反滲透脫鹽裝置在水處理中的應用研究

趙永吉

（中電環保股份有限公司，江蘇南京 211100)

反滲透脫鹽裝置在水處理中的應用研究

趙永吉

（中電環保股份有限公司，江蘇南京 211100)

論述了反滲透的機理和影響因素。研究了反滲透脫鹽裝置在華北某石化企業的應用情況，并針對生產過程中出現的因水溫低和水中含余氯而影響裝置產出水量和脫鹽率的問題進行了改造，對反滲透脫鹽裝置的工業應用具有借鑒意義。

反滲透；脫鹽；水處理

近年來，隨著我國工業生產中對于生產用水量不斷增加，對水質的要求也越來越高。當前，我國天然水體中雜質較多，且受各類污染物污染的現象非常嚴重。要使水源水質滿足生產需要，必須對來水進行有效的處理。在工業生產中，通常可采用反滲透等方法脫鹽獲得純水。反滲透技術可有效地去除水體中的鹽類、有機物等雜質，被廣泛應用于制取工業純水。對于某些來水含鹽量變化較大的水體，還可考慮采用多段反滲透脫鹽的方式進行處理[1]。

1 反滲透的機理及影響因素

作為膜分離的一種，反滲透主要是利用溶液的壓力差（滲透壓）作為動力來實現鹽、水分離。純水和鹽類在膜中傳質速率的不同，才使得水和鹽分離，達到脫鹽的效果。水分子在膜水界面上被有限吸附，其余鹽類等雜質被阻截。純水在膜的擴散速率與反滲透膜的理化性質有很大關系。

與傳統離子交換法相比，反滲透法無需消耗大量的化學品，因此對環境和工人的危害較小。同時，該方法還具有脫鹽效率高、出水量大、能耗低等特點。此外，由于反滲透脫鹽裝置自動化程度高、操作簡便，因此運行成本可有效降低。

對于反滲透脫鹽裝置，來水的溫度、鹽度和pH等會影響其脫鹽率和水通量等指標。此外，水的流量、壓力等參數也會影響反滲透工藝的脫鹽效率。

2 反滲透脫鹽裝置在水處理中的應用

本文以我國華北某石化企業的反滲透脫鹽工藝為研究對象，研究反滲透脫鹽裝置在工程上的應用情況。

2.1 工藝情況

企業有反滲透脫鹽裝置兩套，主要包括原水預處理、反滲透脫鹽及后處理等工序（見圖1），每套反滲透脫鹽裝置設計產水能力為500t/h。2016年10月前實際產水要求每套裝置達到350t/h即可，剩余產能為新建乙醇項目配套。裝置所用反滲透膜為美國海德能公司生產的ESPA2-4040卷式膜。

圖1 反滲透脫鹽工藝流程圖

該反滲透脫鹽工藝2014年5月建成，期間經過調試，一直運行穩定，出水指標滿足設計標準要求。同時，兩套裝置（分別標注為1#、2#）的產水能力相差不大。但自2016年11月開始，該企業新上的乙醇項目建成投產，對于脫鹽水的需求增加了200t/h。因此，將每套反滲透脫鹽裝置產出水量標準提升到450t/h.，然而，增加產出水量后，兩套裝置發生了一些故障和問題。

2.2 運行過程中出現的問題及解決方案

由圖2可知，2016年10月之前，1#反滲透脫鹽裝置的產水率處于75%左右，產出水量能夠滿足350t/h的生產需求。而2016年11月以后，因新上乙醇項目投產，所需脫鹽水量增加。因此，對該反滲透脫鹽裝置加大了處理量。但是，此后幾個月平均產出水量普遍不足450t/h，且產水率顯著下降，處于65%左右。這可能與該石化企業所采用的原水來自水庫水，而企業所在區域為我國華北地區，11月份之后氣溫驟降，導致原水溫度較低（＜10℃）有關。

圖2 1#裝置不同時間段產水率和產水量變化情況

根據經驗，反滲透脫鹽裝置原水最佳溫度在25℃左右。因此，在該裝置入口處增設換熱器1臺，以確保原水溫度可達到15℃以上，進而確保產出水率和水量達標。經改造后，該裝置產出水量和水質均有了顯著提高。

此外，在2016年11月前，裝置的處理水量提高，裝置的反滲透脫鹽率卻出現了下降趨勢，并隨處理水量的加大而越來越顯著。筆者對裝置的運行記錄進行分析，發現在處理水量加大后，為做好殺菌工作，加大了氯的投加量。因此水中余氯含量在0.5mg/L左右。由于本裝置所用卷式膜對余氯的抗性差，因此影響了脫鹽率。為此，在反滲透脫鹽裝置前設置一活性炭過濾裝置以消除余氯，有效地提高了脫鹽率。

3 結論

在工業生產中，反滲透技術常被應用于脫除水體中的鹽類、有機物等雜質，制取工業純水。華北某石化企業的反滲透脫鹽裝置針對運行過程中水溫低的問題，增設換熱設備，并設置活性炭過濾裝置以去除余氯，實現了脫鹽工藝的穩定運行，滿足生產需要。

[1] 周健，華倫.反滲透技術在清江石化除鹽水工藝中的應用[J].淮陰工學院學報，2012，（1）：56-61.

Application of Reverse Osmosis Desalting Apparatus in Water Treatment

Zhao Yong-ji

This paper discusses the mechanism and influencing factors of reverse osmosis.The application of reverse osmosis desalination plant in a petrochemical enterprise in North China was studied，and the problems of production water and desalination rate were affected by low temperature and residual chlorine in the production process.Which is of great significance to the industrial application of reverse osmosis desalination plant.

reverse osmosis；desalination；water treatment

TQ085

B

1003–6490（2017）11–0240–01

2017–09–11

趙永吉（1987—），男，山西朔州人，助理工程師，主要從事水處理方面的工作。