超濾預(yù)處理在鍋爐補(bǔ)給水處理系統(tǒng)中的應(yīng)用實(shí)例

1、超濾預(yù)處理在鍋爐補(bǔ)給水處理系統(tǒng)中的應(yīng)用實(shí)例馮靈芝1 張文云2 崔 健 2 （1.上海農(nóng)林職業(yè)技術(shù)學(xué)院，上海松江：201600；2.上海焦化有限公司，上海閔行：200241）摘 要 ： 超濾膜分離技術(shù)作為制取純水或超純水工藝的預(yù)處理手段，已被廣泛應(yīng)用于各行業(yè)制水工藝中。本文介紹了超濾預(yù)處理系統(tǒng)在上海焦化有限公司鍋爐補(bǔ)給水處理中的運(yùn)行情況，針對(duì)運(yùn)行過(guò)程中存在問(wèn)題，提出了整改措施，并對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中應(yīng)注意的事項(xiàng)進(jìn)行了總結(jié)。關(guān)鍵詞 ：超濾；反滲透；水處理；應(yīng)用膜分離技術(shù)是近30多年來(lái)發(fā)展非常迅猛的一種技術(shù)，與常規(guī)方法相比具有能耗低、單級(jí)分離效率高、裝置簡(jiǎn)單、沒(méi)有相變等優(yōu)點(diǎn)。超濾（U

2、F）是一個(gè)單純的物理分離過(guò)程，超濾膜的孔徑介于納米與微米之間，采用超濾設(shè)備代替?zhèn)鹘y(tǒng)的砂濾、活性炭、微濾，作為反滲透法的預(yù)處理，能夠連續(xù)穩(wěn)定地提供低濁度、低SDI值的產(chǎn)水，使系統(tǒng)運(yùn)行更加穩(wěn)定，提高了反滲透膜設(shè)備的性能，延長(zhǎng)了清洗周期。1 超濾系統(tǒng)概述上海焦化有限公司2003年的4萬(wàn)噸苯酐年技措項(xiàng)目中與其配套了25 m3/h 全膜法二級(jí)除鹽水系統(tǒng)，將超濾作為反滲透的預(yù)處理應(yīng)用于鍋爐補(bǔ)給水的制備中，具體工藝流程為：進(jìn)水經(jīng)100m多介質(zhì)過(guò)濾器、超濾后經(jīng)二級(jí)反滲透處理，EDI處理，然后供鍋爐使用。超濾預(yù)處理系統(tǒng)如圖1所示。本超濾預(yù)設(shè)備采用海得能HYDRAcap60超濾膜元件，共9支，膜內(nèi)徑為0.7mm，

3、外徑為1.2 mm，膜孔徑0.010.02m，外壓式中空纖維膜，系統(tǒng)產(chǎn)水量40T/h，回收率90%，運(yùn)行壓力<0.3MPa。UF設(shè)備運(yùn)行自動(dòng)化程度高，采用運(yùn)行反洗運(yùn)行交替方式，膜過(guò)濾周期為40min，反沖洗時(shí)間為90s，反沖洗水取自于超濾部分產(chǎn)水。在運(yùn)行平穩(wěn)的情況下堅(jiān)持每個(gè)月進(jìn)行一次化學(xué)清洗。圖1 超濾預(yù)處理系統(tǒng)工藝流程圖2 運(yùn)行情況苯酐二級(jí)除鹽水裝置于2004年3月安裝調(diào)試完成，并于當(dāng)年6月開(kāi)始投入正式生產(chǎn)，期間設(shè)備整體運(yùn)行較為穩(wěn)定。從04年12月初開(kāi)始，原水多介質(zhì)過(guò)濾器和超濾系統(tǒng)發(fā)生嚴(yán)重堵塞，原水多介質(zhì)過(guò)濾器幾乎每周需要更換濾芯（以前一月一次），超濾流量下降25%，運(yùn)行壓力不斷上升。

4、首先，調(diào)整工藝運(yùn)行參數(shù)，縮短產(chǎn)水時(shí)間，延長(zhǎng)其反沖洗和正沖洗的時(shí)間，繼而又對(duì)機(jī)組采取了大水量的連續(xù)反沖洗、正沖洗操作，發(fā)現(xiàn)效果只能維持很短的一段時(shí)間，機(jī)組的產(chǎn)水量和TMP又重新惡化。其次，拆下其中一支反沖洗后的超濾膜，發(fā)現(xiàn)膜入口處有棕黃色粘滑性膠狀物，同時(shí)對(duì)原水水質(zhì)進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)原水水質(zhì)發(fā)生較大變化，尤其是COD指標(biāo)變化較大。根據(jù)上述依據(jù)，初步判斷超濾設(shè)備主要受到了水中有機(jī)物和微生物的污染。該公司于12月中旬，在原水100m多介質(zhì)過(guò)濾器前增加FeCl3絮凝劑加藥系統(tǒng)，2臺(tái)無(wú)閥濾池設(shè)備，以去除水中易造成膜污染的膠體物質(zhì)。同時(shí)，投入人力在數(shù)天中連續(xù)進(jìn)行化學(xué)清洗，超濾系統(tǒng)運(yùn)行壓力基本穩(wěn)定，并在京華最高

5、產(chǎn)量需求下維持了一個(gè)月。2005年1月下旬開(kāi)始，超濾系統(tǒng)運(yùn)行壓力又不穩(wěn)定，又對(duì)超濾膜進(jìn)行連續(xù)數(shù)次清洗，但每次清洗后的正常運(yùn)行只能維持一周左右。頻繁的膜清洗，影響苯酐生產(chǎn)，被迫降負(fù)荷生產(chǎn)。為了徹底解決問(wèn)題，2005年3月份，該公司在不影響生產(chǎn)用水，保證原水處理裝置運(yùn)行，并且在經(jīng)濟(jì)、有效的前提下對(duì)超濾預(yù)處理系統(tǒng)進(jìn)行改造，如圖2所示。具體分以下步驟：（1）調(diào)整加藥系統(tǒng)，在無(wú)閥濾池前加入殺菌劑NaClO和聚合鋁，通過(guò)管道混合器混合后再過(guò)濾，可提高加藥效果。（2）在100m過(guò)濾器前增加2臺(tái)活性炭過(guò)濾器（1用1備）、1臺(tái)反洗泵及1只電動(dòng)閥，炭過(guò)濾器用于吸附原水中的絕大部分有機(jī)物、膠體等，可大幅減輕原水多介

6、質(zhì)過(guò)濾器和超濾設(shè)備的負(fù)擔(dān)。（3）增加現(xiàn)場(chǎng)SDI測(cè)試儀，對(duì)原水水質(zhì)進(jìn)行監(jiān)控。（4）在原超濾裝置上增加四支膜， 保證在超濾流量下降的情況下也能滿足生產(chǎn)用水需求。（5）考慮到反滲透及EDI設(shè)備的化學(xué)清洗，增加一臺(tái)容積150m3水箱與超濾產(chǎn)水箱連通，并且對(duì)有問(wèn)題隱患的管道閥門進(jìn)行更換。該系統(tǒng)自5月份改造完成后，超濾裝置進(jìn)水pH為410，TOC<2mg/L，產(chǎn)水SDI<2，至今系統(tǒng)一直運(yùn)行穩(wěn)定。注：超濾裝置改造時(shí)按虛線路線3 超濾系統(tǒng)應(yīng)用注意事項(xiàng)超濾工藝作為一項(xiàng)新型的技術(shù)已獲得廣泛的應(yīng)用，但由于此項(xiàng)技術(shù)的特點(diǎn)，具體應(yīng)用時(shí)還需全面考慮。現(xiàn)結(jié)合本公司超濾+反滲透 +EDI聯(lián)合水處理工藝

7、運(yùn)行至今出現(xiàn)的一些問(wèn)題探討如下：（1）超濾UF的運(yùn)行一定要防止水源突然惡化，要確保UF前的處理設(shè)備起到應(yīng)有的作用，防止進(jìn)入不合格的水，造成超濾膜嚴(yán)重污堵，影響出水，需要多次清洗后才能解決。（2）適時(shí)進(jìn)行系統(tǒng)清洗，控制微生物的滋長(zhǎng)。超濾膜使用到一定時(shí)間應(yīng)進(jìn)行清洗，否則會(huì)影響產(chǎn)水量，增加阻力。通常在產(chǎn)水量降低10時(shí)就進(jìn)行清洗，清洗方法采用先藥液浸泡，然后等壓循環(huán)清洗。如用多種清洗液清洗，每次清洗后應(yīng)排盡殘液并用清水沖洗干凈再換另一種藥品。（3）清洗劑應(yīng)針對(duì)污染源選用，在實(shí)際中可根據(jù)進(jìn)水水質(zhì)變化情況、運(yùn)行數(shù)據(jù)、 保安過(guò)濾器內(nèi)的沉積物、超濾膜表面沉積物的成分等分析污染物的類型，并注意清洗液應(yīng)對(duì)膜及組件

8、材料無(wú)化學(xué)損傷。（4）系統(tǒng)設(shè)計(jì)一定要嚴(yán)謹(jǐn)、科學(xué)。本公司設(shè)計(jì)時(shí)按照超濾膜正常產(chǎn)水通量進(jìn)行設(shè)備購(gòu)置，采用海得能HYDRAcap60超濾膜元件，共9支。由于對(duì)原水水質(zhì)變化估計(jì)不足，當(dāng)水質(zhì)惡化時(shí)，使得超濾膜污染，水回收率下降，壓差增加，增加了清洗頻率，造成當(dāng)初設(shè)計(jì)的超濾系統(tǒng)到達(dá)負(fù)荷極限。因此在系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)不應(yīng)該過(guò)分降低造價(jià)使裝置的濾膜元件減少。（5）做好膜及系統(tǒng)的停運(yùn)保護(hù)。膜組件停運(yùn)必須進(jìn)行充分清洗，然后密封濕態(tài)保存。若時(shí)間短(10天內(nèi)應(yīng)打循環(huán)并每1天換一次水。如長(zhǎng)時(shí)間停運(yùn)，(10天以上應(yīng)用1.0甲醛水溶液浸泡，并每月檢查一次，夏天控制環(huán)境溫度在25以下以防霉變。冬天應(yīng)防凍，必要時(shí)加入1020的甘油。建

9、議設(shè)備長(zhǎng)期運(yùn)行。4 結(jié)束語(yǔ)目前超濾膜正越來(lái)越多地應(yīng)用到反滲透的預(yù)處理中，構(gòu)成所謂的集成膜處理系統(tǒng)(IMS，用超濾代替?zhèn)鹘y(tǒng)的砂濾、活性炭、微濾是今后水處理工藝的一個(gè)新的發(fā)展趨勢(shì)。但超濾膜的選用需結(jié)合水源地的水質(zhì)情況來(lái)選用，若源水污染嚴(yán)重，超濾膜設(shè)備去除溶解性有機(jī)物存在很大局限性，必須與其他技術(shù)組合才能達(dá)到超濾的預(yù)定效果。參考文獻(xiàn)1許振良膜法水處理技術(shù)M北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2001.2胡冬娜，田秀君，宋錦混凝+UF作為RO進(jìn)水前處理的適用性研究J水處理技術(shù)，2007，33（6）：53-55.3李海超，石巖，董秉直超濾膜處理黃浦江原水的中試研究J華北水利水電學(xué)院學(xué)報(bào)，2007，28（2）：104-

10、106.4張勝昔全膜水處理系統(tǒng)的運(yùn)行管理J江蘇電機(jī)工程，2007，26（1）：81-84.5范茂軍，張東，傅金祥粉末活性炭和超濾膜組合工藝深度處理黃浦江原水J沈陽(yáng)建筑大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2006，22（5）：799-803.6邵剛，膜法水處理技術(shù)及工程實(shí)例M北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2003.An Application Example of Ultrafiltration as a Pretreatment in the Boiler Makeup Water Treatment SystemFeng Lingzhi1，Zhang Wenyun2，Cui Jian2(1Shanghai Vo

11、cational and Technical College of Agriculture & Forestry，Songjiang，Shanghai，201600；2Shanghai Coking Co. Ltd，Minhang，Shanghai，200241Abstract: The membrane separation technology of Ultrafiltration as a pretreatment of ultra-pure water or pure water,has been widely used in various water plants. In the paper, the operation of the ultrafiltration pretreatment system in the boiler makeup water treatment system of Shanghai Coking Co.Ltd are introduced. It points out reform measures accordi