除鹽制水系統原水預處理瓶頸問題優化改造

辛 平，侯立波，孫英策，趙 琦

(1.中國石油吉林石化公司 乙烯廠，吉林 吉林 132022；2.中國石油吉林石化公司 研究院，吉林 吉林 132021)

中國石油吉林石化公司乙烯廠反滲透制水系統采用反滲透膜元件及整機設備，該系統為140 m3/h的二級反滲透制水系統。松花江來水經過供排水車間加壓后送到除鹽裝置，經過水-水換熱器及汽-水換熱器預熱，進入到活性炭過濾器，去除來水中懸浮物及雜質，為反滲透制水系統及陰陽離子交換床提供原水。在實際生產中，由于經過活性炭處理的原水污染指數(SDI15)超標，造成反滲透入口保安過濾器壓差高，濾芯頻繁更換，增加了生產運行成本，同時嚴重制約了生產的連續性。

作者利用超濾制水技術，在反滲透保安過濾器前來水管線上進行技術改造，新增一套超濾制水系統，投入運行后滿足了反滲透進行水質的需求，保證了反滲透的長周期運行，降低了生產成本。

1 反滲透制水系統運行中存在的問題

1.1 保安過濾器濾芯更換頻繁

現有活性碳過濾器在夏季豐水期的產水水質SDI15>5.5，已不能滿足反滲透對進水水質要求，造成保安濾器壓差高，濾芯使用壽命短，7～10 d更換一次，嚴重制約了反滲透系統的連續穩定運行。

1.2 一級反滲透膜化學清洗頻繁

來水水質合格時反滲透運行3～6個月進行一次化學清洗，由于活性炭過濾器預處理水質不達標，導致一級反滲透膜段間壓差高，產水量小，運行周期短，20～30 d為一個運行周期，最短的運行周期僅13 d，就需要對一級膜進行一次化學清洗。

1.3 制水效率降低

無論是保安過濾器更換濾芯還是反滲透化學清洗，系統必須停車。更換濾芯需要3～4 h，化學清洗需要36～48 h，大大影響了反滲透的制水效率。

1.4 運行成本增加

保安過濾器濾芯為一次性使用，污堵后只能更換。頻繁的化學清洗，需要消耗大量化學藥劑，在影響膜的使用壽命時，產生的酸堿性廢水處理費用增加，造成生產運行成本增加。

2 改造方案

根據現有生產運行狀況及國內水處理技術的調研，采用國內先進的制水技術—超濾制水設備，對活性炭過濾水進一步進行預處理，去除水中殘余的細菌及微生物，使SDI15≤3[1]，滿足反滲透保安過濾器進水水質要求。

2.1 超濾系統工作原理

超濾系統是專為反滲透和納濾預處理、中水處理回用項目和濁度比較高的物料處理而使用的膜過濾單元。它是一種以篩分為分離原理，以壓力為推動力實現機械分離的膜分離過程[2]。超濾膜可截留大分子物質(如蛋白、色素、多糖等)，透過小分子物質(如無機鹽、單糖、小分子色素、灰分等)和水；從而達到去除細菌、微生物和懸浮物等雜質[3]，凈化后的水清澈透明，濁度近于零。

2.2 改造前工藝流程

松花江來的低硅水經過水-水換熱器、汽-水換熱器預熱后，通過活性炭過濾器過濾預處理后的原水，進入到反滲透制水系統的保安過濾器過濾后，供反滲透制水系統使用，具體流程見圖1。

圖1 反滲透制水系統改造前工藝流程圖

2.3 改造后工藝流程

在反滲透制水系統來水線增加超濾制水系統，經過活性炭過濾后原水分別進入超濾保安過濾器、超濾膜元件，經過超濾設備制取的超濾水進入超濾產水箱，經泵送至反滲透制水系統。每套超濾產水為100 m3/h，共計兩套，超濾制水系統并聯排列，可同時運行，也可單獨運行，超濾產生的濃水回收到供排水池內作為循環水補水使用，具體流程見圖2。

圖2 反滲透制水系統改造后工藝流程圖

3 改造后的效果分析

活性碳過濾水預處理改造投用后已連續穩定運行一年，在夏季豐水期超濾產水能夠滿足反滲透制水系統對來水水質的需求SDI15≤3，減少了保安濾芯更換的頻次，每3月更換一次，運行周期延長，每6個月進行一次化學清洗，提高了對反滲透膜的保護效果，化學清洗藥劑及酸堿性廢水排放量大大降低，降低了生產運行成本，達到了預期目標，經濟效益和社會環境效益是非常可觀的。

3.1 經濟效益

以全年為例對改造前后反滲透制水系統運行成本進行比對，改造前全年運行費用為123.82萬元，改造后全年運行費用為88.5萬元，節約效益為35.32萬元，反滲透制水成本降低0.6元/m3。

3.2 社會環境效益

除鹽增上超濾制水系統，大大減少了保安濾芯的更換頻次，減少了廢濾芯的堆埋處理量，而且減少了化學清洗產生的酸堿性廢水排放總量，同時對產生的濃水進行回收再利用，實現零排放，對改良環境具有顯著的社會效益[4]。

4 結 論

除鹽制水系統原水預處理瓶頸問題進行優化改造后，使活性炭過濾水得到進一步預處理，大大降低了原水SDI15值，滿足了反滲透進水水質需求，延長了其運行周期，提高了反滲透出水量，增加了產能，在生產水預處理領域值得廣泛推廣和應用。

參 考 文 獻：

[1] 林慶峰，余偉，狄小偉.反滲透系統的設計與應用 [J].工業水處理，2008,28(4)：74-77.

[2] 邵剛.膜法水處理技術[M].北京：冶金工業出版社，2000：242-243.

[3] 魯永學.超濾在反滲透預處理系統中的應用[J].工業水處理，2008，28(4):83-84.

[4] 梁曉飛菲,薛罡,王金波.超濾凈水技術的研究 [J].環保科技,2008，14(2)：13-15.