上海石化總廠大型ED裝置的運(yùn)行經(jīng)驗
一、工程概況
上海石化總廠化工二廠電滲析裝置于1975年建成投入試運(yùn)行以來，經(jīng)過不斷地改進(jìn)和試驗，使這套大型裝置逐漸進(jìn)入正常運(yùn)行狀態(tài)，制水能力達(dá)2 00～300m3/h。
二、設(shè)計原始資料
上海石化總廠化工二廠ED工程建成后，經(jīng)過長時間調(diào)試、改進(jìn)，于1983年召開鑒定會，設(shè)備生產(chǎn)能力50m3/h·臺，是當(dāng)時國內(nèi)最大產(chǎn)水量的大型ED裝置。
三、工藝流程及主要設(shè)備
原設(shè)計工藝流程未見介紹，電滲析設(shè)備最初是按每臺300對膜，隔板尺寸為805mm×1600mm×0.9mm的聚丙烯板。隔板網(wǎng)和布水槽系由兩層單絲直徑為0.55mm的聚丙烯編織網(wǎng)，隔板有效面積為9936cm2。
四、運(yùn)行情況
工程建成后長期運(yùn)行不正常，由國家海洋局海水淡化組確定為重點項目，由上海石化總廠化工二廠和國家海洋局二所等單位協(xié)作攻關(guān)，取得不少的大型ED運(yùn)行經(jīng)驗。
1．預(yù)處理
工程試車時運(yùn)行周期只有20～50d，原因是原設(shè)計預(yù)處理只有一個蝶式過濾器，后增加了投加凝聚劑的過濾裝置，使原水濁度從3～5mg/L降至1mg/L以下，大大改善了ED的運(yùn)行條件，使運(yùn)行周期提高到2～3個月。后又對ED膜面上垢樣分析，發(fā)現(xiàn)垢層主要是有機(jī)物，其次才是無機(jī)物，分析結(jié)果如表1所示。
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表1 電滲析膜面垢樣成分及進(jìn)出水細(xì)菌總數(shù)
①灼燒減量計算以干垢為基準(zhǔn)，第二次又以第一次失重后的垢樣為基準(zhǔn)。 |
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原水通過ED時，有30％的異養(yǎng)菌粘附在膜面上，形成微生物粘泥層。這種粘泥層電阻高，粘性大，能粘附水中含有的懸浮物（如泥砂等），兩者相互作用加快了粘泥層的形成，減少通水空間的截面，導(dǎo)致ED運(yùn)行阻力升高。粘泥層形成速度與原水中細(xì)菌含量和濁度大小有關(guān)，細(xì)菌含量越高，濁度越大，粘泥層增長速度越快。經(jīng)測定ED運(yùn)行中流量下降速度為每天5～10m3/h。后在預(yù)處理系統(tǒng)中增設(shè)了投加殺菌劑裝置，殺菌劑投量按出水余氯指標(biāo)控制，一般控制出水余氯為0.05～0.1mg/L，殺菌前后異養(yǎng)菌總數(shù)分別為105和102個/ml，濁度分別為1.2mg/L和0.6mg/L。
對原水進(jìn)行良好的預(yù)處理是保證ED設(shè)備正常運(yùn)行的先決條件。
2．ED設(shè)備的清洗
采用以上原水預(yù)處理后并不能完全控制原水中的細(xì)菌和濁度，經(jīng)過一段時間還需要對ED設(shè)備進(jìn)行清洗。在運(yùn)行中采用了以下的清洗方法。
（1）加氣水反洗。在系統(tǒng)上增設(shè)加氣水反洗管路，反洗除去膜面粘泥層，處理效果較好。清洗出水呈黃褐色，濁度很高。清洗后流量可基本上得到恢復(fù)。ED運(yùn)行周期提高。如果不控制原水中細(xì)菌，反洗效果就不大。
。2）酸洗及鹽堿洗。ED運(yùn)行中難免發(fā)生局部輕微極化，原水中對膜有害物質(zhì)，如十二烷基磺酸鈉，進(jìn)入離子交換膜孔后就會影響膜性能，采用定期的酸洗和鹽堿洗措施，可以消除膜面沉積物，恢復(fù)膜性能。
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表2不同清洗劑的清洗效果
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。3）不拆槽清洗新方法。針對膜面垢層組分的性質(zhì)，采用清洗劑進(jìn)行不拆槽清洗。在清洗槽內(nèi)配制所需數(shù)量和濃度的清洗液，泵入ED的濃、淡水隔室和極室（保持壓力平衡），在常溫下循環(huán)清洗2～4h，接著進(jìn)行加氣水反洗，效果較好，清洗后裝置可以恢復(fù)到投運(yùn)時的流量，清洗結(jié)果如表6-12所示。
上述三種清洗方法可按一定時間順序交替使用，可以大大延長電滲析器的拆槽清洗周期，提高設(shè)備利用率，增加裝置的制水能力。
3．電滲析器的改進(jìn)
運(yùn)行期間曾對電滲析隔板、電極板框及組裝方式進(jìn)行了改進(jìn)。對原設(shè)計的隔板和板框都改換成新結(jié)構(gòu)形式。將原來設(shè)備每臺組裝300對膜，改為250對膜組裝形式，使設(shè)備的脫鹽率和產(chǎn)水量相對有所提高。
作者認(rèn)為在ED設(shè)備改造過程中，未考慮采用EDR是大缺陷，哪怕是采用定期手動倒極的簡單措施，也會有效的。
4．電滲析系統(tǒng)的進(jìn)一步完善和改進(jìn)。預(yù)處理雖已采取了不少補(bǔ)救措施，但仍需采用更徹底的辦法，如增加活性炭吸附過濾，會對ED運(yùn)行起到保安過濾器的作用。進(jìn)一步改善ED的性能可采用耐氯膜等。
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