反滲透脫鹽裝置在水處理中的應(yīng)用研究

趙永吉

（中電環(huán)保股份有限公司，江蘇南京 211100)

反滲透脫鹽裝置在水處理中的應(yīng)用研究

趙永吉

（中電環(huán)保股份有限公司，江蘇南京 211100)

論述了反滲透的機(jī)理和影響因素。研究了反滲透脫鹽裝置在華北某石化企業(yè)的應(yīng)用情況，并針對(duì)生產(chǎn)過(guò)程中出現(xiàn)的因水溫低和水中含余氯而影響裝置產(chǎn)出水量和脫鹽率的問(wèn)題進(jìn)行了改造，對(duì)反滲透脫鹽裝置的工業(yè)應(yīng)用具有借鑒意義。

反滲透；脫鹽；水處理

近年來(lái)，隨著我國(guó)工業(yè)生產(chǎn)中對(duì)于生產(chǎn)用水量不斷增加，對(duì)水質(zhì)的要求也越來(lái)越高。當(dāng)前，我國(guó)天然水體中雜質(zhì)較多，且受各類(lèi)污染物污染的現(xiàn)象非常嚴(yán)重。要使水源水質(zhì)滿(mǎn)足生產(chǎn)需要，必須對(duì)來(lái)水進(jìn)行有效的處理。在工業(yè)生產(chǎn)中，通?？刹捎梅礉B透等方法脫鹽獲得純水。反滲透技術(shù)可有效地去除水體中的鹽類(lèi)、有機(jī)物等雜質(zhì)，被廣泛應(yīng)用于制取工業(yè)純水。對(duì)于某些來(lái)水含鹽量變化較大的水體，還可考慮采用多段反滲透脫鹽的方式進(jìn)行處理[1]。

1 反滲透的機(jī)理及影響因素

作為膜分離的一種，反滲透主要是利用溶液的壓力差（滲透壓）作為動(dòng)力來(lái)實(shí)現(xiàn)鹽、水分離。純水和鹽類(lèi)在膜中傳質(zhì)速率的不同，才使得水和鹽分離，達(dá)到脫鹽的效果。水分子在膜水界面上被有限吸附，其余鹽類(lèi)等雜質(zhì)被阻截。純水在膜的擴(kuò)散速率與反滲透膜的理化性質(zhì)有很大關(guān)系。

與傳統(tǒng)離子交換法相比，反滲透法無(wú)需消耗大量的化學(xué)品，因此對(duì)環(huán)境和工人的危害較小。同時(shí)，該方法還具有脫鹽效率高、出水量大、能耗低等特點(diǎn)。此外，由于反滲透脫鹽裝置自動(dòng)化程度高、操作簡(jiǎn)便，因此運(yùn)行成本可有效降低。

對(duì)于反滲透脫鹽裝置，來(lái)水的溫度、鹽度和pH等會(huì)影響其脫鹽率和水通量等指標(biāo)。此外，水的流量、壓力等參數(shù)也會(huì)影響反滲透工藝的脫鹽效率。

2 反滲透脫鹽裝置在水處理中的應(yīng)用

本文以我國(guó)華北某石化企業(yè)的反滲透脫鹽工藝為研究對(duì)象，研究反滲透脫鹽裝置在工程上的應(yīng)用情況。

2.1 工藝情況

企業(yè)有反滲透脫鹽裝置兩套，主要包括原水預(yù)處理、反滲透脫鹽及后處理等工序（見(jiàn)圖1），每套反滲透脫鹽裝置設(shè)計(jì)產(chǎn)水能力為500t/h。2016年10月前實(shí)際產(chǎn)水要求每套裝置達(dá)到350t/h即可，剩余產(chǎn)能為新建乙醇項(xiàng)目配套。裝置所用反滲透膜為美國(guó)海德能公司生產(chǎn)的ESPA2-4040卷式膜。

圖1 反滲透脫鹽工藝流程圖

該反滲透脫鹽工藝2014年5月建成，期間經(jīng)過(guò)調(diào)試，一直運(yùn)行穩(wěn)定，出水指標(biāo)滿(mǎn)足設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)要求。同時(shí)，兩套裝置（分別標(biāo)注為1#、2#）的產(chǎn)水能力相差不大。但自2016年11月開(kāi)始，該企業(yè)新上的乙醇項(xiàng)目建成投產(chǎn)，對(duì)于脫鹽水的需求增加了200t/h。因此，將每套反滲透脫鹽裝置產(chǎn)出水量標(biāo)準(zhǔn)提升到450t/h.，然而，增加產(chǎn)出水量后，兩套裝置發(fā)生了一些故障和問(wèn)題。

2.2 運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題及解決方案

由圖2可知，2016年10月之前，1#反滲透脫鹽裝置的產(chǎn)水率處于75%左右，產(chǎn)出水量能夠滿(mǎn)足350t/h的生產(chǎn)需求。而2016年11月以后，因新上乙醇項(xiàng)目投產(chǎn)，所需脫鹽水量增加。因此，對(duì)該反滲透脫鹽裝置加大了處理量。但是，此后幾個(gè)月平均產(chǎn)出水量普遍不足450t/h，且產(chǎn)水率顯著下降，處于65%左右。這可能與該石化企業(yè)所采用的原水來(lái)自水庫(kù)水，而企業(yè)所在區(qū)域?yàn)槲覈?guó)華北地區(qū)，11月份之后氣溫驟降，導(dǎo)致原水溫度較低（＜10℃）有關(guān)。

圖2 1#裝置不同時(shí)間段產(chǎn)水率和產(chǎn)水量變化情況

根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，反滲透脫鹽裝置原水最佳溫度在25℃左右。因此，在該裝置入口處增設(shè)換熱器1臺(tái)，以確保原水溫度可達(dá)到15℃以上，進(jìn)而確保產(chǎn)出水率和水量達(dá)標(biāo)。經(jīng)改造后，該裝置產(chǎn)出水量和水質(zhì)均有了顯著提高。

此外，在2016年11月前，裝置的處理水量提高，裝置的反滲透脫鹽率卻出現(xiàn)了下降趨勢(shì)，并隨處理水量的加大而越來(lái)越顯著。筆者對(duì)裝置的運(yùn)行記錄進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)在處理水量加大后，為做好殺菌工作，加大了氯的投加量。因此水中余氯含量在0.5mg/L左右。由于本裝置所用卷式膜對(duì)余氯的抗性差，因此影響了脫鹽率。為此，在反滲透脫鹽裝置前設(shè)置一活性炭過(guò)濾裝置以消除余氯，有效地提高了脫鹽率。

3 結(jié)論

在工業(yè)生產(chǎn)中，反滲透技術(shù)常被應(yīng)用于脫除水體中的鹽類(lèi)、有機(jī)物等雜質(zhì)，制取工業(yè)純水。華北某石化企業(yè)的反滲透脫鹽裝置針對(duì)運(yùn)行過(guò)程中水溫低的問(wèn)題，增設(shè)換熱設(shè)備，并設(shè)置活性炭過(guò)濾裝置以去除余氯，實(shí)現(xiàn)了脫鹽工藝的穩(wěn)定運(yùn)行，滿(mǎn)足生產(chǎn)需要。

[1] 周健，華倫.反滲透技術(shù)在清江石化除鹽水工藝中的應(yīng)用[J].淮陰工學(xué)院學(xué)報(bào)，2012，（1）：56-61.

Application of Reverse Osmosis Desalting Apparatus in Water Treatment

Zhao Yong-ji

This paper discusses the mechanism and influencing factors of reverse osmosis.The application of reverse osmosis desalination plant in a petrochemical enterprise in North China was studied，and the problems of production water and desalination rate were affected by low temperature and residual chlorine in the production process.Which is of great significance to the industrial application of reverse osmosis desalination plant.

reverse osmosis；desalination；water treatment

TQ085

B

1003–6490（2017）11–0240–01

2017–09–11

趙永吉（1987—），男，山西朔州人，助理工程師，主要從事水處理方面的工作。