李永峰

（國(guó)能包頭煤化工有限責(zé)任公司，內(nèi)蒙古包頭 014010）

0.引言

隨著現(xiàn)代煤化工產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，黃河沿線由于周邊地區(qū)煤炭資源豐富，已成為煤化工行業(yè)競(jìng)相投資落戶的地區(qū)。相當(dāng)一部分的煤化工項(xiàng)目，坐落于黃河兩岸附近。某公司作為世界首套煤基制烯烴能源公司，在為國(guó)家新能源戰(zhàn)略引領(lǐng)示范作用和煤炭清潔利用做出貢獻(xiàn)的同時(shí)，也存在著黃河水質(zhì)較差，含沙量大、濁度、電導(dǎo)率等高的特點(diǎn)。而且黃河流域水質(zhì)受到季節(jié)性影響，致使黃河在封、開(kāi)河階段水質(zhì)急劇惡化對(duì)水處理系統(tǒng)造成沖擊的共性問(wèn)題。

1.存在的問(wèn)題

某公司水處理系統(tǒng)由6超濾、反滲透加六臺(tái)的一級(jí)除鹽＋混床系統(tǒng)構(gòu)成，其中超濾系統(tǒng)采用的是內(nèi)壓式超濾膜，反滲透使用的是抗污染復(fù)合膜。在工藝中，使用黃河水作為原料水，黃河水經(jīng)過(guò)凈水廠處理，去除濁度、懸浮物，處理后濁度小于3FTU，進(jìn)入化學(xué)水裝置后，黃河水經(jīng)過(guò)雙膜法+二級(jí)離子交換處理工藝，處理為二級(jí)脫鹽水，外送至用戶。經(jīng)過(guò)運(yùn)行一段時(shí)間后，因水質(zhì)變化，尤其是處于黃河封河和開(kāi)河的時(shí)候，水質(zhì)急劇變化，系統(tǒng)經(jīng)常出現(xiàn)污堵，制水量下降等許多問(wèn)題，直接影響了水處理設(shè)備的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。黃河水濁度變化分析圖1所示。

圖1 黃河水濁度變化

從圖1可以看出，黃河水雖然經(jīng)過(guò)前級(jí)凈水處理，但隨著季節(jié)性影響，3月隨著黃河開(kāi)化期間，冬季冰面上的大量有機(jī)物、懸浮物等雜質(zhì)由冰凌進(jìn)入黃河，由于污染物含量很大，對(duì)凈水廠出水水質(zhì)有一定沖擊，濁度有一定波動(dòng)，濁度在11月左右黃河封河期達(dá)到一年中一個(gè)峰值。黃河水含鹽量變化分析圖2所示。

圖2 黃河水含鹽量變化

由圖2可以看出，黃河水含鹽量11月開(kāi)始升高，11月至1月為全年含鹽量最高階段，電導(dǎo)在1050μs/cm～1350μs/cm，原因是冬季黃河封凍后，鹽分濃縮，數(shù)值穩(wěn)定在一定范圍內(nèi)而在黃河開(kāi)河后一段時(shí)間，黃河水含鹽量逐漸降低，并且較為穩(wěn)定，原因是雨季陸續(xù)到來(lái)，黃河補(bǔ)充水較充沛，黃河水含鹽量也隨之降低。

2.狀況發(fā)生經(jīng)過(guò)

該超濾反滲透系統(tǒng)設(shè)備剛投運(yùn)初期，運(yùn)行正常。水源使用的是經(jīng)過(guò)水廠處理過(guò)的黃河水，又經(jīng)過(guò)沉淀池澄清后作為原水。在黃河開(kāi)河后，出現(xiàn)自清洗過(guò)濾器污堵嚴(yán)重，超濾壓差高，保安過(guò)濾器濾芯更換頻繁，反滲透壓差高的現(xiàn)象，反滲透產(chǎn)水量下降。導(dǎo)致除鹽水量下降，外供除鹽水無(wú)法保障。對(duì)全公司的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行產(chǎn)生了影響。

3.狀況發(fā)生原因分析

在情況發(fā)生后，公司立即召開(kāi)專題會(huì)議，對(duì)導(dǎo)致超濾污堵，保安過(guò)濾器濾芯更換頻繁，反滲透壓差高等進(jìn)行了原因分析，其中超濾系統(tǒng)產(chǎn)水水質(zhì)下降是導(dǎo)致反滲透壓差高的直接原因；而導(dǎo)致超濾系統(tǒng)產(chǎn)水水質(zhì)下降的原因主要有幾個(gè)方面：（1）原水水質(zhì)急劇變化，水質(zhì)惡化；（2）超濾膜存在斷絲問(wèn)題，導(dǎo)致出水水質(zhì)不合格，超濾出水濁度高；（3）超濾膜化學(xué)清洗效果不好，清洗工作安排不及時(shí)，反洗時(shí)間，反洗流量不夠；（4）超濾反洗程序設(shè)定存在問(wèn)題；（5）系統(tǒng)加藥量控制不合理。

4.采取的措施

（1）通過(guò)與原水處理廠協(xié)調(diào)，加大對(duì)原水的凈化處理，保證來(lái)水濁度在3NTU以下。加大原水的沉淀時(shí)間及絮凝劑的投加量。針對(duì)目前的原水水質(zhì)現(xiàn)狀，對(duì)超濾進(jìn)行了包括原水加酸，加次氯酸鈉，原水水質(zhì)燒杯試驗(yàn)等多項(xiàng)摸索性試驗(yàn)，對(duì)運(yùn)行期間的加藥量，加藥效果進(jìn)行檢查；結(jié)合反洗效果對(duì)超濾系統(tǒng)反洗頻次和反洗期間的加藥量和反洗時(shí)間進(jìn)行檢查和調(diào)整，對(duì)運(yùn)行控制參數(shù)進(jìn)行修改和完善。通過(guò)調(diào)整超濾前自清洗過(guò)濾器自動(dòng)反洗壓差和手動(dòng)人工反洗，保證超濾進(jìn)水水質(zhì)合格[1]。（2）首先對(duì)超濾進(jìn)行了氣密性檢測(cè)工作，通過(guò)對(duì)6套超濾膜的檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)都有不同程度的斷絲情況，產(chǎn)水水質(zhì)指標(biāo)超標(biāo)。立即對(duì)斷絲的膜進(jìn)行了封堵。保證超濾產(chǎn)水合格。其次對(duì)超濾裝置及管道的支吊架進(jìn)行了加固，減少震動(dòng)等原因?qū)Τ瑸V膜斷絲的影響，及時(shí)對(duì)超濾進(jìn)行化學(xué)清洗，確保避免因壓差高引起的超濾膜斷絲現(xiàn)象。（3）化學(xué)清洗方案采用堿液＋氧化劑清洗，然后再用1%～2%檸檬酸循環(huán)清洗。為了達(dá)到好的清洗效果，在化學(xué)清洗前用除鹽水將清洗水箱沖洗干凈。控制水溫在25℃～30℃，清洗壓力在0.15MPa～0.20MPa，通過(guò)多次循環(huán)浸泡，使超濾得到徹底清洗。當(dāng)清洗液pH發(fā)生變化時(shí)可以適當(dāng)加藥調(diào)整。防止降低清洗液濃度，影響清洗效果。（4）對(duì)運(yùn)行程序進(jìn)行修改和改進(jìn)，通過(guò)控制常規(guī)反洗頻次并根據(jù)污染物主要由有機(jī)物質(zhì)構(gòu)成的實(shí)際情況，調(diào)整自動(dòng)酸堿洗的清洗頻次。適當(dāng)提高酸堿洗時(shí)的加藥濃度，保證清洗效果。同時(shí)在保證設(shè)備安全的情況下，適當(dāng)提高反洗流量，從而提高反洗效果。常規(guī)反洗間隔時(shí)間適當(dāng)縮短，并延長(zhǎng)反洗時(shí)間，進(jìn)一步提高反洗效果。利用公司大檢修的間隙，對(duì)水箱進(jìn)行污物處理。將積累在水箱里的泥沙，污物徹底清理干凈，以免污水箱染物對(duì)系統(tǒng)造成沖擊[2]。

5.檢修和生產(chǎn)方面采取的措施

超濾運(yùn)行時(shí)加強(qiáng)對(duì)運(yùn)行參數(shù)的監(jiān)督。超濾停運(yùn)時(shí)間超過(guò)一天時(shí)必須先對(duì)超濾進(jìn)行自動(dòng)化學(xué)清洗后投運(yùn)。每班次必須巡檢加藥裝置的加藥情況并做好記錄，保證藥液能加到系統(tǒng)中。對(duì)超濾前面的自清洗過(guò)濾器要及時(shí)進(jìn)行反洗，如不能自動(dòng)反洗時(shí)要聯(lián)系檢修對(duì)濾網(wǎng)進(jìn)行清理。每周將生水箱，清水箱進(jìn)行一次排污；反滲透運(yùn)行期間加強(qiáng)測(cè)定進(jìn)水SDI值和原水、超濾進(jìn)水、出水的濁度、鐵、COD進(jìn)行常規(guī)分析，并根據(jù)數(shù)據(jù)及時(shí)調(diào)整清洗和運(yùn)行參數(shù)。做好超濾，反滲透系統(tǒng)的備品備件準(zhǔn)備工作，確保超濾，反滲透系統(tǒng)以及加藥設(shè)備，清洗設(shè)備等輔助設(shè)備的消缺及時(shí)性，積極配合運(yùn)行做好超濾膜斷絲檢查和修復(fù)工作。

6.其他方面的措施

為了節(jié)約成本，保安過(guò)濾器濾芯盡量當(dāng)保安過(guò)濾器壓差達(dá)到更換壓差時(shí)再進(jìn)行更換，同時(shí)對(duì)污染不是很嚴(yán)重的濾芯采取用酸浸泡的方法，使其恢復(fù)部分功能后重新投入使用。從而減少了大量采購(gòu)濾芯，降低采購(gòu)和維修成本。

7.結(jié)論

經(jīng)過(guò)上述措施，自清洗過(guò)濾器污堵情況基本沒(méi)有了。保證了超濾進(jìn)水水質(zhì)。超濾出水濁度大大降低，使反滲透保安過(guò)濾器濾芯的使用時(shí)間提高到20d以上，反滲透進(jìn)水壓力，段間壓差明顯降低。而且實(shí)現(xiàn)了保安過(guò)濾器濾芯的重復(fù)使用，降低了運(yùn)行維護(hù)成本。在運(yùn)行和維護(hù)方面也積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)，系統(tǒng)制水得到了保證。黃河水作為地表水，受到環(huán)境、季節(jié)影響，水質(zhì)有較大波動(dòng)，但只要摸清水質(zhì)波動(dòng)規(guī)律，提前制定措施，及時(shí)處理存在問(wèn)題，完全可以合理作為工業(yè)水進(jìn)行使用。