反滲透在硅業制水中的應用

趙婷婷

江蘇中能硅業科技發展有限公司，江蘇 徐州 221004

為了滿足生產需要，江蘇中能硅業有限公司一期建有2套出力為30m3/h的脫鹽水系統，采用的是“反滲透+離子交換”脫鹽水處理工藝，將反滲透產水作為離子交換樹脂的預處理水。這樣相對傳統的離子交換脫鹽水處理工藝有勞動強度低，酸耗堿耗低，延長樹脂使用壽命，污水排放量低，出水水質穩定等優點。

1 概述

1.1 工藝原理

反滲透技術是膜分離技術的一種。其原理是在高于溶液滲透壓的壓力下, 借助于只允許水分子透過的反滲透膜的選擇截留作用, 將溶液中的溶質與溶劑分離, 從而達到純凈水的目的。我們選用的反滲透膜是卷式聚酰胺復合膜，它具有極佳的透水和除鹽性能和極好的機械強度。

1.2 工藝流程

原水→原水泵→板式加熱器→多介質過濾器→活性碳過濾器→高壓泵→5μ保安過濾器→反滲透裝置→預脫鹽水箱→預脫鹽泵→陽離子交換器→脫碳風機→中間水箱→中間水泵→陰離子交換器→ 混床→脫鹽水箱→脫鹽水泵→生產裝置用水

1.3 反滲透裝置進水要求

溫度 ：25℃ ±3℃，壓力 ：10kg/m2～16kg/m2，Fe：＜0.05ppm，余氯 ：≈ 0ppm ，濁度 ：＜1NTU，運行 PH ：6.0-8.0， SDI：＜4（15min）, 鋁 ＜ 0.05mg/L，鐵 ＜ 0.1mg/L， 錳 ＜ 0.05mg/L ，CODMn（mg/l）

1.4 出水水質

反滲透：電導率25us/cm～35us/cm ，硬度0.5mg/L，脫鹽率≥98%，回收率75%

混床：電導率≤0.2us/cm，二氧化硅≤20ug/L，Na+≤10ug/L

2 主要設備作用

2.1 板式熱交換器

作用：保證反滲透進水溫度在25℃±3℃范圍內。

2.2 多介質過濾器

作用：除去水中膠體，雜質，有機物等保證反滲透進水濁度＜1NTU。

2.3 活性碳過濾器

作用：除去水中余氯。

2.4 保安過濾器

作用：保護高壓泵及反滲透膜不受顆粒或其它硬物損壞。

2.5 加藥系統

1）阻垢劑加藥系統，作用：防止反滲透膜結垢，污堵；

2）殺菌劑加藥系統，作用：殺滅菌類，防止反滲透膜上有藻類滋生；

3）還原劑加藥系統，作用：去除余氯，防止氧化反滲透膜。

2.6 沖洗系統

作用：用反滲透脫鹽水置換反滲透膜中停機后滯留的濃水防止濃水側亞穩態的結構物質出現結垢現象以保護反滲透膜。

2.7 清洗系統

反滲透經長期運行 ,在膜上濃水側會積累膠體、金屬氧化細菌有機物水垢等物質。造成膜污染引起系統脫鹽率下降，出水量降低，壓差增大等問題因此當反滲透性能下降到一定程度就應該對膜及時有效地清洗,避免造成嚴重膜污染而難以恢復。

作用：根據反滲透膜運行污染的情況配制一定濃度的特定清洗溶液，清除反滲透膜中的污染物質，以恢復膜的特性。

清洗步驟為：1）酸清洗，目的：去除反滲透膜過濾的結垢、金屬氧化物與膠體；

2）堿清洗，目的：去除反滲透膜過濾的微生物與有機物。

2.8 陽樹脂交換器、陰樹脂交換器、混床

作用：進一步去除水中剩余的各種離子，使水質滿足后續生產需求。

3 故障判斷及處理方法

3.1 故障癥狀

鹽透過率增大，產水量增加，壓差不變。故障原因：1）膜氧化破壞；2）膜片滲漏；3）產水管泄漏；4） O型圈泄漏。處理方法：1）～3）更換膜元件，4）更換O型圈。

3.2 故障癥狀

RO運行正常，但產水流量突然無顯示。故障原因：產水管道防爆膜破損。處理方法：停運系統，更換防爆膜

3.3 故障癥狀

產水量降低，鹽透過率升高，壓差升高。故障原因：膜結垢、被膠體污染。處理方法：清洗，改進預處理

4 反滲透運行注意事項

1）系統運行時必須保證設備前后閥門開啟，嚴禁高壓泵無水空轉；

2）必須采取措施盡量減少反滲透膜的污染；

3）水溫應控制在25℃±3℃為宜。否則對產水量有較大影響；

4）定期校驗和檢查各壓力表，使之正常、準確地工作。密切監視各段壓差，若壓差過高必須進行清洗；

5）反滲透裝置如短期退出運行（不超過7天），每天可用運行系統0.5小時，然后關閉所有閥門，以保證組件中充滿水。反滲透裝置如長期退出運行（超過7天），應采用1﹪的甲醛溶液，充滿反滲透組件，然后關閉所有閥門，每月檢查一次，夏天控制環境溫度，以防霉變，冬季要防凍。

5 結論

反滲透脫鹽水處理技術是一種簡易、實用的高科技水處理技術，具有運行穩定，運行費用低，自動化程度高等優點。其運行的好壞除有一套與其所處理的水質相適應的處理工藝流程，最重要的是加強操作人員責任心及日常管理工作。

[1]許振良.膜法水處理技術[M].北京：化學工業出版社，2001.

[2]Marcel Mulder著.膜技術基本原理[M].2版.李琳，譯.北京清華大學出版社，1999.

[3]劉茉娥，等.膜分離技術應用手冊[M].北京：化學工業出版社，2001.