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反渗透膜长期停用的保养

水处理系统停运时,必须对反渗透膜进行保养。膜的保养分为短期停运保存和长期停用保护,如果反渗透设备有缺陷或正常备用而不启动运行时(夏季超过24h、冬季超过48h但最长不得超过168h),则应对设备进行低压冲洗。短期保养方法适用于那些停止运行时间少于168h的反渗透系统。

具体操作步骤如下:用水冲洗反渗透系统,同时注意将气体从系统中完全排除; 将压力容器及相关管路充满水后,关闭相关阀门,防止气体进入系统。

1、每隔24h按上述方法冲洗一次。
反渗透膜的长期停用保养,国内无多少先例可借鉴。针对河北南部电网某热电厂目前反渗透系统需要停运至少半年的问题,研究出一套适用于反渗透膜长期的保养方式,将对该厂水处理膜的安全、再次投运及节能降耗带来益处。该厂老化水站有反渗透装置4套,每2套放置在一个机架上,每套12支膜壳,一级两段布置;每只膜壳装6支反渗透膜,每套有72支反渗透膜,总共288支反渗透膜。反渗透膜元件选用美国陶氏化学公司的聚酰胺复合膜BW30-400(其中3套为2000年投入运行,1套为2003年投入运行)。反渗透系统设计正常产水量为240m3/h、回收率∀75%、脱盐率∀97%。由于该厂机组面临停运,化学水处理系统需要停运保存,保养时间达半年以上,在半年后反渗透系统投运时,要求脱盐率、产水量等指标与现阶段无明显差异。由于该厂反渗透系统长期运行,未进行系统检修,因此反渗透系统本身存在一些问题,需在系统停机保养期间进行完善和处理。这些问题是:反渗透装置膜壳端板封和膜壳浓水接口快接处有渗水情况,部分比较严重。反渗透装置膜壳端板渗水,认为可能是端板密封圈老化或是密封圈与密封槽接触面接触不实变形所致。

2、系统停运保护前的准备。
水处理系统停运后,用反渗透产品水或除盐水冲洗整个反渗透膜系统,以便将高含盐量的浓水从压力容器和膜元件内置换掉,直到浓水出水电导率接近进水电导率,冲洗在约0.3MPa低压下进行,高流量有利于提高冲洗效果,但不应使元件或压力容器两端的压差超过最高规定值。低压冲洗进水中应防止预处理化学药品进入,尤其不能含有阻垢剂。
因此,冲洗前应首先停止投加阻垢剂(冲洗采用预处理产水时,仍需投加降低SDI、脱除余氯等氧化剂的化学药品),冲洗结束之后完全关闭进水阀,如果浓水排放口低于压力容器,应在高于压力容器的浓水管线上引入空气破坏虹吸作用。在停机前应注意,当高压泵停运而进水和浓水又没有采用低压产水冲洗置换时,高盐度的膜处理系统会因自然渗透出现停机产水回吸,从清洗角度分析,一定程度的产水回吸有利于强迫运行时沉积的污染物从膜表面上浮起,但是过量的产水回吸可能会导致复合膜膜片分层,并从多孔支撑层上剥离开来,造成膜的复合结构物理破坏。
因此,必须将这类产水回吸膜通量控制在8.5L/(m2#h)以下,特别应该限制系统浓水端的产水回吸速率,限制产水回吸的实用方法是在产水管线上安装优质止回阀。如果存在产水回吸,还须提供足够的产水回吸补充量完成产水回吸,以避免膜元件内吸入空气。如果产水管线在运行和系统停机时带压,膜元件就可能遭遇静态的产水背压。为了避免膜元件因背压产生膜片复合层的剥离破坏,净背压不得高于0.03MPa,应在产水管线上设置止回阀或自动排放阀保护膜系统。为了防止各种非常突然的意外停机(例如停电或系统因报警等急停),应认真对待产水回吸和背压问题,考虑各种意外情况下的系统保护措施。

3、系统保护工作。
3.1、化学清洗所有的膜系统在停机保养前应进行一次化学清洗。根据系统的清洗记录,以及有关试验提供的清洗药剂和方法进行清洗,在停机保护期间系统处于不结冰状态,环境温度不得超过45。碱洗在清洗水箱中溶解复合清洗剂,用NaOH调整溶液pH值为9.6,将溶液升温到34~37∃。将配制好的药液泵入反渗透系统,进行开路清洗,每间隔5~10min取排放液样观察废液pH值变化。当pH值>9.6时,闭路循环30min,再浸泡1h,浸泡后再循环30min,排掉清洗液。用工业水低压清洗直到入口水和出口水pH值相同。酸洗将药箱中注满反渗透产品水,将柠檬酸倒入药箱,循环搅拌均匀,调整pH值到1.5~3.0(用氨水调整)。按照碱洗程序,经历置换、低速循环、浸泡、高速循环及冲洗的步骤,控制压力基本同碱洗。
3.2、杀菌配制杀菌液清洗液。将药液泵入反渗透系统后低压循环清洗1h,然后排掉,用工业水低压冲洗,直至出口水无泡沫。
3.3、保养清洗和杀菌之后,在10h内按如下步骤进行保养:用反渗透产水彻底冲洗清洗系统和管路,在清洗箱内配制1%~1.5%的亚硫酸氢钠溶液,调整反渗透系统至清洗状态,启动清洗泵,赶走压力容器内的空气,将元件完全浸泡在其中。为使系统内的残留空气最少,应采用循环溢流方式循环亚硫酸氢钠保护液,使最高压力容器开口处产生亚硫酸氢钠保护液的溢流。关闭所有阀门,使系统隔绝空气。否则,空气将会使氧化亚硫酸氢钠保护液失效。每周检查一次保护液的pH值,当pH值<3时,更换保护液每月更换一次保护液。
3.4、保护液剂量的计算此次计算按单套设备充满保护液计算。已知单套设备装置有膜元件72支,按6支装压力容器计,共需12支。压力容器的体积V1=r2l=3.14&(0.208/2)2&6∋0.20m3。V12=0.20&12=2.4m3。V12有效=2.4&0.7=1.68m3。其中V1为单支膜体积;V12为12支膜体积;V12有效为12支膜有效体积;单支压力容器内膜元件占压力容器的体积按30%计算。 管线的体积清洗装置到反渗透设备管线体积(Vp)按管径为DN100、长度为100m计算。Vp=r2l=3.14&(0.1/2)2&100∋0.78m3。V总=V12有效+Vp=1.68+0.78=2.46m3。因此,所需配制的保护液体积约为2.46m3,由于清洗箱完全装满可能产生溢流,一般应考虑20%的余度,故所需配制的保护液体积为2.95m3,按3.0m3计算。配制4套反渗透设备所需的化学药剂质量为800kg(稀释后注入反渗透系统)。当准备保护液时,应确保在进入反渗透系统之前,所有药品得到充分的溶解和混合。陶氏膜元件采用反渗透系统的产水配制标准保护液。

4、保养结束投入运行根据电厂要求,系统需要停运半年以上,再次投运前必须做好系统冲洗工作。系统开机启动前,在确保原水不进入膜元件的前提下,彻底冲洗预处理部分,冲掉杂质和其他污染物,防止进入高压泵和膜元件,特别应该检测预处理出水SDI15值是否合格,进水不含余氯等氧化剂,确保预处理出水达到膜进水的要求。检查所有阀门并保证所有设置正确,系统产水排放阀和浓水控制阀必须完全打开。缓慢打开给水调节阀调节流量,用低压、低流量的合格预处理出水赶走膜元件内和压力容器内的保护液,浓水管出口不再有气泡冒出时将流量升高,冲洗压力为0.2~0.4MPa,每支8英寸(20.32cm)压力容器冲洗流量为2.4~12m3/h,冲洗过程中所有产水和浓水均应排放至下水道。在冲洗过程中,检查所有阀门和管道连接处是否有渗漏点,应紧固或修补漏水点。(系统冲洗30min左右,在低压、低流量冲洗期间,不允许添加阻垢剂,但若原水中残留余氯则要充分添加亚硫酸氢钠进行处理。)高压泵启动前,高压泵与膜元件之间的进水控制阀处于接近全关的状态,以防水流及水压对膜元件的冲击。启动高压泵,缓慢打开高压泵出口的进水控制阀,均匀提高浓水流量至设计值。同时缓慢关闭浓水控制阀,在保持浓水流量的同时观察系统产水量,直到产水量达到系统设计值。添加阻垢剂等药品的泵要在关小浓水阀门的同时开启,确认添加药剂投加量和进水pH值。让系统连续运行1h,一旦产水合格,则关闭产水排放阀,向后续设备供水,即可正常投运。系统停机保存半年以上,在保存期间及时检测保护液并及时更换失效保护液。本次正常投运后,其各主要参数指标与停运前相比衰减率<5%。在恢复系统至正常操作前,应检查并确认产品水中不含有任何杀菌剂。为避免药剂溶液污染环境,排放的废液应进行无害化处理。

5、结论实践证明,采用药液对反渗透膜进行长期保养,可以节约资源,有较好的经济可行性;反渗透膜未被损坏,保证了反渗透系统运行的可靠性,也避免了低压冲洗时由于操作不当对设备造成损害。该方法的成功实施,为电厂反渗透设备的长期保护提供了一种可行方法。

录入时间：2019/6/12 9:30:05 点击次数:1771

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