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        2. 方案中心

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          超濾預處理在鍋爐補給水處理系統中的應用

                 膜分離技術是近30多年來發展非常迅猛的一種技術,與常規方法相比具有能耗低、單級分離效率高、裝置簡單、沒有相變等優點。超濾(UF)是一個單純的物理分離過程,超濾膜的孔徑介于納米與微米之間,采用超濾設備代替傳統的砂濾、活性炭、微濾,作為反滲透法的預處理,能夠連續穩定地提供低濁度、低SDI值的產水,使系統運行更加穩定,提高了反滲透膜設備的性能,延長了清洗周期。
           

          1、超濾系統概述

                上海焦化有限公司2003年的4萬噸苯酐/年技措項目中與其配套了25 m3/h 全膜法二級除鹽水系統,將超濾作為反滲透的預處理應用于鍋爐補給水的制備中,具體工藝流程為:進水經100?m多介質過濾器、超濾后經二級反滲透處理,EDI處理,然后供鍋爐使用。超濾預處理系統如圖1所示。

                本超濾預設備采用海得能HYDRAcap60超濾膜元件,共9支,膜內徑為0.7mm,外徑為1.2 mm,膜孔徑0.01~0.02?m,外壓式中空纖維膜,系統產水量40T/h,回收率〉90%,運行壓力<0.3MPa。

                UF設備運行自動化程度高,采用運行—反洗—運行交替方式,膜過濾周期為40min,反沖洗時間為90s,反沖洗水取自于超濾部分產水。在運行平穩的情況下堅持每個月進行一次化學清洗。

          2、運行情況

                 苯酐二級除鹽水裝置于2004年3月安裝調試完成,并于當年6月開始投入正式生產,期間設備整體運行較為穩定。

                 從04年12月初開始,原水多介質過濾器和超濾系統發生嚴重堵塞,原水多介質過濾器幾乎每周需要更換濾芯(以前一月一次),超濾流量下降25%,運行壓力不斷上升。首先,調整工藝運行參數,縮短產水時間,延長其反沖洗和正沖洗的時間,繼而又對機組采取了大水量的連續反沖洗、正沖洗操作,發現效果只能維持很短的一段時間,機組的產水量和TMP又重新惡化。其次,拆下其中一支反沖洗后的超濾膜,發現膜入口處有棕黃色粘滑性膠狀物,同時對原水水質進行分析,發現原水水質發生較大變化,尤其是COD指標變化較大。根據上述依據,初步判斷超濾設備主要受到了水中有機物和微生物的污染。

                該公司于12月中旬,在原水100?m多介質過濾器前增加FeCl3絮凝劑加藥系統,2臺無閥濾池設備,以去除水中易造成膜污染的膠體物質。同時,投入人力在數天中連續進行化學清洗,超濾系統運行壓力基本穩定,并在京華最高產量需求下維持了一個月。

                2005年1月下旬開始,超濾系統運行壓力又不穩定,又對超濾膜進行連續數次清洗,但每次清洗后的正常運行只能維持一周左右。頻繁的膜清洗,影響苯酐生產,被迫降負荷生產。

                為了徹底解決問題,2005年3月份,該公司在不影響生產用水,保證原水處理裝置運行,并且在經濟、有效的前提下對超濾預處理系統進行改造,如圖2所示。具體分以下步驟:

              (1)調整加藥系統,在無閥濾池前加入殺菌劑NaClO和聚合鋁,通過管道混合器混合后再過濾,可提高加藥效果。

              (2)在100?m過濾器前增加2臺活性炭過濾器(1用1備)、1臺反洗泵及1只電動閥,炭過濾器用于吸附原水中的絕大部分有機物、膠體等,可大幅減輕原水多介質過濾器和超濾設備的負擔。

              (3)增加現場SDI測試儀,對原水水質進行監控。

              (4)在原超濾裝置上增加四支膜, 保證在超濾流量下降的情況下也能滿足生產用水需求。

              (5)考慮到反滲透及EDI設備的化學清洗,增加一臺容積150m3水箱與超濾產水箱連通,并且對有問題隱患的管道閥門進行更換。

                該系統自5月份改造完成后,超濾裝置進水pH為4~10,TOC<2mg/L,產水SDI<2,至今系統一直運行穩定。

          3、超濾系統應用注意事項

                 超濾工藝作為一項新型的技術已獲得廣泛的應用,但由于此項技術的特點,具體應用時還需全面考慮?,F結合本公司超濾+反滲透 +EDI聯合水處理工藝運行至今出現的一些問題探討如下:

               (1)超濾UF的運行一定要防止水源突然惡化,要確保UF前的處理設備起到應有的作用,防止進入不合格的水,造成超濾膜嚴重污堵,影響出水,需要多次清洗后才能解決。

               (2)適時進行系統清洗,控制微生物的滋長。超濾膜使用到一定時間應進行清洗,否則會影響產水量,增加阻力。通常在產水量降低10%時就進行清洗,清洗方法采用先藥液浸泡,然后等壓循環清洗。如用多種清洗液清洗,每次清洗后應排盡殘液并用清水沖洗干凈再換另一種藥品。

               (3)清洗劑應針對污染源選用,在實際中可根據進水水質變化情況、運行數據、 保安過濾器內的沉積物、超濾膜表面沉積物的成分等分析污染物的類型,并注意清洗液應對膜及組件材料無化學損傷。

               (4)系統設計一定要嚴謹、科學。本公司設計時按照超濾膜正常產水通量進行設備購置,采用海得能HYDRAcap60超濾膜元件,共9支。由于對原水水質變化估計不足,當水質惡化時,使得超濾膜污染,水回收率下降,壓差增加,增加了清洗頻率,造成當初設計的超濾系統到達負荷極限。因此在系統設計時不應該過分降低造價使裝置的濾膜元件減少。

               (5)做好膜及系統的停運保護。膜組件停運必須進行充分清洗,然后密封濕態保存。若時間短(10天內)應打循環并每1天換一次水。如長時間停運,(10天以上)應用1.0%甲醛水溶液浸泡,并每月檢查一次,夏天控制環境溫度在25℃以下以防霉變。冬天應防凍,必要時加入10%—20%的甘油。建議設備長期運行。

          4、結束語

                 目前超濾膜正越來越多地應用到反滲透的預處理中,構成所謂的集成膜處理系統(IMS),用超濾代替傳統的砂濾、活性炭、微濾是今后水處理工藝的一個新的發展趨勢。但超濾膜的選用需結合水源地的水質情況來選用,若源水污染嚴重,超濾膜設備去除溶解性有機物存在很大局限性,必須與其他技術組合才能達到超濾的預定效果。

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