电厂锅炉补给水处理中全膜法处理工艺的应用研究--中国期刊网

字体：大中小

首页> 原创作品> 正文

电厂锅炉补给水处理中全膜法处理工艺的应用研究

发表时间：2020/8/4 来源：《电力设备》2020年第8期作者：陈国忠

[导读] 摘要：在城市的发展过程中会产生大量的城市污水，经处理后得到的中水能够投入到工业生产中，节约了水资源，带动了社会效益，但相较于高质量生产用水而言，中水并不能创造出优良的经济效益，在这样的背景下如何提升对城市污水的处理质量尤为关键，使其能够充当锅炉补给水。

        (内蒙古京科发电有限公司)
        摘要：在城市的发展过程中会产生大量的城市污水，经处理后得到的中水能够投入到工业生产中，节约了水资源，带动了社会效益，但相较于高质量生产用水而言，中水并不能创造出优良的经济效益，在这样的背景下如何提升对城市污水的处理质量尤为关键，使其能够充当锅炉补给水。这项措施具有突破性意义，它能够有效地缓解我国水资源不足的现状，而其中又以全膜法最为关键，因此本文则将其作为研究重点。
        关键字：超滤；反渗透；全膜
        1 前言
        在本文所探讨的系统配置中，设置的水处理系统，主要通过对不同水处理工艺的选择，系统设备的配置不同，从经济型、安全性和处理效果等几方面对比。打破传统的配置方式，优化处理工艺，合理配置设备，兼顾经济性、安全性和环保高效。满足产水指标要求的同时，更是满足时代进步的要求。
        2 系统设置及设备参数控制
        2.1 自清洗过滤器
        引入了叠片式自清洗过滤器，将此部分结构安装在超滤膜组件的前端区域，所得到的过滤精度能够达到≤100 mm水平，残留在水中的悬浮物能够得到有效的去除，设备为自动化清洗方式，省时省力。
        2.2 超滤
        该电厂共增设了2套超滤系统，二者均适配了36支超滤膜，所带来的有效膜面积达到了77 m2，选用了立式中空纤维膜元件，为了确保处理质量，膜材质选用的是聚醚砜材料，它可以有效抵御水污染的影响，并实行内压式过滤的方式，使得布水具有良好的均匀性，在清洗过程中不存在任何死角，加之死端过滤，能够进一步提升水的回收率。基于DCS机制完成对超滤系统的精确控制，加之自动化反洗程序以及化学加强洗手段，可以完成酸洗以及碱洗两大环节操作，全面保障了超滤膜的洁净度，经处理后得到的水质达到了预定标准，即浊度≤0.10，并且SIDI5≤2.5。
        2.3 反渗透
        关于一级反渗透部分，本厂选用的是TML20D-400复合膜，基于一级两段的布置方式，同时一、二段膜的数量呈倍数关系，即14∶7，就理论层面而言，单膜的脱盐率至少可以达到98%甚至更高，且回收率可以达到75%及其以上水平。关于二级反渗透部分，一、二段膜的数量也存在差异，具体比值为10∶4，单膜脱盐率与上述相同，但回收率相对更高一些，可以达到88%及以上。系统可以实现对浓水的回收，将其置于超滤水箱之中，能够显著提升利用率。
        反渗透系统实行的是DCS控制方式，内部含有停机保护以及高低压保护两大装置，可以全面保障系统运行的安全性，当系统结束运行后，冲洗系统便会随之运行，从而完成对膜的冲洗操作。
        3 全膜法技术特点及应用
        3.1 OF技术
        OF技术采用的是机械筛分的方式，充分利用了膜两侧的压差值，将是作为驱动力而完成过滤。在运行过程中，以分子量的大小为基准，从而达到分离颗粒的效果，OF孔径介于25～30 nm，借助于OF能够有效的清理存在于水中的悬浮物以及各类微生物等，因此适用性较强。
        3.2 RO技术
        基于RO技术，将其应用于水除盐系统中，能够有效的避免废酸碱污染问题。其中以RO膜尤为关键，是一种典型的半透膜，其具有优良的选择透过性，可以达到淡化或是净化的效果。当面对水质含盐量较高的情况时，RO技术具有较高的可行性，因此被广泛应用于靠海或是高盐地区。就当前国内现状而言，有些电厂引入了RO技术，但只将其用于预脱盐环节，此后则选用的是较为传统的离子交换法，此举可以有效控制废酸碱排放量。
        3.3 EDI技术
        相较之下，在对酸碱再生处理工时，EDI技术所带来的效果最为良好，它也满足了当前现代环保发展的基本要求。关于EDI技术的运行机理，它在传统的电渗析基础上综合引入了离子交换法，加之选择性膜以及离子交换树脂二者的结合，可以构成一个填充床，由此达到了电化学持续再生的效果，最终完成超纯水的提取。
        在本文所探讨的电厂项目中，EDI模块采用的是tropureXL-SOORL型，系统共设置了24个模块，所带来的回收率可以达到95%。EDI装置共分为两套，其中一套用于日常运行，当其出现异常后另一套则随即启动。EDI结构具有很强的特殊性，它对进水水质提出了极高的要求，因此宜将其置于RO的后端区域。为了使得EDI能够处于稳定运行状态，通常需要将两级RO系统置于EDI之前，此举可以有效去除存在于水中的杂质。
        3.4 全膜法工艺流程
        全膜法集多种方法于一身，在过滤器的作用下完成对原水的初步处理，将其中的细小颗粒清除，而后再进入到两级反渗透RO之中，达到脱盐的效果，进而转入到EDI之中，达到深度除盐的效果后所得到的水能够作为锅炉补给水。
        3.5 全膜法与离子交换法的比较
        对于电力行业而言，对超高压锅炉提出了较高的要求，其水质导电率必须控制在0.2μS/cm以内，同时SiO2含量不可超过0.02 mg/L，即便采取了二级RO除盐处理，但所得到的效果不够理想，因此还需要进行EDI处理。对此，将围绕全膜法以及离子交换法展开对比分析。
        3.5.1 系统出水水质比较
        关于二者所带来的出水水质情况如表1所示，可以发现其都满足了所提出的补水要求，但进一步对比可以发现，全膜法所带来的出水水质更为优良，这与EDI装置有着很大的关联。
        表1 全膜法与离子交换法出水水质比较

        3.5.2 系统比较
        (1)系统工艺比较。当采用离子交换工艺后，尽管其出水水质达到了相关标准，可以作为锅炉补水，但在此过程中使用到的酸碱再生树脂量较多，若使用全膜法，无论是阻垢剂还是还原剂等材料的使用量都相对较少。若从废水排放量的角度进行分析，当采用离子交换工艺后，产生的此部分总量更少，但经检测得知废水中的酸碱液占比较大，同时含盐量也相对更高，这会对废水的回收利用水平造成影响。基于全膜法，产生的主要以一级RO废水居多，其中的磷类阻垢剂的数量也得到了良好的控制。
        (2)系统操作与控制比较。所选用的2种工艺都基于自动化的方式运行，但离子交换法在操作过程中复杂度较高，容易对设备造成腐蚀。基于全膜法，主要使用到了RO装置以及EDI装置，其使用过程中操作简单，维护也更为方便。此外还需要认识到的是离子交换法中需要使用到大量的离子交换器，因此会随之产生丰富的控制点，相较于全膜法而言数量达到了其两倍以上，因此不利于维护工作的展开。
        (3)设备布置及占地面积。若使用全膜法，则需要使用到RO装置，在运行过程中过滤器的滤速通常需要控制在5～8 m/h，当采用离子交换工艺法，所带来的滤速相对较高，此时介于10～12 m/h，但后者的回收率相对较差。对于膜法而言，其所需的工期相对较短，并且设备能够在工厂内完成预组装操作，因此可以有效的减少安装工作量;而对于离子交换法，则需要得到酸碱贮存池的支持，对应的工程量相对较大。
        应当明确的是，以上分析所得到的结果均建立在原水含盐量较低的基础之上，当原水含盐量处于较高状态时，仅凭借离子交换工艺所带来的效果相对有限，无论是占地还是酸碱消耗情况都不容乐观，对此，当前的水处理系统则进行了创新，以一级RO以及传统离子交换工艺相结合的方式进行，实际结果表明其带来的效果更为显著。
        4 结语
        综上所述，在当前的社会背景下，电厂需要朝着节能环保的方向发展，基于RO+EDI的方式，可以显著提升对城市污水的处理效率，且不会发生酸碱贮存以及再生的情况。若基于OF+RO+EDI相结合的方式，则可以持续进行生产，合理控制酸碱使用量，同时所需的占地面积也相对较小，因此这将会成为今后的主流发展方向。
        参考文献：
        [1]宋玉梅．关于电厂锅炉补给水处理相关问题的探讨[J]．科学技术创新，2017,(33):157-158.
        [2]郑龑．全膜法在宁东地区电厂锅炉补给水处理中的应用[C]//中国环境科学学会．2017中国环境科学学会科学与技术年会论文集(第二卷)．厦门:[出版者不详]，2017:5.
        [3]苗博．全膜法水处理技术在电厂锅炉补给水处理中的应用[J]．山西农经，2016(11):103.