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1、反渗透工艺在锅炉给水处理中的应用上海煤气2005年第5期.35.反渗透工艺在锅炉给水处理中的应用上海吴淞煤气制气有限公司许亮摘要:反渗透技术具有工艺简单,操作方便,易于自动控制,能耗小,无污染,运行成本低等优点,文章介绍了该工艺在水处理中的应用以及对其进行的改进.关键词:反渗透离子交换锅炉给水1概况我公司原锅炉给水,采用常规的离子交换器制取.通常情况下以自来水作为原水,当自来水的总含盐量>400mg/L(氯根计,>100mg/L)时,调用深井水作为原水.正常情况下能满足生产需求,但是近年来海水倒灌现象日趋加剧,2001年本地区竞有l1个月遭受不同程度的咸潮影响,致使深井水用量不仅大
2、大超过考核量,而且深井的回灌任务无法完成;同时按规定,回灌的自来水量必须是深井水用量的1.7倍,因此深井水用量的增加直接导致锅炉给水处理成本大幅度提高.为此,2002年公司投建了一套50m/h反渗透系统,对自来水进行预脱盐,反渗透的出水再进离子交换器进行处理.系统投运以后,为了使系统更稳定,更经济地运行,我们进行了探索和改进.2反渗透工艺2.1反渗透原理与流程反渗透是应用半渗透膜的自然效应,半渗透膜的特性是只能透过水分子,不能透过水里的盐分.自然状态下水分子会由稀的一侧向浓的一侧渗透过去,直至双方达到一个平衡点为止.如在浓侧加压,当压力大于渗透压力时,水分子由浓侧流向稀侧,这种现象称为反渗透现
3、象.反渗透系统是利用此效应发展成的一种高效除盐装置,在产水端制造出纯度极高的纯水.其流程见图l.图l反渗透的工艺流程2.2工艺说明自来水经无阀滤池过滤后进原水箱,通过原水增压装置送入机械过滤器,机械过滤器除去水中机械杂质,悬浮物及部分有机物.在原水增压装置与机械过滤器之间设置了絮凝剂,杀菌剂计量泵.它们将一定浓度的絮凝剂,杀菌剂注入管道,在管道内与原水混合反应后,进入机械过滤器,以提高机械过滤器的效果及抑制细菌,微生物等的生长.机械过滤器的出水进入活性炭过滤器.在机械过滤器与活性炭过滤器之间设置了亚硫酸氢钠fNaI-ISO3)计量泵.将一定浓度的NaHSO3注入管道,在管道内与水混合反应后进入
4、活性炭过滤器,延长活性炭使用寿命.活性炭过滤器吸附水中的有机物和余氯,并确保活性炭过滤器出水余氯<0.1mg/L.活性炭出水由高压泵送入反渗透装置.反渗透装置能连续除去水中95%97%的无机盐和绝大多数的溶解性有机物,胶体,细菌.反渗透装置的出水进入中间水箱,再由清水泵1www.sh?gas.COlllI上海煤气2005年第5期.36.送入原离子交换器.由于原水中95%以上的盐份已在反渗透装置中被去除,因此离子交换器的产水周期比原先提高10倍以上,可节约90%以上的酸碱用量.离子交换器的产水进入产品水箱,作为锅炉的给水.3反渗透工艺的探索和改进3.1进水温度的控制反渗透装置产水量与进水温
5、度有很大关系.水温降低,水的粘度随之增大,水通过反渗透膜的速率降低,一般水温每降低1,产水量约减少3%.由于我公司原水来自自来水,冬季水温在l5以下,反渗透装置的产水量就达不到原设计50IIl3/Il的要求,为此增加了一套热交换器预热原水.通常水温控制在25为最佳,水温过高会引起反渗透膜的水解,缩短膜的使用寿命.3.2确保机械过滤器反洗后正常运行机械过滤器中放置了3层滤料,上层是0.8一1.5nHn的无烟煤,中层是0.1.0mm石英砂,下层是大颗粒的石英砂.它主要去除原水中的悬浮物,颗粒,部分有机物等,保证出水的污染指数(SDI)<4.但在反渗透系统投运后发现,每次机械过滤器反洗后再次投
6、入使用时,出水的SDI总是>4,要运行3-4h之后才能恢复正常.长此以往,反渗透膜就会受到污染,膜的使用寿命将会缩短.通过实验了解了在机械过滤器里水的过滤过程,它可分为二个阶段:第一阶段是水中悬浮物,颗粒在通过滤料间隙时被阻留,吸附下来:第二阶段是被阻留,吸附下来的悬浮物在滤料表面形成一层薄膜,这层薄膜在过滤中起到了关键作用.因此我们在机械过滤器反洗后再次投入使用时,增加絮凝剂的投加量,使滤料表面尽快地形成一层薄膜,确保机械过滤器的出水SDI<4.3.3停止投加杀菌剂原水在进入机械过滤器之前通过杀菌剂计量泵加入次氯酸钠(NaC10)溶液,主要用于抑制细菌,微生物,藻类等生长,保证整
7、个系统不受污染.过量的NaC10通过加入NaHSO3还原,水中的余氯在经过活性碳过滤器时被活性碳吸附,确保反渗透膜不被氧化.由于我公司的反渗透系统是以自来水为原水,通过一段时间对自来水中余氯分析发现:自来水中余氯始终>0.3mg/L,完全能够抑制水中细菌,微生物,藻类等生长,因此决定停止投加杀菌剂.这样既可以节约杀菌剂的费用,减少NaHSO3投加量,又可以延长活性碳使用寿命.3.4保安过滤器的清洗保安过滤器主要是截留因机械过滤器未能去除的颗粒物,胶体,悬浮物等,它是反渗透装置前最后一道防线.保安过滤器的外壳采用不锈钢,内装5um滤芯31根.在正常情况下,滤芯可维持4个月左右的使用寿命,通
8、常压差大于0.07MPa时应当更换,更换一次需要6000元左右.为了节约费用,对滤芯上的沉淀物进行了分析得知:沉淀物的主要成份是颗粒,胶体,金属氧化物,有机物,水垢等物质.针对这些物质成份,我们研究出一套清洗的方法:首先把保安过滤器中的滤芯取出,用纯水(反渗透的出水)冲洗一下,放在2%盐酸溶液中浸泡24h后取出滤芯,用纯水再冲洗一下,再放在2%NaOH溶液中浸泡24h.等取出滤芯后,再用纯水冲洗干净,整个清洗结束.滤芯的流通量可恢复到原来的90%以上,可再一次使用.4制水成本比较我公司原离子交换系统的实际制水成本计算如下:全年的自来水用量279405m3,深井水用量238974m3,总用水量5
9、18379m3,产水474153,制水率90%.酸耗量510t/a,碱耗量645t/a,酸,碱单价625元/t,得出除盐水耗酸碱费1.52元/m3.阴,阳离子每年各更换5t,阴离子20000,阳离子8000元/t,则除盐水更换离子费0.30元/m3.深井泵耗电量35kWh,流量80m3,深井水耗电费0.22元/Tn3.得出:用自来水来制除盐水的成本:1www.shgas.eomI上海煤气2005年第5期.37.2+1.52+0.30=4.04元/ll1j.0.9用深井水来制除盐水的成本:11.72+1.52+0.30+0.22=5.82元/m3.0.950m3m反渗透系统,其自来水的回收率75
10、%以上,能耗60kWh,反渗透膜总计30万元,使用周期37a,药剂费0.40元/m,最新的自来水单价2元/hl3.如不计人工费和投资费,其制水成本:2+600.5+:Q:2丝.t-0.40:3.80元/m3.反渗透+离子交换工艺制除盐水的成本:3.8+4.04x(1.0.951=4.003.5结语与传统的水处理技术相比,反渗透技术具有工艺简单,操作方便,易于自动控制,能耗小,无污染,运行成本低等优点.当自来水的总含盐量大于400medL时,锅炉给水的除盐工序采用反渗透+离子交换工艺后,可以不再用深井水,大大降低了制水成本.并且离子交换器的产水周期比原先提高l0倍以上,可以减少工人的劳动强度,并
11、减少污染.(收稿日期:2005.05-25)AppIicationofReverseOsmosiSinBoiIerFeedWaterTreatmentShanghaiWusongManufacturedGasCo.,Ltd.XuLiangAbstract:Reverseosmosistechnologyhasmanyadvantages,suchassimplecrat,convenientoperation,eaSytoautocontrol,lowenergyconsumption,pollutionfree,lowoperationcost,etc.Applicationofthiscr
12、aftinwatertreatmentaswellastheimprovementwhichcarriedontoitarebothintroduced.KeyWords:reverseosmosisionexchangeboilerfeedwater(上接第7页)虽然根据某些公式计算的最小穿越长度在350m以上,实际较保险的最小穿越距离都在430m以上.大口径钢管定向穿越,距离越长越有成功的可能.要实现短距离的穿越,只有使管道穿越曲线趋向直线,并通过或减少钻机与回拖管线的标高差或减少回拖前后管线发送与就位管线的高差.同样,对于其他材质的管道穿越,也要充分考虑到管道材质的特性对于穿越曲线的影响
13、,不能机械地理解公式.4结论在天然气管网建设中,水平定向钻技术作为一项高精度,高效率,环保,安全的施工技术,将得到越来越广泛的运用,而上海地区燃气管线施工,由于施工区域狭窄,地下管线复杂,地质情况多变,施工经验不足等各类其他因素影响,对水平定向穿越技术的发展应用提出了新的课题,在今后的施工实践中需进一步加以研究及不断充实完善.(收稿日期:2005-06-06)ApplicationofHotizontaIDirectionDrIlIinginShortDistanceandBigInchPipeIineShanghaiNo.1GasPipelineCo.,LtdZhongHongguangAb
14、stract:ConstructionofhofizontaldirectiondrillingiSintroduced.WimtheproblemanalysisofthetechniqueSimplementationinsectorIXof”GaSfromWesttoEastProject”-ZhermanRoadhofizontaldirection,thereaSonofdefeat.gainsandlosses,areanalyzedinthisthesis.KeyWords:nonexcavationhorizontaldirectiondrillinggeologymudcauseofaccident1www.sh-gas.cornI
