16．介質(zhì)過(guò)濾器流速的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)
水的過(guò)濾凈化處理由來(lái)已久，民用的河砂濾床，依靠重力過(guò)濾，早期的衛(wèi)生用水使用素?zé)蔀V芯過(guò)濾。傳統(tǒng)的過(guò)濾裝置可分為開放的重力過(guò)濾和封閉的壓力濾器。
過(guò)濾材料視進(jìn)入過(guò)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(guò)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(wú)煙煤過(guò)濾。
所用的濾料應(yīng)進(jìn)行化學(xué)穩(wěn)定性試驗(yàn)，石英砂和無(wú)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(dòng)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(wú)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(jí)配，可為0.3～5mm以上。
過(guò)濾器(池)的濾速，可參照DL／T5068--1996《火力發(fā)電廠化學(xué)設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程》的表-2。
表-2 過(guò)濾器(池)濾速(DL／T5068--1996表3．2．2．4)
過(guò)濾器(池)型式 濾速／(m／h)
混凝澄清 接觸凝聚
正常濾速 強(qiáng)制濾速
細(xì)砂過(guò)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(guò)濾
高效纖維過(guò)濾 10～14
18～20
18～21
20～40 20～25 6～10
—
—
17．活性炭過(guò)濾器為什么要注意滅菌
在水處理工藝中，活性炭過(guò)濾器用于對(duì)有機(jī)物的吸附和對(duì)過(guò)量氯(余氯)的吸附去除，對(duì)前者去除能力較差，通常為50％，對(duì)后者則很強(qiáng)，可以完全脫除余氯，這是由于在對(duì)余氯吸附的同時(shí)，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(duì)腸道細(xì)菌的吸附而治療細(xì)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(jī)組對(duì)有機(jī)酸的腐蝕敏感，因此配置活性炭床者更多。活性炭吸附水中營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，可以成為細(xì)菌微生物的溫床，微生物膜對(duì)水的阻力影響較大，因此，應(yīng)定期進(jìn)行反洗去污。如果反洗不能奏效時(shí)，應(yīng)進(jìn)行滅菌處理。
實(shí)際上，按照進(jìn)水濁度安排合理的反沖洗制度更具有實(shí)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(yán)重污染的河水作為原水，水中菌、藻和微生物對(duì)濾池污塞嚴(yán)重，虹吸濾池的運(yùn)行時(shí)間和反洗時(shí)間持平；活性炭過(guò)濾器無(wú)法使用，混床被黏泥結(jié)成團(tuán)塊無(wú)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(jí)陽(yáng)床與二級(jí)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(duì)策是使用了部分自來(lái)水，緩解河水污染造成的困擾，因此，當(dāng)活性炭過(guò)濾器由于菌、藻造成污塞時(shí)除了加強(qiáng)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(yùn)行中都應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況做應(yīng)變處置。在對(duì)內(nèi)蒙古某電廠進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估時(shí)，該廠停爐保護(hù)僅做熱爐放水處理，按照通常情況是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，但是認(rèn)可該對(duì)策。當(dāng)電廠人員詢問(wèn)是否應(yīng)該采取成膜等保護(hù)措施時(shí)指出，對(duì)于地處沙漠與干旱地區(qū)的該廠來(lái)說(shuō)，由于當(dāng)?shù)叵鄬?duì)濕度常年低于40％，采取熱爐放水已經(jīng)能起到良好的停爐保護(hù)作用，無(wú)需采取更多的停爐保護(hù)措施，對(duì)于活性炭過(guò)濾器來(lái)說(shuō)，只要壓差合乎規(guī)定，CODMn去除率不低于30％，無(wú)需更多的維護(hù)。
18．什么樣的系統(tǒng)用軟化器合適
軟化器是鈉陽(yáng)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(duì)應(yīng)的鈉鹽。水中含有鋇、鍶等離子時(shí)，也可經(jīng)過(guò)鈉離子交換脫除。因此，下列情況可以對(duì)水進(jìn)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(lái)配置有軟化器時(shí)，應(yīng)盡量利用它作為前置過(guò)濾和軟化防垢，例如某熱電廠的熱網(wǎng)補(bǔ)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(jiǎn)單，反滲透器壓差增長(zhǎng)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(jìn)水的濁度和污染指數(shù)達(dá)標(biāo)，并防止鈣，鎂結(jié)垢。
⑵也可填設(shè)微濾裝置。
2)水的硬度過(guò)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(jì)比較，并經(jīng)過(guò)模擬試驗(yàn)證明，使用軟化技術(shù)優(yōu)于阻垢處理者。進(jìn)口阻垢劑通常為8萬(wàn)元／噸，對(duì)于雜質(zhì)含量不高時(shí)，處理費(fèi)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(guò)低
有一個(gè)200m3/h的反滲透項(xiàng)目，分成兩套裝置，每套裝置的產(chǎn)水量為100m3/h，設(shè)計(jì)采用海德能公司的低壓高脫鹽率CPA3反滲透膜，設(shè)計(jì)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(jì)軟件的設(shè)計(jì)計(jì)算，在初始投運(yùn)時(shí)，其系統(tǒng)脫鹽率應(yīng)該在98％以上，運(yùn)行壓力應(yīng)該不高于1.06MPa(10.6bar)。
系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行時(shí)，運(yùn)行壓力與設(shè)計(jì)壓力吻合，但系統(tǒng)脫鹽率不到90％，工程公司經(jīng)過(guò)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(chǎng)對(duì)每一支壓力容器的產(chǎn)水電導(dǎo)率進(jìn)行了測(cè)試，測(cè)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(chǎng)條件有限，不能進(jìn)行水質(zhì)全分析，只有電導(dǎo)率表和pH試紙，在測(cè)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(jì)水質(zhì)相符，用pH試紙測(cè)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(guò)反復(fù)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，工程公司只是對(duì)來(lái)水進(jìn)行簡(jiǎn)單的預(yù)處理后送入反滲透系統(tǒng)，而甲方所提供的來(lái)水實(shí)際上已經(jīng)在另一個(gè)車間進(jìn)行了石灰軟化處理，處理后也沒有對(duì)水進(jìn)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(jì)安裝pH表，同時(shí)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(shí)。根據(jù)這一調(diào)查結(jié)果，現(xiàn)場(chǎng)及時(shí)采取措施通過(guò)加酸來(lái)調(diào)節(jié)pH值，在將pH值調(diào)整到設(shè)計(jì)值后，系統(tǒng)脫鹽率超過(guò)了98%，問(wèn)題得到了圓滿解決。
pH值是水的酸堿度的衡量指標(biāo)，pH值變化，會(huì)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(shí)也會(huì)影響到氫離子和氫氧根離子的含量，而反滲透膜對(duì)各種離子的脫除率是不一樣的，同時(shí)其脫除率會(huì)受到pH值的明顯干擾，只有在pH值介于6～8之間時(shí)，其脫除率最高，當(dāng)pH值過(guò)高或者過(guò)低時(shí)，其脫除率均會(huì)大大降低，而石灰軟化處理工藝其pH值往往都超過(guò)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(huì)破裂
有一個(gè)520m3/h的反滲透項(xiàng)目，分成4套裝置，每套裝置的產(chǎn)水量為130m3/h，設(shè)計(jì)采用海德能公司的低壓高脫鹽率CPA3反滲透膜，設(shè)計(jì)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(jì)軟件的設(shè)計(jì)計(jì)算，在初始投運(yùn)時(shí)，其系統(tǒng)脫鹽率應(yīng)該在98％以上，運(yùn)行壓力應(yīng)該不高于1.1MPa（11bar）。
在系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行前的沖洗階段即發(fā)現(xiàn)產(chǎn)水流量很大，在系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行時(shí)，系統(tǒng)脫鹽率很低，幾乎無(wú)脫除效果，工程公司在現(xiàn)場(chǎng)對(duì)每一支壓力容器的產(chǎn)水電導(dǎo)率進(jìn)行了測(cè)試，測(cè)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(rèn)為壓力容器內(nèi)存在密封圈泄漏的可能性。為了確認(rèn)是否存在密封圈泄漏，現(xiàn)場(chǎng)決定首先拆卸其中一套裝置中的膜元件進(jìn)行驗(yàn)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(chǎng)了解情況，并收集代表性樣品送到公司總部進(jìn)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(shí)使用了不恰當(dāng)?shù)臐?rùn)滑劑，該潤(rùn)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(shí)由于安裝時(shí)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(shí)候不允許使用石油類(如化學(xué)溶劑、凡士林、潤(rùn)滑油及潤(rùn)滑脂等)的潤(rùn)滑劑用于潤(rùn)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(rùn)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(huì)破損
有一個(gè)180m3/h的反滲透項(xiàng)目，分成3套裝置，每套裝置的產(chǎn)水量為60m3/h，設(shè)計(jì)采用海德能公司的低壓高脫鹽率CPA3反滲透膜，設(shè)計(jì)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(jì)軟件的設(shè)計(jì)計(jì)算，在初始投運(yùn)時(shí)，其系統(tǒng)脫鹽率應(yīng)該在98％以上，運(yùn)行壓力應(yīng)該不高于0.9MPa（9.0bar）。
在系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行時(shí)，系統(tǒng)產(chǎn)水量和脫鹽率均能完全達(dá)到要求，在現(xiàn)場(chǎng)對(duì)每一支壓力容器的產(chǎn)水電導(dǎo)率進(jìn)行了測(cè)試，測(cè)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(rèn)為整套系統(tǒng)運(yùn)行正常。在該系統(tǒng)運(yùn)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(duì)其進(jìn)行保護(hù)性清洗，為了確認(rèn)是否存在可見的污染物，現(xiàn)場(chǎng)決定首先拆卸其中一套裝置中的膜元件進(jìn)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(chǎng)了解情況，該裝置盡管采用了進(jìn)口的膜元件和壓力容器，但在安裝時(shí)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(shí)系統(tǒng)中反滲透入口處也沒有安裝電動(dòng)慢開門，在系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)，也沒有進(jìn)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(shí)由于在系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)，沒有進(jìn)行低壓沖洗排氣，殘留的空氣無(wú)法排出，被壓縮在壓力容器的出口端，因而在系統(tǒng)停運(yùn)時(shí)，膜元件又被反推回來(lái)，造成了膜元件在系統(tǒng)內(nèi)來(lái)回竄動(dòng)。
根據(jù)膜元件生產(chǎn)廠家的建議，現(xiàn)場(chǎng)重新安裝電動(dòng)慢開門和相應(yīng)的墊片，在系統(tǒng)啟動(dòng)前均進(jìn)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(yùn)行已經(jīng)多年，均沒有發(fā)生破裂的現(xiàn)象。
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