浅谈二级R0的运行控制_方立

第八届长三角电机、电力科技分论坛论文集2011年一l月上海浅谈二级RO的运行控制方立王瘩(华能上海石洞口第二电厂)摘要:通过对二期化学补给水全膜处理方式的观察,理论与实际工况相结合,对二级0R加碱控制过程进行了系统分析,从而得出较为理想的加药方案,为今后二级反渗透加药系统操作提供了一定的经验参考.超沱组作超沱水箱化学水泵加热器姐垢列l翻C10一级加升压泵超游水泵一级匆组作服aH一级助水箱一绍洲)水泵二级即组件娜、料除盐水铭劝I组作·劝I保安过沱器预脱盐水馆补给水系统流程图图(1)一、概述图(1)为华能上海石洞口第二电厂二期化学车间内补给水系统,由主要由超滤(UF)、反渗透(RO)、电除盐(EDI)三部分组成。出于对经济性和减少再生废液排放利于环保的考虑,同时也为了节省空间,本水处理系统摒弃了补给水除盐过程中阳/阴/混离子交换器的传统工艺。采用了全膜工艺,其核心除盐工艺为双级反渗透(RO)+电除盐(EDI)。反渗透(RO)是一种十分有效的膜分离单元操作,除了除盐,还可除去水中的微粒、有机物质、胶体物质,双级RO的设计保证了EDI的进水水质要求。二、加药控制原理及分析综合反渗透膜特性:RO对溶解性的盐等无机分子和分子量大于100?的有机物有高效截留作用,而不能脱除溶解性的气体。进水在不同的pH环境下COZ、HCO3一和C032一之间存在动态的平衡,因为RO产水中的CO:含量与RO进水中CO:的含量基本相同,而经过RO膜处理后,产水中HCO3一和CO32一常常会减少1一2个数量级,这样就会打破了水中c02、Hc03一和C032-之间的平衡。C02将与HZO结合发生如下反应式(1)平衡向右转移,直到建立新的平衡。COZ+HZO=H++HCO3一反应式(1)如果进水中含有COZ,则RO的产水PH值就总会降低,对于大多数RO系统反渗透产水的PH值将有1一2个PH值的下降,当进水碱度和HCO3一高时,产水的PH值下降就更大。这也就是RO运行过程中发现其产水PH略低于进水的原因。本厂一级RO进口PH在&3一8.8范围内,其淡水PH约为6.3一6.8,呈弱酸性。从图(2)可知,COZ、HCO3一和CO32一的相对含量随PH值的变化而变化。并得出以下结论:PH<.43时,水中只有COZ一种,不存HC03一和CO32一;在PH>8.3时,水中不存在C02,只有HCO3一和CO32一;当PH=.83时,水中HCO3一含量最多,几近10%。由于经过一级RO膜处理后,二级RO进水PH约为.63一.68呈弱酸性,PH在.43一&3的范围内,根据曲线可得知,二级RO进水碳酸盐浅谈二级RO的运行控制主要以COZ,“CO3一形式存在。COZco了-HCO,PH8.3101112水中碳酸化合物形态和PH的关系图(2)而长期以来,RO对去除水中含有的游离COZ还是无能为力。所以在制水过程中必须把C02转化成能被反渗透(RO)去除的形态,发挥其高效的脱盐能力,减轻后续水处理工艺的负荷。与传统的去除COZ脱碳工艺不同,设计方也没有选用当下效果较好但投资成本过大的脱气膜,而是运用了在反渗透系统前添加Na0H溶液的方式。目的就是为了把水中的C02转化成碳酸氢盐和碳酸盐,由于反应式(l)是可逆的,当提高PH值时,【OH一]增加时,反应式(l)向右进行,结合图(2),当水的PH值大于.83时,水中的COZ将全部转化为HC03一和C伪2一,这样就能通过反渗透系统全部去除,间接实现了去除COZ的目的。之所以不在一级RO进口处加碱去除COZ,是因为其进水中含大量的ca+ZMg+2,在高PH的环境下容易产生结垢的现象。而二级RO进水是一级RO的产水,含盐量较低,即使添加了碱液,对二级反渗透的脱盐能力的影响也是微乎其微,所以二级反渗透一般不会有结垢的隐患。表1几种工况电导率和Na`对比条件二级RO进二级RO淡水电导率二级RO淡水N+aEDI淡水电导率EDI产水Na+水PHA/B(”Szem)A/B(PPb)A/B(林S/cm)A/B(PPb)未加碱6一72.5/2.326312730一08810.0904.5714一41加碱I8.31.3/0.7102/1070.061/0.0651.90/2.33加碱118一50一9/0一753/500.05910.0631.7512.03加碱m8.81.5/1.4901940.067/0.0701.8512.38加碱W9.52.511.9198/2100.07810.0843.9813.73为了得到最佳的除碳和制水效果,通过递增式的加碱调节试验进行验证,得到表(l)数据,实验数据表明:二级RO进口投加碱的情况下水质更好一些,由此可见去除水中的游离的COZ对改善二级RO出水水质有一定帮助。当二级RO进口PH值维持在8.3左右,其对应的二级RO淡水电导率