1、反渗透的经济评价及污染防止2004 年 10 月 14 日（感谢 jiang.jun 朋友提供)东北电力学院学报 2002 年 3 月 第 22 卷第 1 期 杨 洋,李国彬(大庆宏伟热电厂化学分场,黑龙江大庆 163411) 吕 松(东北电力学院应用化学系,吉林吉林 132012)摘 要：反渗透（RO）除盐技术与离子交换法相比有许多优点，在适用范围内选择反渗透装置能带来一定的经济效益。从运行技术的可行性与经济合理性两方面，论述了反渗透装置在电厂锅炉补给水处理应用中的诸多益处。讨论了反渗透膜的污染及防止方法。关键词：反渗透（RO）；水处理；经济效益 中图分类号：085.4 文献标识码: 文章编
2、号:1005-2992(2002)01- 0052-03作者简介：杨洋(1970-),女,大庆宏伟热电厂工程师, 硕士。主要从事化学水处理工程研究.收稿日期：2001- 01-15近年来反渗透技术在脱盐制备纯水方面取得了巨大进步和明显的经济效益。它的使用，极大地延长了传统的离子交换设备的再生周期，减少了酸碱的排放量，有利于当地的环境保护。大容量、高参数机组的发电厂，对水质提出了更严格的要求，尤其高含盐量的水，单独采用离子交换工艺，频繁再生使得运行人员不堪重负，因此预脱盐反渗透装置的使用十分重要。它不仅大大地降低运行的劳动强度，而且有利于进一步提高整个水处理工艺的运行水平和自动化程度。我厂化学二
3、分场针对大庆龙南地区高碱度、高硬度的水质特点，采用了反渗透预除盐装置，经过两年多的运行，取得了很好的经济效果。1 我厂反渗透装置的应用情况 我厂动力站一期的锅炉补给水处理系统，于 1997 年运行。其来水水源为齐佳地下水和龙虎泡地表水的混合水，水质含盐量大于 1 000 mgL，有时受季节变化影响水质恶化，原水的含盐量可达 1 2001 500 mgL，在这样的原水水质情况下，锅炉补给水处理系统即使采用强酸阳离子脱二氧化碳强碱阴离子混床离子交换系统也很难生产出合格的锅炉补给水（要求水电导02 uscm ），因此，必须在离子交换前增加反渗透装置。 根据设计，我厂一期工程设置了 4 套 4120t
4、h 的反渗透装置，采用复合膜。系统改造前后流程如图 1、图 2 所示。系统刚投运的最初一段时间内，没有使用反渗透装置，出水水质经常达不到要求（见表 1），且须频繁再生。RO 装置投运后，出水水质稳定（见表 2），达到了设计标准。 从表 1 和表 2 数据可以看出，反渗透与离子交换组成的联合除盐系统，在进水含盐量大的情况下也能生产出合格的除盐水，并且，经反渗透预除盐后的水质可以减少树脂的污染。因为阳离子交换树脂易受铁、铜和铝的污染，阴离子交换树脂易受有机物污染，这两种树脂均易受胶体污染，而 RO 膜能有效地除去胶体物质及铁、铜、铝的高分子有机物，这一点已被实际运行结果所证实。 2 系统改造前后经
5、济效益比较 反渗透技术在纯水或高纯水制取工艺中往往与离子交换组成联合除盐系统，这不仅扩大了除盐系统对进水含盐量的适用范围，而且在某一个进水含盐量范围内，比单纯的离子交换除盐系统经济性好，以我厂为例，若阳床再生剂（30%HCL）以每吨 500元计，阴床再生剂（42%NaOH）以每吨 500 元计，弱阳出口水中阳阴离子的含量如表 3 所示，无反渗透除盐系统的酸耗和碱耗如表 4 所示，有反渗透除盐系统的酸耗和碱耗如表 5 所示，各种自耗水的费用如表 6 所示。 通过计算比较反渗透除盐系统和无反渗透除盐装置的离子交换系统的经济效益。当设备出力为 300 th 时，无反渗透装置的阳阴离子交换器系统的每年
6、费用为： 再生剂费用：（2659618753）290698 万元 自耗水费用：9106968761778679 万元总计：1 68566 万元 有反渗透除盐装置（三台）和阳阴离子交换器系统的每年费用计算如下： 再生剂费用： （8025 81）22765 万元 三台清洗费用： 203 60 万元 三台耗电量费用： 9636328908 万元 三台折旧费： 6834320502 万元 自耗水费用： 25619882244 万元 总 计： 55019 万元 两者相比，年节约费用 1 68566550191 13547 万元，计算结果表明，反渗透系统比阴阳床系统在产水水质相当的情况下，运行费用每年节省
7、 1 13547 万元，经济效益显著，而且不需使用大量的有害化学物质，同时保护了环境，并减轻了工人的劳动强度。 3 反渗透膜的污染与防止 从运行实践可知，反渗透装置要长期安全的运行，一是必须重视预处理；二是要注意反渗透装置的运行参数，保护膜安全。影响反渗透运行的因素有很多，主要有以下几点： （1）pH 值 实践证明，合适的 pH 值和温度是保证膜合理寿命的重要因素，TFC 膜的 pH 值适用为211。 （2）温度 反渗透膜对温度都有使用限制，膜元件标明的透水量一般在 25的情况下，适当提高进水温度，可以降低水的粘度，提高膜的透水量。尤其是在寒冷的北方，对水进行加热是必要的。 （3）运行压力 运
8、行压力是由渗透压力、净推动力和管路等的压降组成。渗透压力与原水中的含盐量成正比，净推动力是为了使膜元件产生足够的产品水而需要的压力，提高运行压力将增大透水量。但是对于新的膜元件，由于膜压密不严重，因此运行压力宜采用比正常压力较低的为好。 （4）浓差极化 浓差极化的出现，将加大膜表面上难溶盐形成的概率，损害膜的致密层。对于卷式膜元件，需维持适当的进水流速，防止浓差极化。 （5）膜污染 膜污染包括：膜表面结垢；金属氧化物的污染；污堵；胶体污染；微生物污染等 膜上结垢 膜上常见的垢有 CaCO3、CaSO4、SrSO4、BaSO4 等，控制膜结垢的做法有以下几种：a控制回收率；b除去结垢离子如 Ca
9、2，我厂前期处理采用了弱酸阳离子交换树脂除去钙；加阻垢剂，如六偏磷酸钠等。 金属氧化物污染 水中的锰、铁可能沉积在膜表面上，氧化铁的污染是较常见的。当水中含铁量大时，需采取措施去除。 污堵 水中的破碎树脂，悬浮物等均能造成膜的污堵。该问题可通过在 RO 装置前加5m 保安过滤器得以解决。 胶体污染 水中 SDI 值大小可大致反映胶体污染程度，当 SDI3 时，一般不会发生胶体污染。微生物污染 对水进行加氯杀菌处理时，能较好解决微生物繁殖问题。 4 结束语 反渗透（RO）技术的应用对我国水处理工业的发展有着极其重要的影响，尤其在锅炉补给水处理中的使用，给用户带来了巨大的经济效益和社会效益。我厂反渗透（RO ）系统两年多的运行结果表明，只要设计和操作维护适当，反渗透系统是可以连续稳定运行的，现时的膜技术已经能够满足大型锅炉水处理系统对反渗透装置的可靠性和耐久性的要求
