去除水中残余的细菌及微生物，使SDI15≤3[1]，满足反渗透保安过滤器进水水质要求。

2.1 超滤系统工作原理

超滤系统是专为反渗透和纳滤预处理、中水处理回用项目和浊度比较高的物料处理而使用的膜过滤单元。它是一种以筛分为分离原理，以压力为推动力实现机械分离的膜分离过程[2]。超滤膜可截留大分子物质(如蛋白、色素、多糖等)，透过小分子物质(如无机盐、单糖、小分子色素、灰分等)和水；从而达到去除细菌、微生物和悬浮物等杂质[3]，净化后的水清澈透明，浊度近于零。

2.2 改造前工艺流程

松花江来的低硅水经过水-水换热器、汽-水换热器预热后，通过活性炭过滤器过滤预处理后的原水，进入到反渗透制水系统的保安过滤器过滤后，供反渗透制水系统使用，具体流程见图1。

图1 反渗透制水系统改造前工艺流程图

2.3 改造后工艺流程

在反渗透制水系统来水线增加超滤制水系统，经过活性炭过滤后原水分别进入超滤保安过滤器、超滤膜元件，经过超滤设备制取的超滤水进入超滤产水箱，经泵送至反渗透制水系统。每套超滤产水为100 m3/h，共计两套，超滤制水系统并联排列，可同时运行，也可单独运行，超滤产生的浓水回收到供排水池内作为循环水补水使用，具体流程见图2。

图2 反渗透制水系统改造后工艺流程图

3 改造后的效果分析

活性碳过滤水预处理改造投用后已连续稳定运行一年，在夏季丰水期超滤产水能够满足反渗透制水系统对来水水质的需求SDI15≤3，减少了保安滤芯更换的频次，每3月更换一次，运行周期延长，每6个月进行一次化学清洗，提高了对反渗透膜的保护效果，化学清洗药剂及酸碱性废水排放量大大降低，降低了生产运行成本，达到了预期目标，经济效益和社会环境效益是非常可观的。

3.1 经济效益

以全年为例对改造前后反渗透制水系统运行成本进行比对，改造前全年运行费用为123.82万元，改造后全年运行费用为88.5万元，节约效益为35.32万元，反渗透制水成本降低0.6元/m3。

3.2 社会环境效益

除盐增上超滤制水系统，大大减少了保安滤芯的更换频次，减少了废滤芯的堆埋处理量，而且减少了化学清洗产生的酸碱性废水排放总量，同时对产生的浓水进行回收再利用，实现零排放，对改良环境具有显著的社会效益[4]。

4 结 论

除盐制水系统原水预处理瓶颈问题进行优化改造后，使活性炭过滤水得到进一步预处理，大大降低了原水SDI15值，满足了反渗透进水水质需求，延长了其运行周期，提高了反渗透出水量，增加了产能，在生产水预处理领域值得广泛推广和应用。

参 考 文 献：

[1] 林庆峰，余伟，狄小伟.反渗透系统的设计与应用 [J].工业水处理，2008,28(4)：74-77.

[2] 邵刚.膜法水处理技术[M].北京：冶金工业出版社，2000：242-243.

[3] 鲁永学.超滤在反渗透预处理系统中的应用[J].工业水处理，2008，28(4):83-84.

[4] 梁晓飞菲,薛罡,王金波.超滤净水技术的研究 [J].环保科技,2008，14(2)：13-15.