内压式超滤在受污染水源中的应用_张红

64水工业市场2010年第10期COMMUNION经验交流一、电厂概况上海漕泾热电有限责任公司位于上海西南杭州湾北岸的化学工业区内，装备两套300MW燃气蒸汽轮机联合循环热电机组，除正常发电外，另向化学工业区用户提供高中低压蒸汽和除盐水。水源为化学工业区水厂提供的工业水（龙泉港地表水），经过混凝沉淀处理的工业水部分水质指标见表1。预脱盐系统流程见图1。超滤作为反渗透的预处理，较之于多介质过滤，能有效的去除悬浮物，如细菌、胶体等,确保反渗透的进水SDI15<3，为反渗透系统的长期稳定运行提供有力的保障；且超滤具有占地面积小、操作简单、易于扩容等优点。对于经过一定预处理后的不同原水，内压式超滤膜通量设计范围参见表2。热电预脱盐系统的超滤共设置4套能够独立运行的超滤装置，每套产水量为335m3/h（20℃），总产水量为1340m3/h，设计超滤水的回收率≥90%。本项目采用荷兰诺芮特公司的标准8英寸XIGAS-225FSFC内压式全流过滤超滤膜组件，该超滤膜平均孔径为25nm。二、超滤装置的运行情况漕泾热电UF1单元和UF2单元于2004年10月调试运行，至今运行已经超过4年；UF3单元和UF4单元于2005年12月调试运行，至今运行已经超过3年。整套超滤系统至2009年2月28日时净产水量已经达到1580多万立方米。本文选取UF1和UF3膜装置的运行数据进行分析。超滤产水SDI检测点位于反渗透升压泵之后，超滤产水每月平均SDI在1.14至2.97之间，一直保持在3.0以下，完全满足反渗透进水要求。SDI曲线见图2。生水和超滤产水的平均TOC见图3。生水TOC在7.66mg/L至5.25mg/L之间，而超滤产水TOC在7.02mg/L至4.81mg/L之间，对TOC平均去除率为10.2%，表明内压式超滤在受污染水源中的应用文/张红1蔡冠萍2张逸明3高顺明3（1上海漕泾热电有限责任公司；2华东电力设计院；3诺芮特净化系统（上海）有限公司）摘要：上海漕泾热电有限责任公司锅炉补给水系统中，采用内压式中空纤维超滤膜系统作为反渗透预处理工艺。该超滤系统净产水量已经超过1580万立方米。本文介绍了超滤系统运行参数和产水水质，总结了运行过程中膜污染问题及解决过程，并在此基础上对超滤系统的设计提出建议。关键词：化学水处理反渗透预处理内压式超滤膜污染化学清洗序号名称单位含量1pH（25℃）6.5～8.52CODCrmg/L303TOCmg/L7.04浊度NTU3.05固体悬浮物mg/L20.06二氧化硅mg/L6.07总硬度（以CaCO3计）mg/L250.08碱度（以CaCO3计）mg/L225.09铁离子mg/L0.210锰离子mg/L0.5表1经过预处理的龙泉港地表水部分水质指标图165水工业市场2010年第10期超滤对小分子有机物的去除效果不高。图4和图5分别显示了UF1和UF3运行的通量（Flux）、跨膜压差（TMP）和水温（T）在选取时段内的变化情况。该超滤系统设计给水温度为20℃，但是2007年1月10日前超滤系统前的热交换器没有投入运行，进入超滤设备的生水温度变化较大，特别是在2005年和2006年冬季，最低温度均在10℃以下，如2005年12月25日，水温仅有5.0℃。低温使得水透过超滤膜压力增加，同时也使化学增强反洗时药剂的活性降低，给超滤系统的正常运行带来较大影响，2005年和2006年两次低温时UF1和UF3单元Flux明显下降和TMP明显升高的情况一部分原因就是低温引起的。从图4可知在2005年5月至9月期间，水温基本维持在25℃-32℃的范围内，Flux基本保持90Lmh，但是当秋季和冬季水温逐渐降低后，Flux下降幅度较大，TMP上升较快，膜污染比较严重，但是由于当时没有找到导致污染的真正原因，也没有采取有效措施，下半年Flux从80Lmh以上衰减至50Lmh以下，UF1的这种不稳定的运行状况在2007年4月未进行化学清洗前一直没有改善。图5显示2006年4月至11月期间，水温基本维持在20℃～32℃的范围内，Flux基本保持90Lmh，但是冬季水温逐渐降低后，UF3单元遇到了和UF1单元类似的问题，UF3的运行状况在2007年4月未进行化学清洗前也是不稳定。三、膜污染及清洗措施超滤装置运行一段时间后，均会产生一定程度的膜污染。膜污染后会造成产水量下降或跨膜压差升高，如果污染严重易造成断丝率增加，产水水质下降。超滤系统运行中，操作人员应密切注意产水量和跨膜压差等指标，如发现污堵，需及时清洗，避免将可逆污染变成不可逆污染。内压式超滤膜采用与反渗透膜清洗类似的错流循环方式。清洗液压力一般控制在1bar以下，清洗液温度控制在30～35℃之间。一般重金属结垢选用盐酸、柠檬酸、草酸等酸性清洗液，微生物类和有机污染选用次氯酸钠和氢氧