神华包头煤制烯烃项目回用水装置反渗透系统运行风险和预防措施分析

融慧。焦；蠛中国石油和化工标准与质量第6期神华包头煤制烯烃项目回用水装置反渗透系统运行风险和预防措施分析李晗中国神华煤制油化工有限公司包头煤化工分公司内蒙古包头014010【摘要】本文通过对神华包头煤制烯烃项目回用水装置的反渗透系统进行全面研究，分析了反渗透系统在日常运行中可能遭遇的各种风险及其发生原因，并有针对性地提出了预防措施，为回用水装置反渗透系统的正常平稳运行提供了参考．【关键词】反渗透膜污染回收率化学清洗1．引言二十世纪后期以来，反渗透技术在水处理行业中迅速兴起，成为苦咸水处理、海水淡化、除盐水、纯水、高纯水等制备的最有效方法之一⋯。反渗透技术可有效地脱除原水中的无机离子、细菌、病毒、有机物及胶体等杂质，属于物理方法，在诸多方面具有传统的水处理方法所没有的优异特点，如能耗低、化学药剂消耗量少、系统操作简便、适应原水水质范围大、设备占地面积少、脱盐率高等¨。。在我国，反渗透技术已被广泛用于各类水的脱盐工艺中，目前纯水[程中使用的多为进口的低压聚酰胺复合膜¨1。反渗透设备的装配水平和工艺都已比较成熟和完善。回用水装置是神华包头煤制烯烃项目配套建设的公用工程设施，主要回收处理厂区内各股废水，经过装置处理合格后送到循环水装置作为补充水使用。回用水装置的反渗透系统负责基本脱除水中的可溶性盐份、胶体、有机物及微生物，采用世界先进水平的低压复合膜，膜元件直径8英寸，包括6套反渗透装置，每套的正常出力为230m3／h。设计回收率67％，脱盐率不低于97％。2．系统运行风险分析2．1化学结垢污染回用水装置的进水水质复杂，结垢性离子的含鼍较高，总硬度可达1087．4mg／L，钡离子和锶离子含量也分别达到1mg／L和5mg／L。经浓缩后，上述易结垢离子会很容易达到饱和溶解度，从而以晶体的形式从浓水中析出，覆盖在反渗透膜的表面造成结垢污染。发生结垢污染后，如果反渗透系统的进水压力和流量不变，产水量会明显下降。要保证合格的产水率(≥67％)，就必然要增加进水压力，增加动力消耗运行成本，并增加反渗透膜的运行负荷，影响膜的使用寿命。2．2生物污染回用水装置的进水中的有机物含量较高，CODcr可达46mg／L。经反渗透膜截留后留在浓水侧，浓度增加(可达到138mg／L)。为细菌、真菌等水中微生物的滋生创造了有利的条件。冬季时，包头地区气温很低。微生物的滋生会受到抑制。但在夏季，由于温度适宜，且反渗透浓水侧的有机物含量很高，微生物可能大量繁殖，造成反渗透膜的微生物污染。当反渗透膜发生生物污染时，膜表面被细菌尸体形成的有机黏泥堵塞。产水量下降．如果要使进水能够有效地穿过粘泥到达膜表面，保证回收率≥67％。就必须提高进水压力，增加能耗和运行成本，并增加反渗透膜的运行负荷，影响膜的使用寿命。2．3颗粒污染在水流通过水池、水罐和管线等设备时，可能携带一部分颗粒物，要阻止这些成分进入高压泵和反渗透系统，反渗透系统前的保安过滤器的作用是非常重要的。保安过滤器过滤精度5um，可有效去除来水中的颗粒物，保护反渗透膜。但如果操作使用不当或保安过滤器长时间使用后过滤能力下降，导致颗粒物通过保安过滤器，便会造成反渗透系统的颗粒污染。颗粒污染会堵塞反渗透膜，造成反渗透系统的产水量减少，若要保证回收率67％。就必须提高进水压力，增加能耗和运行成本。影响膜的使用寿命。当污染严重时，颗粒物甚至有可能将膜划破，造成严重的运行事故。3．预防措施3．1药剂搬咖控制3．1．1阻垢剂阻垢剂的主要作用是防止化学污染和胶体污染，能够使增加结垢性离子的饱和溶度积，使其达到饱和溶解度后仍不析出，并能够破坏已形成的晶体，有效防止反渗透膜表面的无机结垢。阻垢剂的投加量对于其药效非常重要，在反渗透系统的运行过程中，应根据具体的运行情况随时调整阻垢剂的投加量。阻垢剂价格昂贵，在运行中应注意控制投加量，以适量为原则，不要浪费药剂，造成运行成本的提高。3．1．2非氧化性杀菌剂非氧化性杀菌剂的作用是抑制反渗透系统中微生物的滋生，防止反渗透膜的生物污染。由于芳香聚酰胺复合膜不耐氧化，因此回用水装置的反渗透系统采用的是非氧化性杀菌剂。非氧化性杀菌剂的投加量是否恰当，直接决定着杀菌效果是否理想．应根据进水水质和取样分析的结果随时进行调节。此外，非氧化性杀菌剂价格昂贵，在运行中应注意控制投加量，以适量为原则，不要浪费药剂，造成运行成本的提高。3．2回收率控制回用水装置的设计回收率为67％。若回收率太高，浓水侧的水量减少，溶解盐和其它成分的浓度增加，会使结垢性离子进一步接近饱和溶解度，从而在反渗透膜表面结垢，同时也使易凝胶成分更易聚合，在膜表面形成胶体覆盖层，严重影响反渗透系统的运行。因此，在反渗透系统的运行过程中，应对系统回收率进行严格的控制，绝不能为得到更大量的产水而擅自关小浓水手动排放阀，调高回收率．3．3保安过滤