反渗透制水系统节能降耗措施1、概述基于膜分离的反渗透(Reverse Osmosis简称R0)水处理是当代比较先 进的水处理脱盐技术该技术以其拥有的自动化,操作简便,高效率 脱盐,设备紧凑,可实现单台设备的连续制水和产水量大等众多优势 而备受推崇更由于其水质净化过程属物理过程,正常运行工况下无 废酸碱排放而有着比较环保的美誉因而被广泛应用于电力、电子和 咸水淡化等领域近年来以反渗透为预脱盐,以混床为精处理的锅炉补给水制水系统被 众多热电企业所采用,并经过不断的改进和完善而更趋成熟,极大地 提高了水处理工艺的自动化程度和运行水平但在实际运行过程中也 暴露出这种组合的制水流程存在水耗大、能耗高、维持运行的药剂种 类多等问题2、 Ro+混床水处理工艺主要运行成本构成构成RO+混床水处理工艺的运行成本主要由各装置的水耗、电耗和药 剂消耗构成(在此不计设备维护费用)而其中维持反渗透装置正常运 行的水、电、材耗占据较大比重在一级保安过滤器之前,预处理段 各装置的反洗排水也是构成水耗的主要部分因此在制水流程设计时 就应从这些方面人手寻求最佳节能降耗的配置方案3、 节水措施水耗是构成RO+混床制水系统运行成本的主要部分。
他们由多介质、活性碳过滤器的反洗水耗,超滤装置的定时反洗或浓水排放水耗,一 级RO的浓水和启停冲洗排放,以及混床再生水耗等构成制水流程内 若配置了二级R0,其浓水水质一般优于原水水质,可回收重复利用, 故可视为零水耗1) 设置综合沉淀集水池:收集多介质、活性碳过滤器的反洗水, 并使回收水进入系统人口或原水箱循环利用2) —级RO浓水的综合利用:由于浓水排放量较大($25%),反渗 透制水系统在设计时一般会考虑浓水利用但一般仅作为生活、生产 上的辅助(冷却、冲灰、冲厕等)用水作为经过层层过滤基本去除了 水中悬浮物、胶体等杂质,而仅仅是盐份含量高的净水,还可用于多 介质、活性碳过滤器的反洗用水3) 一级RO浓水采用弱型阴阳离子交换树脂处理:利用强型阴阳离 子交换床的再生废液进行弱床的同时再生,可节省再生酸碱用量和再 生水、电耗经处理的浓水可回收进多介质或活性碳入口,进系统循 环(以脱除富余的硅酸化合物)若经处理的浓水含硅量不大可直接注 入超滤水箱循环利用4、节能措施 维持反渗透系统正常运行的能耗主要有各水泵和控制系统的电能消 耗构成在北方地区,冬季水的加热也是能耗的一项主要因素此外 系统自动控制所需压缩空气的能耗也是节能降耗不能忽视的一个环 节。
1) 冬季采用凝汽机循环水加热系统进水:(2) 节电措施:采用变频调节、根据系统管路特性选取合适水泵、采用自动控制的压缩空气采用集中供气方式5、降低药剂消耗措施维持R0+混床制水系统正常运行的药剂种类较多其中有预处理所加 的混凝、杀菌剂,去除余氯的还原剂(亚硫酸盐),调节R0进水PH值的 酸或碱,维持R0正常运行的阻垢剂和混床再生用酸、碱等降低药剂 消耗措施必需根据实际水质情况和设备配置情况进行设计1) 合理使用混凝、杀菌剂 絮凝剂以去除水中悬浮物、胶体等杂质但药剂本身或药剂中所含杂 质的掺人会使水中带入对RO膜及混床产水有害的物质,应根据水质实 际情况添加否则非但改善不了水质,相反会损你0膜件,增加运行 成本对于原水使用自来水的系统,可视水质情况不加或少加混凝、 杀菌剂以减少药剂消耗2) 预处理段设置有多介质和活性碳床的制水系统可不加还原剂 水中杀菌剂的活性余氯具有较强的氧化性,会损坏R0膜故R0系统进 水余氯要求W0. lmg/L对于原水使用地表水的制水系统,一般在 预处理段设置有多介质或活性碳床在多介质过滤器上层一般装填无 烟煤,与活性碳过滤器中的活性碳主要起到三方面作用:一是吸附水 中部分有机物,吸附率约为60% ;二是吸附水中余氯;三是当担过 滤介质的作用。
活性碳脱除余氯并非仅靠单纯的吸附,而是在其表面 发生催化反应所以活性碳对余氯不存在吸附饱和的问题,只是损失 碳而己对于设置有多介质和活性碳床预处理的系统,余氯可以控制 在要求范围之内而无需添加还原剂此外,由于活性碳对有机物和胶 体的吸附特性,会有效延缓后续超滤装置的压差形成,从而减少保安 滤芯的消耗3) 适当控制反渗透系统进水的PH值,减少酸碱用量 为维持反渗透膜的使用寿命,必需保持进水在一定的酸碱度范围,以 免膜材的水解或氧化此外水中的结垢性成分也要求一定的PH条件才 可避免在反渗透膜面沉积对于聚酰胺(PA)膜,要求进水PH在4〜11 对于醋酸纤维素(CA)膜,要求进水PH在5〜6故一般反渗透水处理系 统要求PH在弱酸性范围但PH调节引入了电解质会增加反渗透产水电 导,从而影响混床制水周期是否加酸调节或加入量多少,应根据实 际水质情况进行试验确定由于反渗透对⑴仁体的透过率几近100%,而HC03-的透过率随PH值2的升高而降低也有加NaOH进行PH调节,使水中的CO与碱反应生成 NaHCO,而达到脱除的目的此法应根据水质情况、实际脱碳效果和 由于引入Na而对产水水质的影响进行综合评定再决定是否添加。
4) 合理使用阻垢剂RO阻垢剂是一种多效分散剂由于其价格昂贵,是构成反渗透系统药 剂成本的主要部分目前使用较多的是含聚丙烯酸脂或有机磷酸盐为 主要成分的混合型阻垢剂应选用可提高饱和临界值(LSI值可达2.5) 的阻垢剂可使绝大部分原水不加酸处理,对小部分原水也可减少酸 的投加,从而降低反渗透药剂消耗5) 高含盐量原水采用两级反渗透处理反渗透装置具有98%的高脱盐特性对于电导大于1000us / cm的水 质,反渗透就显示出其经济性上的优势两级反渗透系统的理想脱盐 率可达99.96% ,且因二级反渗透基本上无水耗,可不加任何药剂 并可大大延长混床的制水周期,因此,高含盐量原水适合采用两级反 渗透预脱盐。