反渗透技术在锅炉补给水处理中的应用

摘 要 通过实例阐述了反渗透技术在锅炉补给水处理中的应用。分别从方案确定、系统组成及单元功能解析、工艺流程和控制方式简述、使用维护和应用发展前景几方面说明反渗透技术的优点。

关键词 锅炉补给水处理；反渗透技术；应用

中图分类号TK22 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2013）87-0133-02

0 引言

反渗透（Reverse Osmosis）技术是一项利用反渗透膜提取纯水的一种先进技术。其原理是在高于溶液渗透压的作用下，其它物质无法透过半透膜，将这些物质和水分离。孔径非常小的反渗透膜能够有效地去除水中的溶解盐类、胶体、微生物、有机物等。反渗透水处理以其水质好、耗能低、无污染、工艺简单、操作维护简便等优势被广泛用于海水及苦咸水淡化、锅炉补给水、饮用纯净水生产、废水处理等行业。下面以一个双级反渗透纯水装置为例谈谈该技术在锅炉补给水处理中的应用。

1概述

2009年7月一套 40T/H双级反渗透纯水装置投入锅炉补给水的使用。该系统取代了原来离子交换水处理方式，使锅炉给水各项指标得到优化。该系统由预处理部分、加药部分、控制部分、反渗透主机部分、系统清洗部分、管路和机架等部分组成。系统结构紧凑，操作简单，自动化程度高，使用可视化人机界面信息显示屏，运用先进的检测手段对必要参数进行在线监测，为系统连续稳定运行提供分析数据，对故障进行报警。应用反渗透技术进行锅炉补给水处理，不产生酸碱废液，不结垢，没有腐蚀性，减少锅炉排污，是节能、减排、环保的水处理工艺。在保证锅炉安全运行的前提下取得了很好的经济效益和社会效益。

2 方案确定

近年来，使用离子交换软化法进行锅炉的补给水，因锅炉水质不理想使锅炉结垢造成的能源损失难以计算，排放物对环境造成污染更是难以衡量。仅2008年40T/H蒸汽每年消耗标准煤约50000吨，远远超出标准煤耗。因此选择先进的水处理技术迫在眉睫，为此拟定两个方案：

2.1方案一

安装一组阴阳离子交换床除盐设备进行锅炉补给水处理，系统包括：阴、阳离子交换床、锅炉在线排污控制器、配套管路等总投资310万元人民币，这样的除盐水作为锅炉补给水，与离子交换软化法相比锅炉排污率由10%降至5%，每年节省700吨标准煤。但是，阴阳离子交换床带有酸碱储存系统和再生废液中和系统，频繁再生需求大量的酸碱，酸碱溶液的排放将对环境造成污染。

2.2方案二

安装一组双级反渗透水处理设备进行锅炉补给水。系统包括：一、二级反渗透设备、锅炉在线排污控制器、反渗透化学控制器、配套管路等总投资280万元人民币。这样的除盐水作为锅炉补给水，与离子交换软化法相比锅炉排污率由10%降至3%，每年节省1000吨标准煤。反渗透技术先进，无酸碱废液排放，符合环境保护的要求。

比较综上两个方案：反渗透系统比阴阳离子床系统每年多节约标准煤300吨，使用的化学处理剂数量大大降低，从而使排放污染物数量大大减少，有利于环境保护。所以决定安装40T/H双级反渗透纯水装置用于锅炉补给水。

3系统组成单元的功能解析

双级反渗透纯水装置由预处理部分；反渗透主机部分；加药部分；控制部分；系统清洗部分；管路、机架等部分组成。

3.1预处理部分

预处理部分由砂过滤器、活性炭过滤器、精密过滤器组成。砂过滤器主要去除水中泥沙、铁锈、胶体等大颗粒悬浮杂质，降低浊度；活性炭过滤器主要利用活性炭的广谱吸附性能，去除水中有机物、重金属离子和余氯等，降低色度；精过滤器去除水中的微小颗粒，确保水质符合反渗透膜进水的要求。

3.2反渗透主机

反渗透主机主要由增压泵、膜壳、反渗透膜、控制柜、管路和阀门等组成，是整个水处理系统的核心部分。增压泵对原水加压，除水分子可以透过反渗透膜外，水中的其它物质无法透过反渗透膜而被高压浓水冲走。

3.3加药部分

共加入三种化学药剂：絮凝剂、阻垢剂和NaOH。絮凝剂加在原水进入砂过滤器之前，将原水中的悬浮物、胶体、有机物等凝聚成大颗粒，通过砂过滤器去除；阻垢剂加在精过滤器之前，阻碍反渗透系统进水盐的结晶，能够有效控制硅聚合物和铁铝氧化物沉积；NaOH加在二级反渗透系统之前，调整pH值使其控制在8.5～9.2范围内。

3.4控制部分

控制系统设置控制柜和控制面板，通过显示屏幕进行控制和监测；控制系统可以在线监测流量、压力和产水量。水箱设置液位开关，与相关水泵联锁。高压泵进口设置低压自动保护，出口设置高压自动保护，当泵出口压力大于或某一设定值或泵的进口压力小于某一设定值时，高压泵自动停止运行，同时在显示器上显示报警。

反渗透水设置高压保护，水压超过设定值时， PLC控制反渗透产水自动泻压并停止反渗透主机运行。在反渗透主机进水处和出水处设置电导仪，以此来显示进水、产出水的水质。

3.5系统清洗部分

为保证反渗透系统的正常运行及延长反渗透膜元件的使用寿命，当反渗透运行一段时间后，需要对系统进行清洗，利用自动膜动能冲洗掉附着在反渗透膜上的悬浮物、凝胶状和金属氧化物等杂质，增强反渗透膜的通透性，提高产出水质量，延长反渗透膜的寿命。

4系统工艺流程

水处理工艺流程简图 见图1。

5 工艺流程和控制方式简述

5.1工艺流程简述

原水经增压泵加压，经过砂过滤器、活性炭过滤器和精密过滤器进入主机的一级高压泵，经高压泵加压水直接供给一级反渗透装置，反渗透装置内的水压由减压阀调节，由一级反渗透装置产生的浓水（不合格水）通过加压阀进入浓水箱后被送回砂过滤器入口。一级反渗透装置产生的净水经二级高压泵增压进入二级反渗透膜，二级反渗透膜上的压力由减压阀调节，二级反渗透装置产生的浓水（不合格水）通过加压阀、单向阀返回到一级高压泵前再次处理，净水通过水质检测后进入纯水箱备用。

5.2控制方式简述

1）纯水箱低液位时，PLC检测一级高压泵前压力，一级高压泵变频启动（预处理运行）。一级反渗透冲洗阀打开冲洗，同时产出的淡水冲洗二级反渗透；

2）一级高压泵变频正常工作，PLC检测膜前后压力正常，二级反渗透高压泵变频启动；

3）一级反渗透的产能较二级反渗透所需的水量多，一、二级反渗透的水量会自动平衡。

6设备维护

1）砂过滤器、炭过滤器每天反冲洗一次，系统自动清洗，滤料每年更换一次；

2）精过滤器设有自动清洗系统，滤芯每三个月更换一次；

3）反渗透膜自动清洗，药洗视反渗透系统运行情况而定；

4）按照操作说明进行操作，每天填写操作报告。

7 系统目前运行状况

三年多的运行过程中，没有出现停机故障，维修率很低，目前运行情况良好。

8结论

上述实例的运行结果表明，在锅炉补给水处理上采用反渗透技术，已经能够满足工业锅炉补给水系统要求的可靠性和耐久性。为锅炉经济、安全运行提供了保障。相对于传统的离子交换作为锅炉补给水处理的方式，反渗透水处理具有运行稳定，水质可靠，经济、节能、环保等优点。相信随着经济的发展及对环境保护要求的提高，应用反渗透技术的水处理方式会日益普及，它可以给用户带来巨大的经济效益和社会效益。应用前景可观。

参考文献

[1]锅炉水处理法规标准汇编.

[2]工业锅炉水质标准 GB/T1576-2008.