超滤装置的改进与优化

超滤装置的改进与优化

王志亮

（大唐甘肃发电有限公司八〇三热电厂甘肃省兰州市十六支局108信箱732850）

摘要：主要介绍了超滤膜的性能、过滤机理和膜污染原因，分析了超滤装置运行中存在的主要问题，提出了膜系统装置改进和运行程序的优化措施，提高了膜系统的安全性，可以为同类型装置的系统完善提供参考。

关键词：超滤装置；膜污染；改进与优化

1、基本概况

超滤处理装置因其出水水质好、

设备紧凑占地面积小、易于操作和维护、水利用率高等特点而多作为反渗透的前置处理技术。

某电厂超滤装置采用美国陶氏公司生产的SFP2880聚偏氟乙烯材料，膜内径＜0．8mm，孔

径25nm。超滤装置主要由6组自清洗过滤装置、1套运行加药装置、1套反洗装置、1套化学清洗装置组成。

膜装置额定操作压力0．2MPa，额定流量105m3/h，反洗水泵流量为100～160m3/h。主要配备仪表有

出水浊度仪、温度和压力表。

为了保证后续预脱盐系统不同季节的正常运行，超滤进口设置了混合式热交换器，系统流程见图1。

2、超滤膜的性能

超滤膜的性能评价指标包括纯水通水量、截留率和截留分子量、适用水质PH及允许使用温度、操作压力。

在实际使用中由于浓差极化的影响，膜的实际截留率要远小于厂家给予的值［1］。

进水温度对膜的通水量有显著的影响，一般水温升高1℃，透水速率约增加2%，但考虑到膜的使用寿命和外壳体的使用材料，超滤膜的长期使用温度不得超过40℃，否则可能导致膜性能的裂化和膜寿命缩短［1］。

在操作压力的选择上，除以膜及外壳耐压强度为依据外，还要考虑膜的压密性和耐污染能力。应尽量在较低的压力下运行膜组件，以利于长期膜通量的保持，运行压力通常选择不超过0.2MPa。超滤膜能够截留溶质的原因主要是吸附、架桥和筛分，其中筛分为关键原因。

随着透过水的增加，水中的微粒、胶体和溶质大分子通过物理吸附、化学作用或机械截留在膜表面或膜孔内吸附、沉积造成膜孔堵塞，造成膜污染。

因此超滤运行一段时间需要对其进行清洗，以恢复膜性能。膜的清洗包括水清洗和化学清洗，化学清洗通常有盐酸清洗、次氯酸钠和氢氧化钠复合清洗交替进行［2］。

图1超滤系统流程

3、工业水加热器概况

该厂采用的工业水加热器是管式换热器，抽气和水不相接触，水走水管里边，气走水管外边，汽水通过金属管换热。抽气管入口接有电动温控调节阀，调节阀前后各接一个手动门，电动温控调节阀是根据超滤进水母管温度实现自动控制的，设定温度后PLC会根据温度自动调节温控调节阀的开度，调整超滤入口母管的温度。超滤入口母管温度与超滤系统连锁，当温度高于25℃时，超滤系统自动连锁停机。

4.系统存在的问题

4.1自清洗过滤器易于污堵

超滤运行一段时间后，超滤进水压力和流量波动大，检查发现自清洗过滤器清洗后差压仍然较大，清洗动作频繁，造成了超滤进口流量和压力的波动。事后将过滤器不锈钢过滤碟片拆卸检查，发现内部污物较多，主要为进水中残留的细小絮状矾花、输送管内的杂物和腐蚀产物等。

原水是地表水，水库内水通过沉淀池混凝、沉降后，直接进入化学工业消防水箱，经化学水泵提升至超滤装置自清洗过滤器进口，水源输送管道为碳钢管。

尽管沉淀池出水浊度日常情况下满足要求，但夏季6、7、8月份来水浊度超标，最大浊度达到300NTU左右，悬浮物随水流进入水箱，吸附在不锈钢过滤碟片上，造成自清洗过滤器的污堵并持续不断的进行无效反洗，从而影响系统的出力。

4.2原水加热时，系统易超温超滤装置进水温度需加热时，从运行转换到反洗过程中，蒸汽进口门不能自动关闭，根据温度调节，反应相对滞后。即使阀门关闭，管道内的余汽仍然可以将超滤膜进口的水温加热到50℃

左右，况且蒸汽入口门又不严。蒸汽门关闭与清洗泵停运同时动作时，超滤膜进口的温度可达到65℃，组件压力达到0．3MPa，超出膜组件运行参数，易造成膜组件损坏。

5、处理措施

5.1针对自清洗过滤器进出水压差大的问题，在夏季的时候工业水来水浊度超标时将来水经过老厂的澄清器、然后经过无阀滤池，最后再经过水泵送至新厂的工业消防水箱，这样极大地降低了工业水来水浊度。

5.2针对工业水加热器调整存在滞后的问题，根据原水来水冬季水温达不到进水温度的要求，而使用工业水加热器又不容易控制温度，因此建议在超滤前面增加缓冲装置如中间水箱等。这样可以保证水温平稳，彻底解决因水温过高造成的设备损坏。根据我厂的实际情况；冬季将工业消防水箱一个水箱作为缓冲装置（如：将A工业消防水箱作为缓冲水箱）。那么四0四来工业水首先进入工业水加热器然后送至A工业消防水箱-----超滤给水泵----自清洗过滤器-----超滤水箱。考虑到工业水也从工业消防水箱引接的，并且作为厂区部分转机、制氢站冷却水，如果两个水箱同时加热会造成工业冷却水温度高，造成水源的浪费，建议将另一个水箱（2000t）专门用作工业水泵和消防水水源。夏季时间按现阶段运行方式正常运行。改造图如下：

按照设计，1、将在工业水进入工业水箱甲管或乙管电动门后接一路工业水管与原生水加热器入口对接。2、原:超滤给水泵出口进入工业水加热器入口管,更改至超滤给水泵出口与超滤入口母管对接。3、原工业水加热器出口与A工业水箱入口管对接。这样，冬季时水质稳定，可以只用工业水加热器加热A工业消防水箱的进水，用于超滤系统与反渗透系统用水；B工业消防水箱的水（低温水）用于消防水泵和工业水泵的用水。事故情况下可以两个水箱都供消防水泵用水。

2、结语

通过此次运行方式的调整和工业水加热器的改造后彻底解决了超滤系统进水母管因加热器调整滞后造成的超温问题。减少了系统的隐患，提高了超滤膜系统运行的安全性和稳定性。

参考文献：

［1］周柏青．全膜水处理技术［M］．北京:中国电力出版社，

2006．

［2］美国陶氏化学FilmTec产品与技术手册[S].

［3］陈艳艳，林冬明，王军胜，等.国电赤峰煤化工废水处理系统现状与改进措施［J］.电力科技与环保，2014，30(2):34－36．

［4］钮荣.电厂锅炉补给水系统中反渗透装置清洗的探讨［J］.电力科技与环保，2013，29(5):20－21．