反滲透裝置在成昆鐵路沿線小站的應(yīng)用

更新時間：2009-10-20 16:22 來源：作者: 尹涵許社華閱讀：5601

1、前言

近年來,，由于國內(nèi)經(jīng)濟科技實力的不斷增強,，從國外引進大量反滲透水處理系統(tǒng)，使以反滲透,、超濾,、納濾為代表的膜分離技術(shù)得到飛速發(fā)展，在巨大的國內(nèi)需求和高額利潤的雙重驅(qū)動下,，已從研發(fā)階段邁入了實際應(yīng)用階段,。此前在五六十年代日產(chǎn)幾百噸的反滲透脫鹽技術(shù)還是高科技產(chǎn)品，到七十年代得到較大發(fā)展,，在七十年代末,，沙特已建成日產(chǎn)2萬噸的反滲透海水淡化廠；到八十年代中在美國加州建成了當(dāng)時世界上最大的苦咸水淡化廠――Yuma市水廠,，生產(chǎn)能力達37萬m3/d,，①至此，反滲透淡化除鹽設(shè)備迅速在世界各地推廣,。

昆明鐵路局昆西供電段管內(nèi)成昆線沿線為亞熱帶干熱河谷氣候,，地表徑流少，蒸發(fā)量大,，地下水礦化度高,，含鹽量一般都大于500mg/L,沿線各小站的鐵路職工長期飲用此種水質(zhì)，對職工身體健康有不利影響,。昆西供電段在局有關(guān)職能部門的領(lǐng)導(dǎo)下,，采用反滲透脫鹽系統(tǒng)對原水較差的大灣子和羊臼河給水所進行技術(shù)改造。根據(jù)我段實際應(yīng)用情況,，將其經(jīng)驗和不足與大家一起分享討論,。

2、工程概況

成昆鐵路大灣子給水所處于金沙江亞熱帶干熱河谷地帶,，以地下水為水源，原水總硬度在1500～1800mg/L間,，水中離子以Ca2+,、Mg2+、Na+,、

SO42-,、Cl-,、HCO3-為主，必須對其進行脫鹽處理方可符合國家生活飲水衛(wèi)生標準,。

2.1 脫鹽工藝選擇

常見的脫鹽方法主要有：離子交換法,、電滲析法、反滲透法,、蒸餾法,。除反滲透法為近十年來發(fā)展迅速外，其它幾種方法均已應(yīng)用多年,，在目前一些行業(yè)有重要地位,。對總硬度大于1000mg/L的原水來說，仍采用一般離子交換法除鹽,，再生藥劑用量大,，很不經(jīng)濟；蒸餾法由于受能源消耗高,、

占地較大的影響,，一般多用于大中型海水淡化項目；反滲透法和電滲析法均屬于膜分離技術(shù),，在西南地區(qū)應(yīng)用較少,，故此前筆者對此了解不多，考慮到反滲透技術(shù)發(fā)展較快及有關(guān)部門推薦,，采用反滲透脫鹽法,。

2.2 工作原理及處理工藝流程

2.2.1 工作原理

反滲透是指原水在通過半透膜時，用外加足夠壓力使溶液中溶劑（水）沿著與自然滲透壓相反的方向通過半透膜,，而溶質(zhì)則被半透膜所攔截,，從而達到溶劑、溶質(zhì)分離的目的,。反滲透廣泛應(yīng)用于溶液的分離,、提取、純化,、濃縮等用途,，是目前海水和苦咸水淡化，純水,、超純水制備的主經(jīng)濟的方法之一,。②

2.1.2 工藝流程

大灣子給水所的原水為深井地下水，濁度和有機污染很少,，故其預(yù)處理也較常規(guī)方式簡單,，因此較常規(guī)處理省略臭氧殺菌和活性炭過濾兩項工藝，流程如下：

2.1.3 系統(tǒng)簡介

2.1.3.1 預(yù)處理

使用離子交換樹脂軟水器（美國富萊克）去除水中鈣,、鎂等離子,，防止形成沉淀堵塞反滲透膜,。采用工業(yè)鹽再生。

2.1.3.2 精濾,、保安過濾

主要是將原水中懸浮物進行截留,，降低濁度，避免超濾膜和反滲透膜堵塞,，需定期將膜元件清洗,。

2.1.3.3 反滲透系統(tǒng)

對水中各類超標陰陽離子進行去除。由于出水水質(zhì)僅需滿足生活飲用水標準,，本系統(tǒng)為一級一段式反滲透系統(tǒng),。核心的反滲透膜元件采用進口芳香聚酰胺復(fù)合膜，設(shè)計產(chǎn)水量10m3/h,。系統(tǒng)總功率：33KW,，系統(tǒng)增壓泵壓力為1.8MPa，本系統(tǒng)具有以下特點：

A,、操作壓力低,，水通透量大。

B,、對二價離子去除率高,，適用于本項目Ca2+、Mg2+,、SO42-等雜質(zhì)離子偏高的水質(zhì)情況,。

2.1.3.4 反滲透系統(tǒng)進、出水水質(zhì)對比表

采水地點：大灣子給水所

采樣時間：2004年3月25日水溫：18℃

表1 反滲透系統(tǒng)進出水水質(zhì)

項目	PH	總硬度	Cl^－	SO₄^2-	鐵
單位		mg/L	mg/L	mg/L	mg/L
進水水質(zhì)	7.4	1854.5	73.73	1512.2	0.53
出水水質(zhì)	6.7	29.8	4.04	23.2	<0.05

脫鹽率：（1854.5－29.8）/1854.5×100％＝98.4％

3,、反滲透脫鹽系統(tǒng)的不足

3.1 水利用率不高

由于本系統(tǒng)采用一級一段式脫鹽,，系統(tǒng)對水的利用率僅為50％～60％，對濃水直接排放,，利用不夠,。

3.1 能耗較高

反滲透脫鹽系統(tǒng)設(shè)計不夠完善，采用提升,、增壓泵較多,，導(dǎo)致系統(tǒng)能耗較大，設(shè)計能耗為3.1Kw.h/m3,，但實際運行中超出預(yù)計值,，單位能耗在3.8～4.5 Kw.h/m3。據(jù)資料表明,，采用交換式能量回收裝置,，可有效降低系統(tǒng)能耗。③

3.2 膜件易污染，使用壽命較短

由于反滲透膜孔徑多在0.25～1.0nm之間,，極易被水中懸浮物、膠體,、結(jié)垢物及有機物污染堵塞,，造成膜性能下降，進而影響系統(tǒng)出水能力④,，必須定期對膜組件進行清洗和更換,，否則會極大地減小膜的壽命。據(jù)實際使用表明反滲透膜連續(xù)運行時使用壽命多在1～2年,。

3.3 系統(tǒng)常見故障及對策（詳見下表：）

表2 常見故障及處理

特征	原因	對策
脫鹽率明顯下降,，系統(tǒng)壓力增加，產(chǎn)水量下降	鈣離子污染或鈣類沉淀沉積	1,、加阻垢劑,；2、降低進水PH值,；3,、化學(xué)清洗膜組件。
脫鹽率有所下降,，系統(tǒng)壓力逐漸增加,，產(chǎn)水量逐漸下降	各類膠體污染；有機物沉淀,；鐵離子污染	1,、定期化學(xué)清洗膜組件；2,、換膜,。
脫鹽率有所下降，系統(tǒng)壓力明顯增加,，產(chǎn)水量明顯下降	細菌污染	1,、化學(xué)清洗及殺菌；2,、換膜,。
脫鹽率明顯下降，系統(tǒng)壓力明顯增加,，產(chǎn)水量明顯下降	金屬（特別是重金屬）,、氯化物、氫氧化物污染,、沉積	全面化學(xué)清洗或換膜,。