反滲透水處理設備在張溝煤礦的應用

摘要：文章以鄭煤集團張溝煤礦鍋爐水處理為背景，簡要介紹了反滲透水處理設備的工藝過程，該拳統具有結構緊湊、占地面積小、膜分離裝置操作簡單、便于自動控制、使用范圍廣、節能效果明顯等優點，投用后可產生可觀的經濟效益和明顯的環境效益。

關鍵詞：鍋爐；反滲透；水處理

中圖分類號：X703 文獻標識碼：A 文章編號：1006-8937(2011)24-0179-02

反滲透(RO)水處理技術設備結構緊湊、占地面積小且膜分離裝置操作簡單，水處理自動化程度高，操作性能優越，經過近30年的發展，在各個行業水處理環節中得到了廣泛應用。為提高礦井鍋爐水的利用率，降低水處理設備的維修費用，鄭煤集團張溝煤礦選購了反滲透水處理裝置，用于礦井鍋爐的水處理設備，該設備能夠分離出水中的溶解鹽、細菌、致熱質以及有機物等微量元素，并且在通過一、二級反滲透裝置處理含鹽原水200-3500mg/L時，單級膜脫鹽率達97％以上，大大提高了鍋爐原水水質。

1 反滲透水處理設備主要部件及作用

反滲透的原理為在濃溶液一側加上比自然滲透壓更高的壓力，扭轉自然滲透的方向，把溶液中的水壓到半透膜的一側，從而使處理水達到作為礦井生產、生活用水的標準，其處理水的工藝流程如下：

原水一原水泵一石英砂過濾器一活性炭過濾器一加阻垢劑裝置一精密過濾器一反滲透一增壓泵一軟化設備一用水點。

1.1 預處理部分

①石英砂過濾器。石英砂過濾器的構造為在壓力容器中裝填石英砂，利用石英砂的阻攔作用、沉淀作用、慣性作用及吸附架橋等作用，以降低水中懸浮物的含量，同時部分細菌、病毒也隨著懸浮物一同得以去除。

②活性炭過濾器。活性炭過濾器的構造為在壓力容器中裝填活性炭濾料，其粒徑為0.2～2.0mm，利用活性炭的物理吸附作用，以去除水中有機物、膠體及部分重金屬離子，特別是水中的顯色物質。同時活性炭可有效地吸附水中的余氯，以降低自來水中余氯的含量，改善水的口感。

③精密過濾器。精密過濾器的主要部件為微孔膜，其孔徑為5um。精密過濾器在防止石英砂、活性炭進人管道的同時，能進一步去除水中的懸浮物、膠體。降低水的濁度和色度。

④加阻垢劑裝置。加阻垢劑裝置采用意大利SEKO公司生產的型號為ACS-601的計量泵，阻垢劑溶液按照標準液與稀釋液1：9配比稀釋配制，并把溶液混合均勻。每噸加人3-5g阻垢劑溶液。

1.2 反滲透部分

反滲透技術是一項膜分離技術，以壓力作為推動力，扭轉自然滲透的方向，利用反滲透膜的選擇透過性(只能透過水而溶質卻不能通過)，達到將水和各種有機物、無機物有效分離的目的，從而制備純水及高純水。反滲透對水的分離是物理分離，反滲透膜表面微孔尺寸一般在0.5-1nm左右，其孔徑遠遠小于細菌、病毒的尺寸，因此，在需消耗少量的電能以提供反滲透操作所需的滲透壓的條件下即可利用反滲透膜能去除水中98％以上的溶解性固體(TDS)、100％的細菌、病毒，達到分離水和其它微粒的目的。

1.3 軟化部分

軟化床由清水緩存罐、增壓泵、離子交換器(樹脂罐)以及再生鹽罐組成，經過反滲透裝置的清水暫存在緩存罐內，經增壓泵增壓后進入離子交換器后二次去除水中鈣(ca)、鎂(Mg)離子，實現高效除硬。并且再生鹽和離子交換裝置可以實現再生，有效的提高了系統的使用壽命。

2 反滲透水處理設備優點

反滲透水處理設備由于其基本原理的特殊性，與其它水處理設施相比具有以下比較明顯的優點：

由于只是用壓力作為膜分離的推動力，因此膜分離裝置操作簡單，便于自控和維修，設備占地面積小；設備配有在線的儀表，可隨時監視設備的運行；設備具有過熱保護功能，當設備的負載超過設定值時，設備會自動斷電以保護整個系統；設備設有高低壓保護功能，高壓泵入口壓力過低則會形成汽蝕，高壓泵出口壓力過高會對反滲透膜造成機械損壞。本設備設有自動保護裝置，當出現以上兩種情況時設備會自動停機；設備裝有狀態指示功能，設備操作面板上裝有狀態指示燈和各種儀表，出現異常時可通過對比提醒操作人員調整各項運行參數；處理后的水質好，可以分離出水中的溶解鹽、細菌、致熱質以及有機物等微量元素，單級膜脫鹽率達97％以上；節省電耗，反滲透過程不發生相變，與有相變的分離法(如蒸餾)和其他分離法相比，能耗要低得多。每噸水耗電2～8度。

3 應用效果分析

反滲透取代電滲析和鈉離子交換器后，取消了傳統的電滲析酸洗過程，避免了環境污染。此外，由于應用反滲透技術處理后的水電導率明顯低于電滲柝和鈉離子交換器處理后的水，供鍋爐使用，產生的蒸汽滿足催化、常壓等裝置生產用蒸汽的要求，為鍋爐的安全、平穩、長周期運行奠定了堅實的基礎。張溝煤礦反滲透處理水設備現場應用表明，采用反滲透水處理設備具有水質好，節能降耗、產品安全性能高等特點，在實際使用中減少鍋爐化學清洗次數，提高鍋爐運行的安全性，提高了礦井的經濟效益，對于水資源的可持續利用具有重要的意義。