反渗透膜处理系统在循环水处理工艺的应用

摘要：传统技术在处理冷却水塔循环水过程中，存在杂质处理不全、氯处理不彻底等问题，导致循环水无法有效利用。鉴于此，邹县发电厂冷却水塔循环水试验应用了反渗透膜处理系统，该系统通过反渗透膜，有效截留水中各种杂质和盐分，从而达到脱盐的目的。并且邹县发电厂分析研究了反渗透膜处理系统常见故障，保障了设备的安全可靠运行。

关键词：反渗透膜处理系统；循环水；电厂；自动清洗过滤；超滤

循环水处理系统

循环水处理系统概述

邹县发电厂冷却水塔循环水一级反渗透采用苦咸水反渗透，反渗透产水回用至冷却水塔补水系统，一级反渗透浓水再经过浓水反渗透浓缩，回用冷却水塔补水系统。

循环水水硬度、碱度、悬浮物等含量均较高，采用反渗透膜处理浓缩前需进行软化、澄清和过滤处理。软化采用“石灰+碳酸钠”双碱法，软化设备采用高密度沉淀池，过滤采用变孔隙滤池，超滤采用压力式超滤。冷却水塔循环水排污水处理工艺流程：循环水排污水→高密池→变孔隙滤池→超滤装置→一级反渗透膜→浓水反渗透膜→深度浓缩装置。

循环水排污水按照1300立方米/小时设计，系统处理软化水率90%，需要进入一级反渗透处理的循环水量为1170立方米/小时，一级反渗透采用的苦咸水反渗透膜回收率70%，则一级反渗透产水819立方米/小时直接循环使用，一级反渗透浓水处理后的351立方米/小时污水进入浓水反渗透进行深度处理，该浓水反渗透回收率一般在50%左右，可实现175.5立方米/小时水量循环利用，剩余未处理浓水175.5立方米/小时排至深度浓缩装置。

循环水处理系统配套设置

（1）高密池

循环水排污水软化预处理装置，该系统设置3座处理能力为650立方米/小时的高密池。

（2）变孔隙滤池

系统设置6座进水量为280立方米/小时的变孔隙滤池（5用1备）。

（3）超滤装置

系统设置6台处理能力为250立方米/小时的超滤装置（5用1备）。

（4）反渗透膜

一级反渗透膜处理系统设置6台处理能力为175立方米/小时的反渗透装置（5用1备），浓水反渗透设置3台处理能力为80立方米/小时的反渗透装置（2用1备）。

反渗透膜处理系统简介

反渗透膜处理系统的原理是利用水在较高压力的作用下，克服渗透压，通过反渗透膜，水中绝大部分盐分被截留下来，从而达到脱盐的目的。冷却水塔循环水排污水经过高密池软化后，对循环水排污水进行过滤、超滤和反渗透处理，制出含盐量较低的淡水。反渗透膜处理系统设置自动清洗过滤器装置和超滤装置。

一级反渗透装置设置为6套系统，每套都能单独运行，也可同时运行。装置设有程序启停装置，停用后能延时自动冲洗。其功能是对超滤的出水进行脱盐。每套反渗透装置设计处理水量为175立方米/小时，系统最大制水量为1050立方米/小时。浓水反渗透装置设计成3套80立方米/小时的系统。反渗透膜采用浓水反渗透膜，最低脱盐率99%，进水自由氯最高浓度<0.1ppm。反渗透装置水质控制标准如表1所示。

自动清洗过滤器装置

自动清洗过滤器装置为较为先进的非介质过滤器，过滤器的过滤精度100μm。反洗耗水量只占出水量的0.5%，配合空气辅助反洗，自耗水量0.2%以下。系统紧凑，占地极小，系统流量可根据需要灵活调节。过滤器采用时间或压差方式进行控制，全自动运行。系统设有自清洗过滤器6台，额定处理能力Q=250立方米/小时。

一级反渗透自动清洗实施条件：反渗透产水量下降10%～15%；脱盐率降低10%～15%；压差（原水进水压力-浓水压力）增加15%以上。

一级反渗透自动清洗方案见表2。清洗液配置方法：开启清洗药箱进水阀，向清洗药箱中注入淡水1.35米（5立方米）；测药箱内清洗液温度，清洗液水温不到25℃，打开电加热器，加温至30℃；将清洗药剂倒入化学清洗箱中；启动清洗泵，打开清洗液回流阀，循环搅拌使药剂完全溶解；检测pH值，酸洗药液pH值为2，碱洗药液pH值为12，如达不到要求加药剂进行调整。

超滤装置

超滤装置简称UF，对自清洗过滤器的出水进行深一步过滤，去除水中的颗粒物、悬浮物、有机物等。出水水质达到浊度≤0.2NTU、SDI≤3，满足反渗透的进水要求。系统超滤膜采用PVDF耐污染压力式超滤，压力式立式安装，膜面积50平方米/支，膜运行通量40升/平方米·小时。本工程设有压力式超滤膜超滤数量6套，设置在膜车间内。单套处理能力250立方米/小时，回收率≥90%。

超滤装置启动前检查：各水泵油位正常，已送电→各水泵进出口门已开启→各水池进出口门开启，各水池液位正常→各手动阀门开关灵活可靠，各气动阀门限位调整符合要求，已送电→各在线监测仪表具备投运条件→各化验仪器、药品完好齐备→超滤装置进水压力大于0.25兆帕→自清洗过滤器投入运行。

常见故障分析

反渗透膜常见故障

（1）进水流量低故障

原因分析：一级反渗透给水泵、高压泵有缺陷；反渗透装置内部存有空气。

处理措施：停机检修；停机冲洗。

（2）脱盐率降低故障

原因分析：进水流量低、压力低；膜结垢、老化、破损。

处理措施：开大高压泵出口手动门，调整进水流量、压力；控制进水pH值在7.5；停机冲洗。

（3）压差升高故障

原因分析：进水温度低；进水压力高；浓水排放量少；膜污堵；膜结垢。

处理措施：原水池加装热水管；通过调整高压泵出口手动门，调整进水压力；调整浓排水流量；组织清洗。

（4）压差降低故障

原因分析：进水温度高；进水压力低；浓水排放量大；膜老化。

处理措施：通过调整高压泵出口手动门，调整进水压力；调整浓排水流量。

（5）制水量低故障

原因分析：进水温度低；进水压力低；浓水排放量大；膜结垢。

处理措施：原水池加装热水管；通过调整高压泵出口手动门，调整进水压力；调整浓排水流量；组织清洗。

（6）制水量高故障

原因分析：进水温度高；进水压力低；膜老化。

处理措施：通过调整高压泵出口手动门，调整进水压力。

超滤系统故障及处理

（1）膜压差大故障

原因分析：膜组件被污染；产水流量过高；进水水温过低。

处理措施：查出污染原因，消除污染源；通过调整进水手动阀门，调低产水流量；加装加热器。

（2）产水流量小故障

原因分析：阀门开度设置不正确；流量仪故障；供水压力太低；进水水温过低。

处理措施：检查阀门开度符合要求；检查流量仪，保证正常运行；调整自清洗过滤器功率或者增加过滤器运行设备；加装加热器。

（3）产水水质较差故障

原因分析：进水水质超出允许范围；膜组件发生破损。

处理措施：检查进水水质，主要是浊度、COD、总铁；更换膜组件。

结论

邹县发电厂冷却水塔循环水试验应用了反渗透膜处理系统，该系统通过反渗透膜，有效截留水中各种杂质和盐分，从而达到脱盐的目的。邹县发电厂通过分析研究了反渗透膜处理系统常见故障，设备安全可靠运行。