浓水反渗透进水加酸点设置对系统运行的影响 - 技术分享 - PROCESS流程工业

浓水反渗透进水加酸点设置对系统运行的影响

美国PWT 水处理搬运工 2022-09-15

西北某煤化工公司除盐水系统来水为洛河水和黄河水交替使用，经过澄清池、砂滤、超滤预处理后进入一、二级反渗透进行预脱盐，然后经离子交换脱盐处理后供给锅炉作为补给水。一级反渗透的浓水先经过浓水水箱收集再进入浓水反渗透系统，产水收集后作为循环水补水。

工艺流程

除盐水系统工艺流程：洛河水/黄河水→（PAC、PAM）澄清池→（二氧化氯）砂滤→清水池→清水加热器→（次氯酸钠）自清洗过滤器→浸没式超滤→超滤水箱→一级反渗透增压泵→（还原剂/阻垢剂/非氧化性杀菌剂）一级保安过滤器→一级高压泵→一级反渗透→一级反渗透产水箱(部分外送循环水及灰水系统)→二级反渗透增压泵→（氢氧化钠）二级保安过滤器→二级高压泵→二级反渗透→二级反渗透产水箱→二级反渗透产水泵→混床→除盐水箱→供水

浓水系统工艺流程：一级RO浓水→一级RO浓水箱→浓水RO增压泵→（盐酸/阻垢剂）浓水RO保安过滤器→浓水反渗透高压泵→浓水反渗透装置→浓水RO产水箱→送循环水系统

浓水反渗透系统运行状况

3.1 浓水水质

浓水反渗透系统：4×80m3/h，14:8（6芯），DOW膜元件（BW30XFR-400/34i），设计回收率50%。

浓水反渗透进水水质报告如下：

说明：

①即使一级反渗透进水水质较好时，随着pH值的升高一级反渗透的浓水中仍有一定量的碳酸钙晶体、铝的氢氧化物会析出，还有一定的胶体硅也会沉积。

②当一级反渗透的进水水质变差时，这些污染物的形成量会大幅增加。

3.2 存在问题

浓水反渗透保安过滤器滤芯更换周期最短8小时，反渗透系统运行一周一段压差上升至5Bar左右，化学清洗周期在7天左右。即使在化学清洗完成后，产水量会在几个小时内大幅下降。

①浓水保安过滤器滤芯上（塑料件上）附着了一层大量的、均匀的白色胶体物（见图一）；

②浓水RO膜壳端盖连接件沉积了大量的、均匀的白色胶体物（见图二）。这些物质会进入后续系统中而影响反渗透的稳定运行，缩短膜元件的使用寿命，增加化学清洗频率和增大清洗难度。影响滤芯的使用寿命，增加人员的劳动强度和运行成本。

图一浓水保安过滤器滤芯上的污染物

图二浓水RO端盖连接元件附着物

3.3 原因分析

一级RO浓水是原水经过了浓缩后的，由于pH值较高，其中的大量盐分及胶体物（包括铝、胶体硅、碳酸钙和有机物等），随着浓缩倍数的增大和时间的延长，这些物质与水的密度差的原因，容易在水箱中沉积，时间越长沉积的量越多、越紧密。它极易污堵保安过滤器滤芯和污堵反渗透膜元件。

取污染物经试验：分别采用酸碱对污染物浸泡，0.2%NaOH溶液浸泡2h以上可以分散、变软，易于水流冲涮；0.2%HCl浸泡后可溶解白色物质，白色污染迅速消失且没有气泡产生，检测溶解液铝离子含量较高。说明污染物以铝、胶体硅和有机物为主。

解决方案

更改进浓水反渗透加酸点至一级RO浓水出水主管道上（见下图），并设置pH表（将现有pH值检测点后移至加酸点之后），尽可能降低不稳定的铝盐、碳酸盐垢在浓水箱中的形成微晶而污堵浓水保安过滤器和浓水反渗透膜元件的风险。

图三：加酸点改造示意图

改造后系统运行情况

浓水RO加酸点更改至一级浓水进浓水水箱母管。加酸泵正常后pH调节至7以下（与改造前同样的条件下），浓水RO运行基本恢复正常（浓水RO3#化学清洗后产水量、脱盐率都有了较大改善，运行周期达到了三周左右，比之前有了明显提升：

①如图四：浓水反渗透加酸点改造前，约7天产水量由80m3/h迅速下降到40m3/h；

②如图五：浓水反渗透加酸点改造前，一段、二段压差也会快速的增大；

③如图六：浓水反渗透加酸点改造后，约20天产水量由80m3/h下降到40m3/h；

④如图七：浓水反渗透加酸点改造后，一段、二段压差月20天左右才上升到改造前类似的情况。

图四加酸点改造前浓水反渗透产水流量的变化

图五加酸点改造前浓水反渗透压差的变化

图六加酸点改造后20天左右产水流量的变化

图七加酸点改造后RO一、二段压差增大的情况

结论

通过加酸点改造前后同一套系统运行参数对比，在一级浓水回收母管加装加酸管道进行改造后，运行数据统计分析表明浓水加酸后降低了pH值，对反渗透结垢起到一定的延缓作用，同时延长了反渗透膜运行时间，降低了膜清洗频次，节省了清洗费用。

可见，根据原水水质及检查反渗透膜表面存有溶于酸的污染物，在浓水收集母管增加加酸装置，以降低水中HCO3-转化为CO32-的机会，以降低碳酸钙析出的机会，同时也增大了铝的溶解度，降低了碳酸钙和铝的氢氧化物污染膜元件的风险。

但要彻底解决问题，则需要增加一级RO浓水预处理系统做进一步的处理，可以有效的将浓水中的胶体物、悬浮物和有机物除去，避免这些物质进入后续膜系统中，使浓水RO高效稳定运行。

本文来源于美国PWT 水处理搬运工

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