除鹽水處理中反滲透技術的應用

陳硯虎

濰坊弘潤石化科技有限公司 山東濰坊 261000

1 除鹽水處理中反滲透技術的重要性

除鹽水處理是化工企業的一項必不可少的工作，除鹽水處理效果的好壞直接對鍋爐爐水品質產生影響，當鍋爐爐水的品質低，達不到要求指標時，就會在水循環的過程中對過熱器或者汽輪機等設備上產生較嚴重的結垢或者積鹽現象，積鹽或結垢現象嚴重時，就會影響過熱器或汽輪機等設備的工作能力，威脅設備自身安全和運行安全。為了有效地循環利用水資源，減緩浪費水資源的現象，做到節能降耗，同時進一步減少運行成本，所以將反滲透技術應用其中。將反滲透技術應用到水處理工作中，不但能將水中的溶解鹽類、膠體和有機物分子直接過濾排掉，不對環境造成污染，更能保證鍋爐爐水的品質。它能滿足水處理工作的實際需求，在具體工作中得到了有效應用。

2 除鹽水處理中應用的反滲透技術的原理

反滲透的英文名字叫做Reverse Osmosis，簡稱“RO”。反滲透技術主要的作用是去除水中的各種無機鹽離子，也截留有機物和膠體，反滲透膜元件截留下的二氧化硅膠體、有機物分子和溶解鹽類等由濃水側排出進入濃水罐。反滲透系統一般包括還原劑加藥設備、阻垢劑加藥設備、保安過濾器、高壓水泵、反滲透本體裝置以及各種檢測儀器等輔助設備設施。其中反滲透本體設備由反滲透膜元件、膜殼（壓力容器）、支架等組成，其中起到重要的過濾作用的就是反滲透膜元件。反滲透是采用膜法分離的水處理技術，其原理是是滲透過程的逆過程。

反滲透膜元件是只允許水通過不允許雜質通過的半透膜，一般情況下，當半透膜的一側是純水，另一側是含有有機物、膠體和無機鹽的水時，純水會在滲透壓的作用下向另一側滲透，另一側液位上升，到了一定高度時達到平衡，這就是滲透，而反滲透就是在含有有機物、膠體和無機鹽的水一側施加壓力，使其向純水一側滲透，在滲透過程中，反滲透膜元件截留下的二氧化硅膠體、有機物分子和溶解鹽類等由濃水側排出進入濃水罐。這種反滲透不是自發進行的，為了達成反滲透，就需要施加壓力，使水通過反滲透膜從鹽水中脫離出來，只允許水、溶劑通過，可以脫除水中絕大部分的溶解性有機物和無機鹽及一些溶解性固體雜質。

3 除鹽水處理中應用的反滲透技術的優勢

反滲透除鹽工藝相比于與其他除鹽工藝有著其自身獨特的優勢和顯著的特點。其一，反滲透技術工藝簡單，操作簡便，能連續運行，減少了操作人員的工作量，因此可以根據實際需要，減少操作人員，節約人力成本。其二，運行過程中能出水水質穩定，不需要用酸堿等藥劑進行再生而停機，減少了運行成本。其三，反滲透技術不需要污水處理設施，沒有酸堿儲備和運送設備，占用車間面積小，安裝簡單，安裝費用低廉。其四，反滲透設備的除鹽率高，能達到98%-99%，能滿足大多數企業的水處理指標要求，減少了設備成本。

4 除鹽水處理中反滲透技術的應用

4.1 反滲透設備及工藝流程

反滲透系統一般包括為進入反滲透原水提供壓力的多級高壓泵、防止顆粒進入高壓泵損傷膜元件的保安過濾器、反滲透膜元件、膜殼（壓力容器）、支架、加藥裝置、化學清洗裝置在線監測儀等。反滲透流程工藝需要新鮮水在預處理系統中降低懸浮物、膠體以及大分子有機物的濃度，預處理系統包括新鮮水泵、多介質過濾器、自清洗過濾器和超濾等，以及除鹽過程中需要的藥劑包括絮凝劑阻垢劑、殺菌劑、還原劑。

為了使除鹽效果達到預期的目標，保證鍋爐爐水的品質，將水處理過程分為了超濾和多介質過濾器預處理、反滲透裝置、離子交換器精處理三個部分。首先是預處理，新鮮水從新鮮水箱由新鮮水泵至多介質過濾器，再經過自清洗過濾器、超濾過濾器至超濾水箱；其次是反滲透裝置，反滲透給水泵將超濾水箱中的水送至保安過濾器，再經過高壓水泵施加壓力進入一級反滲透裝置，為了保證水的處理效果，增加了二級反滲透裝置，水通過兩次反滲透進入除二氧化碳器，最后進入中間水池。為了更進一步去除水中的陰陽離子，保證除鹽水的品質，在反滲透系統之后又加入了除鹽水精處理，包括陽床、陰床和混床除鹽，最后出水進入除鹽水箱，經過氨加藥裝置后進入各生產裝置。同時，為了提高對處理水的利用，減少水資源的浪費，增加了反滲透濃水至濃水箱，由多介質反洗水泵到多介質過濾器的水處理流程，充分利用了反滲透過濾水。

4.2 反滲透除鹽預處理

反滲透除鹽預處理是為了去除新鮮水中的難溶鹽、懸浮物、微生物以及有機物等，以符合后續反滲透裝置的進水指標和要求。預處理系統主要以多介質過濾器和超濾裝置為主，還包括新鮮水泵、自清洗過濾器以及加藥裝置等輔助設備。

多介質過濾器的濾料大多數以無煙煤、石英砂為主，過濾掉新鮮水中的大顆粒懸浮物以及在絮凝劑的作用下聚集在一起的小顆粒雜質，降低水濁度的同時保證后續超濾裝置的膜元件不被大顆粒雜質堵塞甚至劃傷損壞，從而延長超濾膜元件的使用時間，保證超濾裝置的過濾性能。

超濾裝置是利用膜元件表面孔徑的篩分原理進行過濾和吸附。膜孔能有效阻擋雜質，以及對雜質進行吸附，僅允許小分子和溶解性固體或無機鹽的通過，過濾掉細小的雜質，降低出水濁度，減少水中的細菌和懸浮物，達到近一步凈水的目的。超濾裝置同反滲透裝置一樣，設置了純水端和濃水端兩個出口，運行過程中部分水在跨膜壓差的作用下滲透過超濾膜元件得到過濾，從純水端進入下一級處理裝置。而另一部分水平行于膜元件方向運動，沖刷膜元件截留的懸浮物雜質后從濃水端排出。超濾裝置在運行過程中，難免會因為沖洗不徹底導致細菌等微生物停留在膜元件表面，這些微生物經過繁殖會堵塞膜孔，影響超濾的產水量和產水品質，其次還有出現無機鹽結垢等情況，所以要針對其出現的問題，定期進行反洗以及化學清洗，恢復其性能，避免對后續的反滲透膜元件造成損傷。

當化工企業采用地表水作為生產水源時，應該適當選擇除鹽水預處理方法，降低原水中的污染物。只有多介質和超濾的預處理系統達到一定的出水指標，滿足反滲透系統的進水要求時，才能保護反滲透的膜元件，使滲透的出水品質得到保障，使其有效穩定運行。

4.3 反滲透除鹽運行

反滲透系統的運行流程為超濾水箱中的水通過超濾水泵經過保安過濾器和高壓水泵進入反滲透本體裝置，反滲透裝置出水經過除二氧化碳器進入水箱中。在超濾水泵出口，進入保安過濾器之前加入還原劑和阻垢劑。

過濾水通過超濾水泵從超濾水箱通過保安過濾器進入反滲透裝置，在其過程中加入還原劑以及阻垢劑。還原加藥裝置可以避免反滲透膜元件表面被氧化，所以要在反滲透裝置之前增加在線ORP儀表，用于檢測水中的氧化還原電位，根據檢測數值及時調整還原劑加藥量，避免膜表面被氧化。阻垢劑主要通過增加碳酸鹽垢、硫酸鹽垢以及硅垢這些結垢物質的溶解性，避免其堵塞膜孔，影響反滲透裝置的性能。保安過濾器是反滲透裝置的最后一道防線，防止反滲透進水端有雜質進入，讓反滲透裝置的正常平穩運行有了保障。

經過反滲透處理的水呈酸性，所以要經過除二氧化碳器去除水中游離的二氧化碳才能進入水箱中，否則會縮短后續離子交換設備的再生周期，增加其再生酸堿藥劑的消耗，增大運行成本。

反滲透系統在運行過程中可以在保證反滲透系統平穩運行的前提下，根據各水箱液位的高低對水泵的出口流量作出調整。在運行一定時間后，膜元件表面會存有有機物、無機鹽這些難以沖洗的污垢，所以要根據各項指標，定期對反滲透系統進行化學清洗以恢復膜元件原有的性能。其次，反滲透系統長時間停運時，要用化學藥劑進行浸泡保護，防止滋生細菌，損壞設備。

5 除鹽水處理中應用的反滲透技術需要注意的問題及其對策

首先是反滲透膜堵塞的問題。反滲透技術在水處理的過程中是通過利用膜元件過濾掉水中的有機物、溶解鹽等，所以保證膜元件無堵塞能正常運行至關重要。但由于原水品質差、預處理過濾效果不好等因素，導致反滲透膜堵塞，影響反滲透工作性能。為了預防或解決反滲透膜堵塞的問題，應從以下幾個方面應對。第一是選用合適的預處理系統，預處理是水處理過程中的第一步，通過膜元件過濾水中的懸浮物、膠體、難溶鹽以及無機物等來為后續的水處理提供保障，所以在水處理過程中要重視預處理，及時根據水質調整預處理工藝。第二是保證保安過濾器的濾芯無堵塞無污染，保安過濾器能正常平穩運行，及時跟換濾芯。保安過濾器作為進入處理水進入反滲透裝置的最后一道防線，其正常運行與反滲透的平穩運行密切相關，所以運行一定時間或壓差達到一定要求后，及時更換保安過濾器濾芯，防止有雜質進入反滲透系統。第三是適量加入藥劑，并及時根據水質進行調整。藥劑在保護反滲透無堵塞的問題上起著至關重要的作用，碳酸鹽垢、硫酸鹽垢等結垢物質，反滲透系統很難通過自清洗進行去除，只能通過加入藥劑來清理水中的結構物質，合適的藥劑加入量既能保護膜元件又能保證處理水的品質。

反滲透的微生物污染也是需要注意的問題。天氣變暖時，新鮮水中的細菌和微生物也在滋生，預處理以及后續處理不當就會使其進入反滲透系統，在反滲透膜元件表面滋生繁殖，形成生物膜。這種膜一般呈棕色，粘附于膜表面，很難通過反滲透自清洗去除。生物膜很難溶于酸堿，所以通過化學清洗也清除的不徹底。為了防止發生生物污染膜元件的問題，要在預處理過程以及反滲透處理過程中添加適量的殺菌劑，做到預防為主。其次是注意保安過濾器的濾芯，更換時觀察有無生物污染現象，及時發現及時處理，以免影響反滲透系統。最后是反滲透在長期停運時，要用化學藥劑浸泡，避免滋生細菌和微生物，浸泡的藥劑也要定期進行更換、檢測，杜絕生物污染問題的發生。

6 結語

反滲透技術作為水處理過程的中間環節，能為后續的設備提供符合指標要求的處理水，保證了工藝流程的穩定。企業能根據實際需要對反滲透系統做出調整。其節能和高效的膜分離技術在水處理中有著獨特的優勢，不僅降低了水處理的成本，更保證了水處理品質，提高了水資源利用率，在水處理工藝中得到了有效應用。