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“海卓帕斯”电子水处理器在国电荥阳电厂反渗透系统上的应用研究

文章出处:人气:-发表时间:2020-07-07 14:17【

张文学

国电荥阳煤电一体化有限公司 河南省荥阳市国电大道 1 号 450119

摘要:本文介绍了一种新型的物理水处理技术——海卓帕斯水处理器,阐述了其工作原理,及阻垢、杀菌、絮凝三种功能。通过在我公司反渗透系统上进行阻垢应用测试的分析, 说明海卓帕斯水处理器在一定条件下可以代替反渗透阻垢剂,保证反渗透安全、正常运行。

关键词:海卓帕斯 物理技术 阻垢功能 反渗透 正常运行

一、海卓帕斯水处理器的工作原理

海卓帕斯水处理器在交变电场的作用下产生频率为 120~200KHz 的电磁波,将电磁波直 接作用于水:不受管道距离和管材类型的限制,不受水流速度和温度的影响。该设备所产生 的特殊电磁波以水为载体传遍整个水系统,并改变钙、镁等离子的物理特性,使碳酸钙成为 悬浮于水中的离子团(而不在设备内壁形成硬垢),通过过滤装置或沉淀排污等将其去除, 从而达到防垢的目的[1~4]

水流经过強电磁波环時,电磁波能杀灭绝大多数藻类孢子和细菌,使藻类无法再繁衍, 解决了细菌滋生和粘泥附着的问题。

海卓帕斯水处理器产生的交变电场信号

海卓帕斯水处理器产生的交变电场信号

二、海卓帕斯水处理器的功能

海卓帕斯水处理器具有水垢处理、灭藻杀菌、物理絮凝能力。具体分析如下:

2.1、功能一——除垢防垢

在海卓帕斯水处理器信号的作用下,可促进碳酸钙在水体中结晶析出,这种条件下形成 的碳酸钙较松软(文石结构碳酸钙),可随水流排出,不会在管壁等表面结垢;若系统已经 有老垢存在,在海卓帕斯水处理器信号的作用下,老垢也会逐渐脱除,并且管壁、水箱等容器表面不会再有新的水垢生成。此外,海卓帕斯的信号对其他离子垢可以有效抑制,如硫酸 钙、磷酸钙等[5~7]

自然结晶的碳酸钙晶体 海卓帕斯促进形成的碳酸钙晶体

自然结晶的碳酸钙晶体           海卓帕斯促进形成的碳酸钙晶体 

方解石结构                       文石结构    

2.2、功能二——杀菌灭藻

海卓帕斯水处理器通过交变电场的信号作用,使得细菌及藻类孢子的表面形成纯水环境,利用浓差扩散的作用,细菌及藻类孢子表面的水分子不断地向其体内渗透,最终导致孢 子细胞壁破裂,达到杀死细菌及藻类孢子的目的[8~11]。

细胞“爆破”全过程

细胞“爆破”全过程

2.3、功能三——絮凝降浊

使水或液相中悬浮物颗粒集聚变大或者形成絮团,加快固液分离的过程,该现象我们称之为絮凝。

海卓帕斯水处理器通过交变电场作用对水中带电荷的胶体及悬浮物进行干扰,促使他们抱团变大,通过沉淀或过滤等方式将其与水体分离,从而实现了絮凝降浊的目的。

絮凝过程示意图

絮凝过程示意图

三、海卓帕斯水处理器在我厂RO系统上应用分析

国电荥阳电厂有两套反渗透,进水流量为80吨/小时,回收率设计为70%。在2016年9月6号在1号RO膜组前安装海卓帕斯水处理器,2号膜组未安装。其中;2016年9月26日将1号RO膜的阻垢剂减少50%,运行期间,1号膜的脱盐率,压差,产水量均与前期运行无明显差别;2016年10月15日1号反渗透停止使用阻垢剂,运行至11月6日。运行期间1号膜主要运行参数没有变化。说明1号膜在未加阻垢剂的条件下,没有出现水垢附着的现象。

根据所有运行数据和水质数据,我们确定海卓帕斯水处理器在反渗透膜前的除垢阻垢效果,完全能满足反渗透安全、正常运行。以下是9月6日至11月6日的运行数据及水质监测的统计和分析。

3.1、反渗透运行数据分析图表

2016.9.6-11.06 1,2号反渗透膜的脱盐率

2016.9.6-11.06 1,2号反渗透膜的脱盐率

2016.9.6-11.06 1,2号反渗透膜的段间压差

一段压差

二段压差

2016.9.6-11.06 1,2号反渗透膜的产水流量

反渗透膜的产水流量

3.2、反渗透水质化验数据分析图表

2016.9.26-11.06 1,2号反渗透进水,膜浓水水质化验

总硬

全碱度

电导率

从数据可以看出前期除垢过程中1#膜浓水数据波动较大,但在阻垢过程中,特别是在没有化学药剂干扰后,浓水数据更加平稳,而且都始终明显低于2#膜。同时,模组运行参数没有发生下降。这符合海卓帕斯水处理器的工作特性:促进形成松软文石状碳酸钙,可以随水流出。一方面没有形成水垢粘附于膜表面,另一方面,硬度和碱度等指标的下降也有助于浓水的再利用。

根据以上功能和原理,我们可以利用海卓帕斯的物理絮凝能力,帮助前处理设备提高拦截能力,特别对于中水回用项目。利用水垢处理能力在反渗透膜前安装,最大可能延长膜堵塞状况,可以免去阻垢剂,降低浓水的硬度、碱度等指标,提升回用的可能。

系统图

水质化验报表1

水质化验报表2

附1:除垢过程数据

除垢过程的反渗透浓水水质检测可以清晰看到老水垢溶解过程(大约持续了两周 左右):

SH-COMO水质检测结果(2016-9-13日水样):

编号检测对象单位原水1#2#备注
1PH
8.48.38.5
2TDSppm5001200700TDS指可溶解在水中的固体总悬浮物。
3电导率μs/cm60012001320电导率衡量的是水中离子的导电能力。
4总硬度mg/L255700440水中含有的钙镁离子总数
5碱度mg/L285760800水中所含能与强酸定量作用的物质总量。

以上检测呈现如下:

1、两浓水的硬度指标有明显区别,碱度区别不大。

2、 1#的电导率比 2#略低。

3、 我们另检测了 2#膜浓水中的 SO

4,几乎没有,所以不再监测该指标。

分析如下:

1、现场实际回收率在70%左右,所以浓水浓缩在3倍以上。1#膜的脱盐率略高于2#膜的,说明1#膜浓水中的离子量会略高于2#膜的。1#膜浓水电导率反而比2#低,应该是部分离子受到海卓帕斯信号作用在浓水中结合减少了电性导致的。

2、现场加阻垢剂对碱度影响不大,对硬度影响较大,所以2#膜碱度不到3倍,说明有碳酸钙在膜表面生成。也证明1#膜表面也有碳酸钙垢存在。硬度更低是因为和阻垢剂形成晶体。

3、1#膜的碱度比2#膜的略低,硬度反而高的原因是1#膜表面的碳酸钙在海卓帕斯设备信号的作用下不断去除。而中间有以碳酸氢钙形式溶解于水中的过程,另外,海卓帕斯的信号会使得阻垢剂无法正常和钙镁离子结合,我们受阻垢剂的干扰也不容易促进更多碳酸钙生成,所以硬度会增加。同时,原水中现有的钙镁离子和碳酸氢根会在海卓帕斯信号作用下结合,所以1#膜的硬度高出2#膜很多,碱度略微下降。

结论:

1、1#系统反渗透膜上有部分水垢已经开始溶解。

2、阻垢剂对除垢速度有一定阻碍。

3、减药过程中,1#硬度和碱度会呈现下降状态。

4、除垢结束后,1#膜的浓水数据会更低于 2#膜,而膜的运行状态提升。

5、除垢结束后,防垢过程 1#膜的浓水数据会发生改变。

附 2:现场一号膜安装相片

现场一号膜安装相片

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俄罗斯电厂日本电厂
香港电厂台湾电厂

        

参考文献

[1] 庄秀梅. 电厂水处理技术[M]. 北京: 中国电力出版社, 2009.

[2] 宋丽莎. 火力发电厂用水技术[M]. 北京: 中国电力出版社, 2007.

[3] 李晓芸, 张华, 席兵. 火电厂用水与节水技术[M]. 北京: 中国水利水电出版社, 2007.

[4] 周柏青, 陈志和. 热力发电厂水处理[M]. 北京: 中国电力出版社, 2009

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[9] Monfort S, Gayan E, Raso J, et al. Evaluation of pulsed electric fields technology for liquid whole egg pasteur-ization[J]. Food Microbiology, 2010,27 (7):845~852.

[10] 刘伟, 梁瑞红, 刘成梅等. 脉冲磁场杀菌的作用机理及其应用[J]. 粮食与食品工业, 2005,12(1):52~54.

[11] 郭丹丹, 肖凯军. 高强度脉冲磁场对牛奶杀菌的研究[J]. 食品研究与开发, 2010,31(7):42~45.

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