16．介質(zhì)過濾器流速的設(shè)計標準
水的過濾凈化處理由來已久，民用的河砂濾床，依靠重力過濾，早期的衛(wèi)生用水使用素燒瓷濾芯過濾。傳統(tǒng)的過濾裝置可分為開放的重力過濾和封閉的壓力濾器。
過濾材料視進入過濾器(池)的水pH值而不同。使用鋁鹽(硫酸鋁、明礬、氯化鋁、聚合硫酸鋁、聚合氯化鋁)混凝、澄清的水，可用石英砂過濾，經(jīng)石灰沉淀軟化處理。用鐵鹽(硫酸亞鐵、三氯化鐵，聚合硫酸鐵，聚合氯化鐵)混凝處理的水，pH值較高，可用大理石、白云石或無煙煤過濾。
所用的濾料應(yīng)進行化學(xué)穩(wěn)定性試驗，石英砂和無煙煤分別在酸性、中性和堿性溶液中浸泡，大理石與白云石應(yīng)在中性和堿性溶液中浸泡。酸性溶液含鹽酸400mg／L，中性溶液含氯化鈉500mg／L，堿性溶液含氫氧化鈉400mg／L，10g上述濾料，粒徑為0.5～1mm，在室溫(20℃)浸泡24h，每4h攪動1次，浸泡液總?cè)芙夤绦挝镌黾恿?lt;20mg／L，二氯化硅<1mg／L。單層濾料的石英砂粒徑為0.5～1.2mm，雙層濾料無煙煤粒徑為0.8～1.8mm，石英砂為0.5～1.2mm。三層濾料用的重質(zhì)礦石粒徑可有4～5種級配，可為0.3～5mm以上。
過濾器(池)的濾速，可參照DL／T5068--1996《火力發(fā)電廠化學(xué)設(shè)計技術(shù)規(guī)程》的表-2。
表-2 過濾器(池)濾速(DL／T5068--1996表3．2．2．4)
過濾器(池)型式 濾速／(m／h)
混凝澄清 接觸凝聚
正常濾速 強制濾速
細砂過濾 6～8 — —
單層濾料 單流雙流 8～10 15～18 10～14 14～18 6～106～10
雙層濾料
三層濾料
變孔隙過濾
高效纖維過濾 10～14
18～20
18～21
20～40 20～25 6～10
—
—
17．活性炭過濾器為什么要注意滅菌
在水處理工藝中，活性炭過濾器用于對有機物的吸附和對過量氯(余氯)的吸附去除，對前者去除能力較差，通常為50％，對后者則很強，可以完全脫除余氯，這是由于在對余氯吸附的同時，還有自身被氯化的作用。
活性炭的吸附能力曾被用于口服對腸道細菌的吸附而治療細菌性痢疾，在第一次世界大戰(zhàn)中，氯氣類毒氣作為大規(guī)模殺傷性武器被使用，活性炭則是防毒面具中主要的毒氣吸附劑，離子交換樹脂被廣泛應(yīng)用后，活性炭在化學(xué)除鹽系統(tǒng)中使用較廣，大機組對有機酸的腐蝕敏感，因此配置活性炭床者更多?；钚蕴课剿袪I養(yǎng)物質(zhì)，可以成為細菌微生物的溫床，微生物膜對水的阻力影響較大，因此，應(yīng)定期進行反洗去污。如果反洗不能奏效時，應(yīng)進行滅菌處理。
實際上，按照進水濁度安排合理的反沖洗制度更具有實際意義，由于微生物膜與微生物黏泥難于清凈，采取空氣擦洗是必要的。某熱電廠用受嚴重污染的河水作為原水，水中菌、藻和微生物對濾池污塞嚴重，虹吸濾池的運行時間和反洗時間持平；活性炭過濾器無法使用，混床被黏泥結(jié)成團塊無法分層再生。為保證水的產(chǎn)量，將虹吸濾池濾料粒徑由1mm左右先后放大到2mm和3～4mm，將混床改成二級陽床與二級陰床除鹽，其出水質(zhì)量雖下降，但是滿足了供熱的用水量。最終的解決對策是使用了部分自來水，緩解河水污染造成的困擾，因此，當活性炭過濾器由于菌、藻造成污塞時除了加強反洗保證壓差在規(guī)定范圍內(nèi)之外，滅菌雖屬重要，但是更應(yīng)從源頭上解決。
在水處理工藝中，在反滲透裝置運行中都應(yīng)根據(jù)實際情況做應(yīng)變處置。在對內(nèi)蒙古某電廠進行風險評估時，該廠停爐保護僅做熱爐放水處理，按照通常情況是遠遠不夠的，但是認可該對策。當電廠人員詢問是否應(yīng)該采取成膜等保護措施時指出，對于地處沙漠與干旱地區(qū)的該廠來說，由于當?shù)叵鄬穸瘸Ｄ甑陀?0％，采取熱爐放水已經(jīng)能起到良好的停爐保護作用，無需采取更多的停爐保護措施，對于活性炭過濾器來說，只要壓差合乎規(guī)定，CODMn去除率不低于30％，無需更多的維護。
18．什么樣的系統(tǒng)用軟化器合適
軟化器是鈉陽離子交換器的俗稱，它可把水中鈣、鎂離子交換除去，使成為對應(yīng)的鈉鹽。水中含有鋇、鍶等離子時，也可經(jīng)過鈉離子交換脫除。因此，下列情況可以對水進行軟化處理，以免除結(jié)水垢的困擾。
1)在水處理系統(tǒng)中原來配置有軟化器時，應(yīng)盡量利用它作為前置過濾和軟化防垢，例如某熱電廠的熱網(wǎng)補充水和蒸發(fā)器的用水是軟化水，該廠原水是河水，限于資金，反滲透預(yù)處理較簡單，反滲透器壓差增長快，清洗周期短，出水質(zhì)量差，為此建議考慮。
⑴用軟化水作為反滲透器原水可使進水的濁度和污染指數(shù)達標，并防止鈣，鎂結(jié)垢。
⑵也可填設(shè)微濾裝置。
2)水的硬度過高，例如≥8mmol／L(Ca2++Mg2+)，使用一般的阻垢分散技術(shù)難以奏效者。
3)水質(zhì)較特殊，含鋇、鍶等離子高，或是含硫酸根高(例如≥200mg／L)或是含氟離子高(例如≥10mg／L)者。
4)經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟比較，并經(jīng)過模擬試驗證明，使用軟化技術(shù)優(yōu)于阻垢處理者。進口阻垢劑通常為8萬元／噸，對于雜質(zhì)含量不高時，處理費用較高，其防垢效果比軟化為差。
19．為什么系統(tǒng)脫鹽率整體過低
有一個200m3/h的反滲透項目，分成兩套裝置，每套裝置的產(chǎn)水量為100m3/h，設(shè)計采用海德能公司的低壓高脫鹽率CPA3反滲透膜，設(shè)計回收率75％，每套裝置采用8040CPA3膜元件108支，(12:6)×6排列，給水含鹽量1000mg/L，溫度為25℃，按照公司的設(shè)計軟件的設(shè)計計算，在初始投運時，其系統(tǒng)脫鹽率應(yīng)該在98％以上，運行壓力應(yīng)該不高于1.06MPa(10.6bar)。
系統(tǒng)實際運行時，運行壓力與設(shè)計壓力吻合，但系統(tǒng)脫鹽率不到90％，工程公司經(jīng)過與海德能公司技術(shù)人員的多次討論與原因分析，并且在現(xiàn)場對每一支壓力容器的產(chǎn)水電導(dǎo)率進行了測試，測試結(jié)果表明，裝置第一段12支壓力容器的產(chǎn)水電導(dǎo)率基本一致，裝置第二段6支壓力容器的產(chǎn)水電導(dǎo)率基本一致．，并且第一段壓力容器的產(chǎn)水電導(dǎo)率均低于第二段壓力容器的產(chǎn)水電導(dǎo)率，符合反滲透產(chǎn)水的一般規(guī)律，從而排除了某些壓力容器內(nèi)存在密封圈泄漏的可能性。
由于現(xiàn)場條件有限，不能進行水質(zhì)全分析，只有電導(dǎo)率表和pH試紙，在測量給水電導(dǎo)率和pH值后發(fā)現(xiàn)，電導(dǎo)率值基本與設(shè)計水質(zhì)相符，用pH試紙測出的pH值大約為7～8，從而排除了水質(zhì)大幅度變化的可能性。經(jīng)過反復(fù)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，工程公司只是對來水進行簡單的預(yù)處理后送入反滲透系統(tǒng)，而甲方所提供的來水實際上已經(jīng)在另一個車間進行了石灰軟化處理，處理后也沒有對水進行pH值的調(diào)節(jié)就送到了反滲透的凈化車間，由于工程公司沒有在給水系統(tǒng)中設(shè)計安裝pH表，同時pH試紙又已經(jīng)失效，因而沒有能夠發(fā)現(xiàn)pH值已經(jīng)很高的事實。根據(jù)這一調(diào)查結(jié)果，現(xiàn)場及時采取措施通過加酸來調(diào)節(jié)pH值，在將pH值調(diào)整到設(shè)計值后，系統(tǒng)脫鹽率超過了98%，問題得到了圓滿解決。
pH值是水的酸堿度的衡量指標，pH值變化，會影響到水中各種離子的平衡，尤其是碳酸系統(tǒng)離子的平衡，同時也會影響到氫離子和氫氧根離子的含量，而反滲透膜對各種離子的脫除率是不一樣的，同時其脫除率會受到pH值的明顯干擾，只有在pH值介于6～8之間時，其脫除率最高，當pH值過高或者過低時，其脫除率均會大大降低，而石灰軟化處理工藝其pH值往往都超過10，因而導(dǎo)致了本系統(tǒng)脫鹽率的大大降低。
20．反滲透膜元件產(chǎn)水管為什么會破裂
有一個520m3/h的反滲透項目，分成4套裝置，每套裝置的產(chǎn)水量為130m3/h，設(shè)計采用海德能公司的低壓高脫鹽率CPA3反滲透膜，設(shè)計回收率75％，每套裝置采用8040CPA3膜元件144支，(16:8)×6排列，給水含鹽量1200mg/L，溫度為25℃，按照公司的設(shè)計軟件的設(shè)計計算，在初始投運時，其系統(tǒng)脫鹽率應(yīng)該在98％以上，運行壓力應(yīng)該不高于1.1MPa（11bar）。
在系統(tǒng)實際運行前的沖洗階段即發(fā)現(xiàn)產(chǎn)水流量很大，在系統(tǒng)實際運行時，系統(tǒng)脫鹽率很低，幾乎無脫除效果，工程公司在現(xiàn)場對每一支壓力容器的產(chǎn)水電導(dǎo)率進行了測試，測試結(jié)果表明，所有壓力容器的產(chǎn)水電導(dǎo)率均很高，并且第一段壓力容器的產(chǎn)水電導(dǎo)率基本與第二段壓力容器的產(chǎn)水電導(dǎo)率相同，因而認為壓力容器內(nèi)存在密封圈泄漏的可能性。為了確認是否存在密封圈泄漏，現(xiàn)場決定首先拆卸其中一套裝置中的膜元件進行驗證，但隨即發(fā)現(xiàn)，該套裝置中幾乎所有膜元件的中心管(產(chǎn)水管)均出現(xiàn)了碎裂，不言而喻，中心管的碎裂造成了系統(tǒng)的泄漏。膜生產(chǎn)廠家隨即派出技術(shù)人員去現(xiàn)場了解情況，并收集代表性樣品送到公司總部進行分析，分析結(jié)果表明，中心管的碎裂是由于用戶在安裝時使用了不恰當?shù)臐櫥瑒?，該潤滑劑與由高分子材料制成的膜元件中心管發(fā)生了反應(yīng)，同時由于安裝時的應(yīng)力作用，造成了膜元件中心管的破裂。
根據(jù)膜元件廠家的建議，任何時候不允許使用石油類(如化學(xué)溶劑、凡士林、潤滑油及潤滑脂等)的潤滑劑用于潤滑O形密封圈、連接管、接頭密封圈及濃水密封圈。允許使用的潤滑劑只有硅基膠、水或丙三醇(甘油)。
21．反滲透膜元件玻璃鋼外皮為什么會破損
有一個180m3/h的反滲透項目，分成3套裝置，每套裝置的產(chǎn)水量為60m3/h，設(shè)計采用海德能公司的低壓高脫鹽率CPA3反滲透膜，設(shè)計回收率75%，每套裝置采用8040CPA3膜元件84支，(9:5)×6排列，給水含鹽量1200mg/L，溫度為25℃，按照公司的設(shè)計軟件的設(shè)計計算，在初始投運時，其系統(tǒng)脫鹽率應(yīng)該在98％以上，運行壓力應(yīng)該不高于0.9MPa（9.0bar）。
在系統(tǒng)實際運行時，系統(tǒng)產(chǎn)水量和脫鹽率均能完全達到要求，在現(xiàn)場對每一支壓力容器的產(chǎn)水電導(dǎo)率進行了測試，測試結(jié)果表明，所有壓力容器的產(chǎn)水電導(dǎo)率均合格，因而認為整套系統(tǒng)運行正常。在該系統(tǒng)運行1年后，盡管系統(tǒng)段間壓力降也幾乎沒有增加，但還是決定對其進行保護性清洗，為了確認是否存在可見的污染物，現(xiàn)場決定首先拆卸其中一套裝置中的膜元件進行外觀檢查，但隨即發(fā)現(xiàn)，該套裝置中已經(jīng)有某些膜元件的玻璃鋼外皮出現(xiàn)了裂紋，有些膜元件的端板與膜元件主體連接處出現(xiàn)裂紋甚至脫落，但并沒有造成系統(tǒng)產(chǎn)水量和脫鹽率的明顯變化。膜生產(chǎn)廠家隨即派出技術(shù)人員去現(xiàn)場了解情況，該裝置盡管采用了進口的膜元件和壓力容器，但在安裝時并沒有按照廠家的要求在膜元件與壓力容器的連接處安裝相應(yīng)的墊片，同時系統(tǒng)中反滲透入口處也沒有安裝電動慢開門，在系統(tǒng)啟動時，也沒有進行低壓沖洗排氣，因而造成高壓力的給水瞬間加載到膜元件上，造成了“水錘”的現(xiàn)象，同時由于在系統(tǒng)啟動時，沒有進行低壓沖洗排氣，殘留的空氣無法排出，被壓縮在壓力容器的出口端，因而在系統(tǒng)停運時，膜元件又被反推回來，造成了膜元件在系統(tǒng)內(nèi)來回竄動。
根據(jù)膜元件生產(chǎn)廠家的建議，現(xiàn)場重新安裝電動慢開門和相應(yīng)的墊片，在系統(tǒng)啟動前均進行低壓沖洗，并有效排除空氣，消除了造成“水錘”的條件，該系統(tǒng)再運行已經(jīng)多年，均沒有發(fā)生破裂的現(xiàn)象。
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