某有限责任公司脱盐水系统的
反渗透装置采用一级三段设计,共18台压力容器,其中一段10台,二段5台,三段3台,每段装1组(6支)膜元件,共108支。设计回收率85%,设计出力100 t/h,产水电导≤15 us/cm。原水为地下水,水质稳定。反渗透系统于2004年3月投入运行,回收率控制在80%,3个月后产水电导升高,为了防止膜性能下降,将回收率调整为75%。运行过程中每隔3个月左右就会出现产水量和脱盐率下降的情况,须进行化学清洗,而且随着膜使用时间的增加,情况越来越严重,脱盐率下降明显,产水质量无法保证,曾先后更换了12支膜元件;阻垢剂用量也增大,运行成本较高。
经过对产水电导分组检测和用探管对单支膜产水质量检测,发现问题主要出在三段的18支膜上,其主要原因如下。
1.产水电导高。一段进水电导为550 us/cm,一段产水电导为12 us/cm;二段进水电导为1100 us/cm,二段产水电导为20 us/cm;经过一、二段浓缩,三段进水电导为1800 us/cm,三段产水电导在60 us/cm以上,特别是每组*后2支膜产水电导高达160 us/cm以上,严重影响了系统整体产水质量。
2.产水量低。一段进水压力为1.0 MPa,二段进水压力0.8 MPa,经一、二段压降,三段进水压力只有0.5 MPa,造成三段单支膜产水量比一、二段单支膜产水量大大减少,三段18支膜没有充分发挥产水性能。
3.容易污染结垢。三段进水压力低、流速慢,经过一、二段后,三段进水中浓缩的高浓度、高污染物质极易在膜表面沉积,越到末端受污染几率越大,使三段膜结垢、污染严重,化学清洗困难。
4.膜使用寿命短。三段膜工作环境恶劣,在提高阻垢剂用量的同时还要频繁地进行化学清洗,降低了膜的使用寿命。曾更换的12支膜元件均为三段末端的膜元件,被更换膜经单支膜检测脱盐率在30%~60%,无法满足产水要求。经解剖发现膜污染严重,即使清洗膜元件,已不能恢复其性能。
根据一、二段的进水压力、产水量和产水质量分析,要使原三段膜的产水量和产水质量达到一、二段的标准,须使其工作环境与一、二段一样,所以决定把反渗透三段设计改为两段,并将原来三段的3组膜分到一、二段,由于以前各段的污染情况不同,会影响系统的进水,造成偏流,使系统受到损害,所以此次改造对整个系统膜元件分布进行了重新调整,即由原三段10∶5∶3分布改为现两段的12∶6分布;改变原三段膜的工作环境,充分发挥其性能。
反渗透系统经过技术改造后,产水量提高了18%,产水电导下降了29%,阻垢剂加入量由原来的4×10-6降到了2.6×10-6,脱盐率由96.1%提高到97.2%,化学清洗周期延长到半年以上。