活性炭_有机物污染的反渗透膜运行的探讨_谭飞熊

化工与环保活性炭、有机物污染的反渗透膜运行的探讨谭飞熊(中盐株洲化工集团公司动力厂,湖南株洲,412004)摘要中盐株洲化工集团公司动力厂反渗透装置的膜受到活性炭和有机物污染后,产水量急剧下降。通过认真分析和试验,查明了原因,采取了应对措施,保证了系统正常运行。关键词:活性炭反渗透膜有机物污染1生产概述中盐株洲化工集团公司动力厂无离子水站反渗透+混床装置是聚氯乙烯树脂和离子膜烧碱生产装置的配套工程,是交钥匙工程,于2006年11月8日建成投产,设计产水能力为80t/h。水源为工业水(河水经沉淀处理),反渗透膜组件采用一级二段式,排列方式为(6:3)×2,共有18只膜壳,膜元件为美国陶氏公司生产的聚酰胺复合膜BW30—400,共90支,设计产水能力为80t/h。主要水质指标如下:总硬度(以CaCO3计):≤2mg/L,pH值:6.0～7.5,电导率(25℃):≤5μs/cm,Cl-:≤5mg/L,SiO2:≤20μg/L,铁≤0.03mg/L。其工艺流程为:该装置投入运行时产水量和水质能达到设计值,运行参数如下:一段压力为1.2MPa,二段压力为1.15MPa,浓水压力为1.05MPa,产水量为2×40t/h,水回收率为75%,原水电导率为220～290μs/cm,产水电导率为3.5～5.6μs/cm,脱盐率98%。2反渗透膜受活性炭、有机物污染的状况该装置投入运行后生产正常,化学清洗周期为3个月,清洗后产水量能恢复到设计值。自2007年7月开始,清洗周期缩短,清洗周期从3个月缩短到1个月,9月进一步缩短到15天,而且产水量开始下降,维持在60～64t/h,即下降25%左右,化学清洗后产水量虽能恢复到设计值,但运行后每小时下降约1～2吨,直到产水量只有60t/h左右才稳定,同时一段压力上升到1.5MPa,一、二段压差上升到0.3～0.4MPa,二段与浓水压差无大的变化,维持在0.1MPa。10月产水量进一步下降,严重时下降50%,这种情况严重影响了聚氯乙烯树脂和离子膜烧碱的生产。针对系统的问题,我们于2007年9月打开一段膜壳发现第一支膜端面有活性炭颗粒且膜端面缝隙有明显变形;清洗过程中酸洗液无大的变化,但碱洗液极浑浊、呈黑褐色至土黄色、有腥味;而且全自动净水器和细砂过滤器中积有藻泥,结合一、二段压差上升,我们初步判断膜受到活性炭和有机物污染。47第4期活性炭、有机物污染的反渗透膜运行的探讨活性炭和有机物主要污染一段,并导致产水量下降、成本上升,严重时会造成膜元件损坏报废。3活性炭漏入膜系统原因查定与分析2007年9月打开反渗透一、二段膜壳端盖,发现所有一段第一支膜端面有活性炭颗粒和滤芯碎片,且膜端面缝隙有明显变形,每支膜都有3～6条裂缝,大的裂缝已达5mm,而膜正常缝隙为1～2mm,而二段没有这种情况。活性炭是怎样漏入膜系统的,我们重点对保安过滤器和活性炭床进行排查和分析。3.1保安过滤器的检查与分析保安过滤器内部结构为:滤芯以塑料短节与底板相连,没有骨架;三支滤芯由一根8不锈钢棒固定,滤芯材质为PP棉,也没有骨架。这种结构不合理,容易发生滤芯折断、不锈钢棒上的丝扣滑扣和塑料短节冲出等故障,造成保安过滤器失效,活性炭过滤器出水直接进入膜系统。2007年3月更换滤芯时发现滤芯有折断现象,因设备刚运行没经验,未引起注意;6月更换滤芯时,就有部分不锈钢棒上的丝扣滑扣;9月开膜壳前,又对其进行了检查,发现底部有少量的活性炭颗粒。因此可以确定保安过滤器结构上的缺陷是导致活性炭漏入膜系统原因之一。3.2双室双流活性炭过滤器的检查与分析因场地限制,活性炭过滤器选用由两个单流过滤器上下叠加在一起的双室双流过滤器,其上室出水管用法兰连接并从下室通过,这种结构在上室出水管法兰垫坏时,容易使活性炭直接进入保安过滤器。上、下室的出水装置为水帽,如水帽损坏同样会使活性炭直接进入保安过滤器。2007年5月更换活性炭时,双室双流活性炭过滤器是完好的,9月对其内部进行检查,发现内部多处法兰被冲坏,主要是设备制作时法兰不平,每对法兰都是歪的而造成的;而出水水帽没有损坏。这样活性炭通过泄漏点进入保安过滤器的时间长达4个月。因此可以确定双室双流活性炭过滤器内部缺陷是导致活性炭漏入膜系统的重要原因。4有机物来源分析为摸清膜受有机物污染的主要因素,我们进行了如下查定与分析。(1)清洗过程中我们对清洗液进行观察分析,酸洗液pH值和颜色无大的变化,但碱洗液pH值变化大、浑浊、呈黑褐色至土黄色、有腥味,而且需要洗5次以上才变干净,可以判断膜污染类型为有机物污染。把土黄色碱洗液手捏略粘,晾干后手搓成粉,与PAC(聚合氯化铝)相同,证明PAC加入量过大,对膜造成了污染。(2)在9月打开一段膜壳端盖时,发现内壁死角有少量土黄色黏状物或绿色物质。也证明膜壳内存在PAC和有机物。(3