反渗透水处理系统污染分析及对策

反渗透水处理系统污染分析及对策
赵江平
(河北金牛能源股份有限公司矸石热电厂,河北邢台 054026)
指路器
摘 要:分析了反渗透污染的种类及其特点,形成过程及危害,提出了控制与预防各种污染的具体措施。
关键词:反渗透膜元件;污染;控制;保养性清洗
恒功率直流电源中图分类号:TK22  文献标识码:B  文章编号:1007-1083(2006)06-0019-03 Analysis on pollution of reverse osmosis water treatment system and its measures
ZH AO Jiang-ping
  反渗透膜元件污染大体上可分为三类:颗粒或胶体堵塞污染、化学污染和微生物污染。在反渗透水处理系统运行过程中,由于误操作或原水预处理环节不完善,上述三种污染都有可能发生。一般认为,进入反渗透前给水污染指数(S DI)具有包容微颗粒污染的综合特征,所以,无论是地表水或地下水,只要S DI合格,反渗透水处理系统长期运行就有了可靠保证,然而,由于微生物污染的特殊性,事实并非如此,近年来反渗透膜元件发生微生物污染的事例时有发生。
反渗透膜元件遭受污染后会引起运行压力增高、压差增大,产水率下降,严重时会造成部分膜元件丧失制水功能,甚至造成部分或所有膜元件报废,造成巨大经济损失,危害非常严重。因此必须采取综合措施,设计上把好关;运行上严细管理、严格执行水质定期检测;正常维护保养性清洗应每年进行一次。保证反渗透制水系统安全可靠运行。
1 反渗透膜元件颗粒或胶体堵塞污染
反渗透膜元件颗粒或胶体堵塞污染发生的主要原因是预处理环节的缺陷,多数情况下是机械过滤器出水达不到要求,而保安过滤器没有考虑两级过滤。运行管理上,机械过滤器反洗周期不合理;保安过滤器滤芯更换周期不合理;不定期检测保安过滤进水S DI,或检测S DI不合格而不采取措施坚持运行,都会在较短的时间内引起运行压力增高、压差增大,产水率下降的现象,如果不及时采取措施,因压差过高会造成半透膜破裂,产水电导率急剧升高,使制水系统瘫痪。打开进水侧压力容器端盖,会发现反渗透膜元件进水端糊了一层机械杂质。
反渗透膜元件颗粒污染,均发生在Ⅰ段进水侧膜元件的进水端,Ⅱ膜元件一般不会受到颗粒污染,反渗透膜元件一旦受到颗粒污染,很难通过清洗恢复其功能。堵塞严重时只能更换膜元件。
防止膜元件颗粒污染,首先把好设计关。根据水质原始资料,对预处理工艺进行充分论证,确定最佳工艺。地表水因含悬浮物、藻类较多,预处理工艺可选用多介质机械过滤器后加两级保安过滤器。其
次加强运行管理,严格执行水质定期检测制度,积累运行经验,根据水质情况确定机械过滤器反洗最佳周期和保安过滤器滤芯更换最佳周期。一般情况下对于地下水机械过滤器反洗最佳周期每2周反洗1次;保安过滤器滤芯更换每3个月更换1次。可达到良好效果。另外,必须对反渗透系统试运调试阶段引起足够的重视;试运调试阶段系统管路比较脏,必须保证预处理(S DI)合格后,才能投入反渗透系统,往往因为预处理不过关,因急着用水而盲目投运,会造成严重后果。因此试运调试前必须审批严密的调试措施,认真实施。多介质机械过滤器滤料的盐酸、液碱处理必不可少;管路系统必须彻底清洗。为确保安全,新系统运行1个月后应更换1次保安过滤器滤芯。
2 反渗透系统化学污染
反渗透系统化学污染主要是膜元件内沉积碳酸盐垢、因水中Fe3+、Sr2+、Ba2+含量超标引起膜元
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件中毒。原水中Sr2+、Ba2+含量超标引起膜元件中毒已经被人们所认识,一般在设计之初已经被排除,常见的化学污染是膜元件内沉积碳酸盐垢,多数情况下是误操作,阻垢剂加药系统不完善,运行过程中阻垢剂加药中断等。若没有及时发现,在几天的时间内就会出现运行压力增高、压差增大,产
水率下降的现象,若所选用的阻垢剂与水质不匹配或加药量不足也会发生膜元件内结垢的现象,较轻的膜元件内结垢可通过化学清洗恢复其功能,严重时也会造成部分污染严重的膜元件报废。
发生膜元件内钙盐沉积现象,Ⅱ段膜元件比Ⅰ段膜元件严重,压力容器的出水侧比进水侧严重。
防止膜元件内结垢,首先选好适合系统水源水质的反渗透阻垢剂,一般是通过专门计算机软件进行筛选,并核定理论加药量。然后进行小型实验进行确认,并确定最佳加药量。其次加强对加药洗系统的监控,认真标定计量泵的加药量,密切关注运行参数的细微变化,发现异常及时查原因。对反渗透系统维护性清洗应每年进行1次。另外水中Fe3+对膜元件的危害应引起重视,水中Fe3+含量高的原因多数是管路系统带来,因此,系统管路包括水源管路尽可能采用钢衬塑管路,以减少Fe3+含量。
3 反渗透给水中的微生物污染
微生物包括细菌、藻类、真菌及其芽孢、孢子和病毒。细菌颗粒很小,一般为1~3μm,病毒则更小,约为0101~012μm,藻类、真菌比细菌大很多,而细菌的数量通常很大,一滴水多时可含有几千万个,极少时一滴水中也会含有几个、几十个。地表水含微生物较多,近年来在地下水中也常发现细菌繁衍的事例。微生物可视为胶体,带有负电荷,通过凝聚、过滤可除去大部分,但彻底除去则十分困难。尽管采用氧化消毒等手段,仍会有少数存在,甚至以孢子的形式暂时隐蔽起来。即使采取精密过滤、超滤,有时也是不尽人意的。
311 反渗透膜元件的微生物污染的特点
(1)给水S DI≤3时仍然可以在膜表面出现大量粘泥状生物膜,它主要取决于水中细菌的繁殖状况和水通量的大小。
(2)微生物污染发展迅速,一旦膜上出现细菌落,特别是在出现浓差极化的情况下,将会在1~2个月内,甚至数天就会生成粘泥膜,出现过高的给水压降,为保持反渗透产水量,高压泵的运行压力就必须提高,增大电耗。
(3)反渗透粘泥不溶于酸和碱,几乎不受水流剪切力的影响,即使频繁冲洗也不易被冲掉,消毒杀菌也难于将其彻底清除。
312 反渗透微生物的检测
耐高温盘根
引起膜元件微生物污染的因素是原水中含有微生物,但零星的微生物未形成细菌落,并不构成微生物污染,微生物粘泥的预测有以下方法。
(1)测定原水、预处理各环节给水、产品水、浓水的细菌总数,(T BC),若发现浓水中的T BC明显增加,则膜元件上可能有微生物粘泥形成。
(2)测定反渗透给水有机物总量T OC(总有机碳),膜元件厂家提示控制T OC<2mg/L,在此范围内运行,不会发生膜元件微生物污堵。
(3)定期检查反渗透系统的保安过滤器滤芯、给水管道、浓水管道内部的清洁程度,若发现有粘状物或臭味则视为有机物污染的征兆。
313 反渗透有机物污染的对策
目前,防止反渗透系统微生物污染均采用宏观杀菌措施,因其生长繁殖快,影响因素多,对微生物的数量还未提出控制标准。但一般认为当原水中细菌总数(T BC)达到110×104cfu/m L时应引起重视,及时采取措施,避免在膜上发展为粘泥。常用的防止微生物污染的方式有以下几种:
(1)冲击性杀菌处理:最常用的药剂为NaHS O3剂量为500~1000mg/l,每天1次,每次持续30min,除了NaHS O3外,还可加入二甲基二硫代氨基甲酸钠,它属非氧化性杀菌剂,可每周冲洗1次,每次1h,剂量为20mg/l。近年来,非氧化性杀菌剂异噻唑啉酮引起了人们的兴趣,它具有广谱、高效低毒等特点,能杀死水中的细菌、真菌、藻类,包括粘液膜下的微生物,异噻唑啉酮的市售溶液含115%活性成分。用于冲杀性杀菌处理参考浓度为15~25mg/l。
(2)高剂量亚硫酸钠膜前消毒:常用于海水的给水处理,加药量为50mg/l左右。此法可避免加氯处理造成的膜受氧化而缩短使用寿命的缺陷。
(3)定期杀菌:定期杀菌的药剂除采用甲醛外,还可选用浓度为012%的双氧水(H2O2)或双氧水与过氧乙酸混合液(1:1),浓度为012%。当发现膜元件已有被有机物污染的征兆时,可停运进行杀菌。具体方法是用浓度为1%~3%的甲醛
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大倾角煤层走向长壁综采工作面搬家安装实践
尚二考,张 帅
(河北金牛能源股份有限公司葛泉矿,河北邢台 054000)
摘 要:介绍了急倾斜煤层条件下,走向长壁综采工作面的搬家安装实践,采用优化运输线路、优化安装工序,在急倾斜走向工作面综采搬家历史上创造了奇迹,达到了国际先进水平。
关键词:急倾斜煤层;走向长壁;综采工作面;搬家安装
中图分类号:T D823121+3  文献标识码:B  文章编号:1007-1083(2006)06-0021-02 Research on carrying and mounting of the large-angle full-excavation w ork face
SH ANG Er-kao,ZH ANG Shuai
1 工作面基本概况
热轧卷
1521工作面位于葛泉矿南翼五采区煤层露头处,开采煤层为2#煤,煤层厚度112~318m,平均2171m,煤层倾角32~52°,平均倾角3913°,工作面切眼揭露的煤层平均角度36°。可采储量为3216万t。顶板属二类二级,伪顶局部发育,岩性为粉砂岩;直接顶为泥质粉砂岩,平均厚度1171m;老顶为中砂岩,平均厚度为6119m,工作面内共发育5条断层,其中F505、f121、f221三条断层对回采影响较大,落差分别为7m、118m和215m。工作面顺槽、切眼,以及轨道、运输上山均采用锚网梁联合支护,局部采用工字钢、木棚加强支护。
该工作面装配MXG-150/350D型电牵引采煤机、ZY3000/13/28型双柱掩护式液压支架,SG B-630/220输送机,采用走向长壁综合机械化采煤。
2 工作面搬家运输与安装中存在的问题
1521大倾角综采工作面,切眼的平均倾角达36°,支架运输线路中南翼首采区轨道上山局部倾角达39°,因1521综采工作面特殊的地质环境给综采设备搬家带来如下困难,而在这方面是没有现成经验的。
211 轨道上山运输
saba-018工作面所在南翼一采区为向斜构造,采区上山沿煤层掘进,为先下山后上山,而且上山最大坡度达39°。大坡长为250m左右,布置3台JM-14绞车,坡上摘挂钩具有很大的安全隐患,为支架的运输造成很大困难。
溶液循环清洗1h,排除清洗液后用给水冲洗10~15min至出水水质合格即可投入运行。
4 对反渗透系统维护保养性清洗
一般情况下,反渗透膜元件的污染是一个逐渐的过程,不同的污染物会对膜造成不同程度的损害,严重威胁反渗透装置的安全运行,因此每年对反渗透系统进行维护保养性清洗,是保证反渗透装置安全运行,提高服务年限的重要一环。在实践中电厂采用美国Donlag公司生产的QX系列复合型水溶性清洗剂。QX-1为酸性复合型药剂,用于清洗反渗透膜面的钙类沉积物和金属氧化物等污染物;QX-2为碱性复合型药剂,用于清洗反渗透浓水侧微生物和有机物等沉积粘液污染物,取得了良好的效果。值得借鉴和推广。
参考文献:
[1] 邵刚1膜法水处理技术[M]1北京冶金工业出版社1
[2] 张燮钧主编1水处理[M]1武汉水利电力大学1
作者简介:赵江平(1970-),女,河北邢台人,河北金牛能源股份有限公司矸石热电厂工程师。
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(收稿日期:2006-04-10;编辑:刘阐词)
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2006年第6期             河北煤炭                   

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