电厂水处理中反渗透的化学清洗分析
【摘要】随着科技的快速发展，反渗透、超滤装置已经在电厂的水处理中得到了广泛的运用。如今，水资源日益紧缺，节水工作就必须提上日程，将大量水资源得到充分的发挥，争取最小额度的浪费。电厂的工作繁重，耗能排污较多，于是电厂的节水工作在降低能耗方面就起着关键作用。本文通过对反渗透技术进行分析，加强电厂反渗透水处理工作的理解，指出反渗透技术如何改善水处理技术，提高水资源的利用率，同时分析对于反渗透设备如何进行化学清洗。
【关键词】电厂水处理；反渗透；化学清洗
1.引言
电厂的生产过程是一个能量转换的过程，在电厂发电过程的所有环节中都离不开水。水作为工作媒介和冷却处理的重要工具，对于电厂的生产活动是十分重要的。因此，水的节约对保证电厂安全经营有着重要作用。水处理中的化学处理方式是整个电厂制水核心，做好水处理中的回收利用工作是电厂节水工作的关键所在。如今很多电厂均采用反渗透加上混床的水处理工艺，并对此进行工艺流程的分析、改造，用来获得高水质的水，取得了不错的经济效益。
2.电厂反渗透废水的产生
2.1废水产生原因
反渗透技术通过水的渗透原理，用高压泵进行加压，让淡水方向形成反渗透，从而产生淡水备用。反渗透的除盐率高达97%，操作性较强，在脱盐制水、纯水制备方面取得了较好的作用。但是在近年来，虽然反渗透技术在除盐方面运用普遍，与传统的离子交换除盐法相比，具有稳定性高、连续性强、使用方便、无污染等优点。但是正是由于反渗透装置在水处理过程中产生的浓水外排，使原水的利用率较低，加上反渗透对水质要求高，于是在过滤器的清洗上较为麻烦，需要重复清洗，加大了原水的浪费量和水处理难度，降低了脱盐系统水利用率，增加了原水消耗。
2.2废水种类
反渗透水处理工艺产生的废水只要有三种：一是过滤器正洗、反洗的排水；二是交换器的反洗、正洗、重复洗排水；三是反渗透中产生的浓水排水。以某电厂为例，用反渗透技术处理水，反渗透和混床分别为2×35t/h和60m3/h，日处理原水量大概为2000m3，产生的废水量为150m3，混床及反渗透浓水排量分别为30m3和430m3，水处理率大概为30.5%，原水的利用率仅为69.5%，由次可见一斑。
3.反渗透技术
3.1反渗透技术概述
中国的反渗透技术在上世纪60年代就已经出现了，当时这个技术的开发利用主要是在膜分离方面，其操作目的就是将溶液中的溶剂和溶质进行分离。在此操作中，主要依靠的是反渗透膜的压力，在压力的作用下使溶质、溶剂分离。这种膜分离处理方式适应速度较快、适用范围较广，所以颇受好评，在国际上也享有盛誉。
随着科学技术的不断进步，该技术也不断的改革创新，逐渐成为了当今社会最先进的膜分离技术。膜分离技术在发展过程中产生很多高新技术，这是由于其应用范围较广形成的。最新的技术包括反渗透技术、超过滤技术、微孔膜过滤技术、电渗析技术等。在水处理中一般使用的是膜分离技术，在此过程中运用到的操作理论知识则是半透膜技术，即在同一平面上会有大小不一的分子，这些分子会自动选择性分离，在此基础上形成了一定的执行单位标准，如微滤膜、超滤膜、反渗透膜、纳滤膜等；再根据这些膜的大小作用进行区分，实行不同对待，但是大多还是采用错流过滤的方。如今反渗透技术最适用于我国北方的电厂，在电厂中进行水处理工作，所以各个企业要加强反渗透技术的研究，同时引进最新科技，加快电厂发展。
3.2反渗透技术原理
就如同反渗透技术概述提到的点一般，膜对于反渗透技术在水处理的作用是非常大的，所以在进行实际操作时要注重膜、半透膜的运用。在反渗透技术中，渗透压的作用是十分明显的，当膜分离高于渗透压时才可以更好地将水与杂质分离开来。在对半透膜的设计中，开发者将孔洞的直径设计在10A左右，这种设计可以更好地将水和杂质进行分离。渗透工作其实就是在渗透膜的两边放置不同浓度的液体，因此低浓度的液体会向高浓度的液体一侧进行流动。渗透压则是指浓度过高的一侧达到一定高度后就不会产生水位与另一侧水位差距，而浓度高的液体在一定环境下像浓度较低的一侧流动，这种现象出现时就被称为反渗透。
4.反渗透技术在电厂中的运用
4.1反渗透装置系统的系统连接与运行方式
原水就是最先进入化学处理装置中的水，没有经过处理的原水需要经过系列性程序及设备运作后才能进入反渗透膜，经过反渗透膜等处理过后的水被称为淡水。反渗透系统装置主要包括多级高压泵、膜壳（压力容器）、反渗透膜元件、支架等。这种装备的主要作用是除去水中的杂质，保证水的清洁度，让水能够满足使用条件。
4.2反渗透系统组成
一般来说，反渗透系统普遍是由预处理系统、反渗透装备、后处理系统、清洗系统以及电气控制系统组成的。
4.2.1保安过滤器。保安过滤器又被称为精密过滤器，一般是在压力容器前进行设置，以此除去1度以上污浊度的细小微利，保证系统装备满足工序对进水速度和进水量的要求。有时候保安过滤器也被设置在水处理系统的末端，以防细小微粒、微生物等进入成品水。
4.2.2高压泵。高压泵的设计最主要目的是为了保证纯水能够渗透入反渗透系统中要达到相关标准，其最主要的作用是能够给高压泵足够的压力保证运行。
4.2.3反渗透膜组。一般在渗透膜装置中的水分为淡水和浓水，两种水的作用和处理方式都不相同，对于这两种水都有着固定的控制阀门。在浓水和淡水的浓度比例保证达到其回收率的75%，尤其是在脱盐率方面的要求就更加规范，要求不能少于98%。
4.2.4阻垢剂投加系统。阻垢剂投加系统是专门用来为反渗透系统和纳滤系统以及超滤系统服务的阻垢剂，这种阻垢剂可以防止反渗透膜表面结垢，能够提高产水质量和产水量，减少运行成本，降低费用。
4.2.5清洗装置。由于反渗透系统工作量大，所以必需要定期进行清洁，清洁周期一般是在3-6个月左右。清洗工作要由专门的人来按照反渗透系统的具体设计方式和工作程序来进行专业清理。
4.3反渗透预处理的运用
进水的容量会在反渗透过程中逐渐减少，但悬浮颗粒和溶解性物质的数量会成倍增加，在设备运作过程中容易出现堵塞的状况。这是由于许多悬浮颗粒依然留在半透膜上，当浓度大的溶质的饱和度达到一定数值时，会停留在半透膜上形成积淀结垢，对RO膜在增加运行流通压时的流通量产生一定的影响，甚至对系统的性能造成损坏。所以，预处理工艺的设计是否适合是决定整个反渗透装置成败的关键，只有当预处理满足反渗透进水的水质要求时，防渗透膜的使用寿命才能延长，另外也能减少运行费用，保证水流量和回收率的稳定。然而，电厂在运行过程中，通常使用的是煤矿的硫干水和水库水，为了使这种劣质的水能够正常使用，在制造生产过程中需要添加聚合氯化铝进行弥补中和，但过量使用添加剂容易造成设备的过滤器表面积累大量的污垢，影响设备的使用寿命。幸运的是电厂及时发现这一弊端，对设备进行改进，在预处理环节中添加多介质过滤器，改善后设备的使用效率明显得到提高。
多介质过滤器是指能够将溶液中的杂质进行一系列的分离处理等程序，排除有害膜元件的物质。要确保膜组件的正常工作，必须要保证RO入口水的质量符合相关规定，特别是处理水中的大颗粒物资，保证在正常工作中的工作效率提高，同时延长工作设备的使用寿命。若是COD水在水质测试中数值变大，大部分原因是在过滤器的运作过程中有许多不利的因素。根据调查分析，保安过滤器依据可反洗和不可反洗分为两种，每种保安过滤器都有对应的优势和弊端。可反洗型保安过滤器是使用最为普遍的，这种过滤器要求相关的工作人员有专业的理论知识。可反洗型保安过滤器需要每日清洗，并定期进行超声。相反，一次性滤元的操作过程较为简单，工作效率也远远高于可反洗型保安过滤器，但是在支出成本上，大于可反洗型保安过滤器设备。
5.反渗透化学清洗步骤
5.1制定清洗方案
清洗反渗透膜需要有专用的清洗剂，根据反渗透厂家的相关规定，对反渗透膜需要使用专用酸性清洗剂和碱性清洗剂相综合进行分段清洗，利用碱溶液和盐酸平衡清洗溶液的ph值。
5.2清洗前的准备工作
在清洗前需要打开反渗透装置的产水侧回水门，在反渗透清洗水箱注满产水，打开反渗透清洗水泵，将反渗透清洗管路采用循环的方式进行清洗，保证管路中没有杂物。在管路清洗干净后，停止运行反渗透清洗水泵，把水箱内的水全部排空，再注入一定高度的反渗透产水，打开加热器将水加热到40度左右。最后，准备好碱溶液和盐酸，随时调整清洗溶液的ph值，并做好相关记录。
5.3调制碱性清洗溶液
打开反渗透清洗水泵进行循环清洗，在清洗水箱内注入25公斤的碱性清洗剂，再注入适量的碱溶液，测量ph值，当ph值达到11左右即可。
5.4碱清洗反渗透膜
反渗透膜的清洗分为两段，一段膜清洗和二段膜清洗。将反渗透装置的出门口关闭，同时关闭高压泵出口门，将反渗透装置在系统内解列。打开反渗透装置一段清洗入口门、产水侧回水门、一段清洗回水门，使反渗透清洗水泵的出口压力保持在0.2到0.25Mpa之间。在反渗透膜清洗过程中，每个10分钟测量一次清洗液的ph值，一旦ph值降低，反渗透膜的污染物已被溶解，只需加入适当的碱溶液即可，将溶液的值稳定在11，保持30分钟清洗溶液的ph值。
反渗透膜的二段膜清洗与一段膜的清洗过程相同。在反渗透膜清洗完成后，关闭所有阀门，将反渗透膜浸泡在碱性溶液中5小时。
反渗透模式由于其优越性和特殊性被广泛运用，在正常运行条件下，反渗透膜也可能会被无机污垢及微生物等污染，在膜表面造成净水工作的不良运作，损害设备，甚至是减少设备的使用寿命。为了让反渗透膜得到更好的利用，恢复其透水性和除盐性，就要定期检查，及时进行化学清洗。
6.总结
电厂水处理反渗透化学清洗中发现主要污堵物为硫酸钙，同时还有部分碳酸钙和微生物。这就要求对反渗透清洗技术要加强学习，不断改善反渗透装置的运行状况，为以后的正常运行打下基础。同时要定期检查设备，节约邀请专业清洁所付出的高成本，增加设备使用寿命，加强运作及管理。根据自身实际情况找出最合适电厂的反渗透清洁方式。相信只要认真严谨地去做，就会收到更好的效果。
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