中石化煤化工項(xiàng)目高鹽水零排放運(yùn)行常見(jiàn)問(wèn)題解析及處理措施

3.2.1 原因分析

循環(huán)水系統(tǒng)進(jìn)行清洗預(yù)膜，脫鹽水系統(tǒng)和回用水系統(tǒng)同時(shí)也在進(jìn)行膜化學(xué)清洗，致使大量表面活性劑類物質(zhì)進(jìn)入回用水系統(tǒng)，經(jīng)回用水反滲透濃縮4倍后，在高鹽水系統(tǒng)高密池來(lái)水中積累有大量黃色粘稠狀、有機(jī)膠體污染物和大量泡沫，見(jiàn)圖6。

3.2.2 處理措施

(1)當(dāng)水系統(tǒng)進(jìn)行清洗、預(yù)膜時(shí)，應(yīng)錯(cuò)峰進(jìn)行，并嚴(yán)格控制表面活性劑的使用量，避免水質(zhì)波動(dòng)對(duì)膜產(chǎn)生影響;

(2)在預(yù)處理單元增加非氧化殺菌劑投加點(diǎn)，進(jìn)行沖擊性殺菌;

(3)加強(qiáng)濾芯的檢查和維護(hù);

(4)根據(jù)季節(jié)變化對(duì)水質(zhì)進(jìn)行分析化驗(yàn)，調(diào)整藥劑計(jì)算說(shuō)明書(shū)、化學(xué)清洗方案，保證膜系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。

3.3 濃水管道內(nèi)壁、閥門等部位鹽析出

GTR3C膜系統(tǒng)在進(jìn)水壓力、產(chǎn)水流量基本無(wú)變化時(shí)，出現(xiàn)濃水側(cè)壓力升高，濃水流量偏低現(xiàn)象。打開(kāi)該系統(tǒng)濃水管線檢查，發(fā)現(xiàn)濃水管道內(nèi)壁及閥門部分有析出鹽存在，見(jiàn)圖7。

3.3.1 主要原因

查看現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行記錄，GTR3正常運(yùn)行時(shí)進(jìn)水溫度24℃左右;設(shè)備停機(jī)后，環(huán)境溫度驟降，最低氣溫在5℃以下，造成濃水管線的濃水最大溫差20℃左右，同時(shí)管線的濃水處于靜止?fàn)顟B(tài)，無(wú)機(jī)鹽析出。

3.3.2 處理措施

(1)停機(jī)時(shí)對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行清洗、保護(hù)及沖洗置換;

(2)在環(huán)境溫度變化劇烈的季節(jié)，加強(qiáng)膜系統(tǒng)進(jìn)水溫度監(jiān)測(cè)與控制;

(3)加強(qiáng)濃水管線壓力監(jiān)控，在壓力升高時(shí)對(duì)濃水管線、閥門進(jìn)行酸洗;

(4)在高壓膜順控中增加對(duì)能量透平裝置的沖洗，并在化學(xué)清洗中增加酸洗。

3.4 保安過(guò)濾器破損堵塞膜流道

保安過(guò)濾器是反滲透膜裝置的保護(hù)性附件，本裝置采用中高壓組合膜工藝，膜裝置的進(jìn)水壓力不同，但是保安過(guò)濾器濾芯通用，因此對(duì)保安過(guò)濾器濾芯除過(guò)濾精度外還要對(duì)耐壓性能有明確的要求，防止運(yùn)行過(guò)程中濾芯破損導(dǎo)致膜元件機(jī)械污堵，影響膜的性能。見(jiàn)圖8。

在運(yùn)行過(guò)程中，除常規(guī)監(jiān)控保安過(guò)濾器運(yùn)行壓力、進(jìn)水流量外，還需加強(qiáng)對(duì)濾芯使用時(shí)間的監(jiān)控。長(zhǎng)時(shí)間未更換的，需要進(jìn)行檢查確認(rèn)。濾芯高壓損壞或長(zhǎng)時(shí)間高鹽水腐蝕損壞，會(huì)使濾芯濾棉、支撐格網(wǎng)等污堵膜元件端面和流道，嚴(yán)重時(shí)將導(dǎo)致第一、二支膜元件不能通過(guò)常規(guī)的清洗方式恢復(fù)其性能，需要離線清洗。

3.5 減量化高濃鹽水易產(chǎn)生結(jié)晶物

高壓膜濃水TDS達(dá)到40 000mg/L以上，在常溫或低溫下，濃水箱及管口會(huì)有結(jié)晶物附著管壁，判斷結(jié)晶物為絮狀硫酸鈣(圖9)。需要在停車期間對(duì)高濃鹽水箱進(jìn)行檢查和清理。

3.6 蒸發(fā)單元板式換熱器堵塞

蒸發(fā)單元板式換熱器在運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)進(jìn)水壓力快速上升，流量急劇下降。使用60℃30%EDTA-4Na溶液進(jìn)行循環(huán)清洗24h后，過(guò)水流量無(wú)改善。經(jīng)對(duì)板換進(jìn)行拆檢，發(fā)現(xiàn)換熱器第三程板片間流道基本堵死(共三程，第一程出水溫度約50℃，第二程出水溫度約75℃，第三程出水溫度95℃),板片出水匯集口及板換出口連接管道有白色結(jié)晶,抖動(dòng)板片，片狀污堵物會(huì)脫落。見(jiàn)圖10。

3.6.1 原因分析

根據(jù)分析結(jié)果，結(jié)晶物主要為CaSO4，其自身溶解度不大，且隨著溫度呈先升高后降低的現(xiàn)象(如10℃水中溶解度為0.1928g/100g，40℃時(shí)為0.2097g/100g，100℃時(shí)降至0.1619g/100g)。當(dāng)與具有相同離子的鹽(如氯化鈣、硫酸鎂等)共存，會(huì)產(chǎn)生同離子效應(yīng)，使硫酸鈣溶解度降低，產(chǎn)生“鹽析效應(yīng)”。

3.6.2 處理措施

(1)為避免板片受損變形，使用低壓水槍及脫鹽水進(jìn)行沖洗;

(2)控制高密池出水鈣硬小于60mg/L，總硬小于200mg/L，避免在中、高壓膜濃縮后Ca2+、SO42->溶度積;

(3)停止蒸發(fā)進(jìn)料罐中配加氯化鈣，如來(lái)水中鈣不足影響蒸發(fā)段離子附著在晶種上，可從后段鹽種罐中適當(dāng)補(bǔ)充鈣源。

3.7 蒸發(fā)器布水器污堵

3.7.1 原因分析

蒸發(fā)器設(shè)計(jì)TDS控制指標(biāo)小于152000mg/L，鹽水密度小于1132g/m³。實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中，當(dāng)鹽水槽中循環(huán)液TDS接近150000mg/L時(shí)，復(fù)合鹽開(kāi)始析出，在循環(huán)泵進(jìn)出口及旋流分離器出口沉積，在鹽水槽內(nèi)壁掛壁結(jié)垢并堵塞蒸發(fā)器頂部布水孔。見(jiàn)圖11。

3.7.2 處理措施：

(1)進(jìn)行人工機(jī)械清理布水器、鹽水槽內(nèi)壁及底部;

(2)對(duì)蒸發(fā)循環(huán)泵、旋流分離器進(jìn)出口拆開(kāi)檢查、清理;

(3)使用EDTA-4Na進(jìn)行化學(xué)清洗;

(4)正常運(yùn)行中，嚴(yán)格控制蒸發(fā)器TDS小于130000mg/L，鹽水密度小于1130g/m³;

(5)當(dāng)鹽水槽中TDS超過(guò)控制指標(biāo)時(shí)，及時(shí)排濃。

3.8 結(jié)晶單元濃漿泵進(jìn)口管線堵塞

結(jié)晶系統(tǒng)設(shè)置一臺(tái)濃漿泵，由結(jié)晶器中排出的濃鹽漿料一部分輸送至離心脫水機(jī)，另一部分返回結(jié)晶循環(huán)泵入口，防止循環(huán)管線發(fā)生堵塞，減少系統(tǒng)清洗的次數(shù)。濃鹽漿經(jīng)離心脫水機(jī)固/液分離后，產(chǎn)生的固體鹽含水率低于20%，定期送出界區(qū)外掩埋。若系統(tǒng)發(fā)生異常，離心分離效果達(dá)不到要求，可以將濃鹽漿直接引入濃鹽水罐，再泵送至循環(huán)管線，繼續(xù)濃縮。

3.8.1 原因分析

結(jié)晶器中排出的濃鹽漿料含固率較高，在運(yùn)行過(guò)程中設(shè)置有自動(dòng)沖洗，但沖洗接口設(shè)置在濃漿泵出口分支處(至離心脫水機(jī)和返回結(jié)晶循環(huán)泵入口三通處)，由于濃漿鹽含量超高，且濃漿泵入口為靜壓自流，長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行后會(huì)出現(xiàn)管線逐漸堵塞的問(wèn)題。

3.8.2 處理措施

在濃漿泵入口增加沖洗水接口(結(jié)晶蒸餾液)，定期對(duì)濃漿泵進(jìn)口管線進(jìn)行沖洗，并通過(guò)濃漿泵增壓后，對(duì)離心脫水機(jī)進(jìn)行沖洗，可以有效解決該管線堵塞問(wèn)題。

4、結(jié)束語(yǔ)

高鹽水零排放裝置因處理水中鹽含量高，經(jīng)常發(fā)生各類堵塞問(wèn)題。堵塞問(wèn)題不僅影響裝置的長(zhǎng)周期、高負(fù)荷穩(wěn)定運(yùn)行，也會(huì)對(duì)處理設(shè)施中的關(guān)鍵裝置及膜元件造成損害，操作運(yùn)行中應(yīng)高度關(guān)注上游裝置來(lái)水水質(zhì)指標(biāo)，對(duì)除硬設(shè)施的運(yùn)行及出水硬度指標(biāo)的控制嚴(yán)格管控，避免因預(yù)處理系統(tǒng)除硬不到位，造成后續(xù)膜系統(tǒng)、蒸發(fā)器及配套設(shè)施、結(jié)晶器及配套設(shè)施結(jié)垢堵塞，而引起系統(tǒng)無(wú)法連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行。

中國(guó)石化寧夏能化高鹽水零排放項(xiàng)目自投運(yùn)以來(lái)，遇到了多方面影響裝置運(yùn)行的堵塞問(wèn)題，希望可以作為借鑒，為同類型裝置穩(wěn)定運(yùn)行提供借鑒。