基于电厂化学水处理中全膜分离技术的应用研究

发表时间:2021/6/4   来源:《科学与技术》2021年2月第5期   作者:赵俊先
[导读] 随着电力经济的快速发展,本文简要介绍了全膜分离技术应用理念,
        赵俊先
        天津华电南疆热电有限公司,天津 300450
        摘要:随着电力经济的快速发展,本文简要介绍了全膜分离技术应用理念,分析了全膜分离技术应用优势,提出了在电厂化学水处理程序中全膜分离技术的应用表现:超滤、反渗透、电除盐;开展全膜分离技术的应用实例探索,以期发挥全膜分离技术的应用价值,降低化学水处理成本,提升化学水处理效率,为电厂清洁性发展提供技术支持,促进其获取可观的经济收入[1]。
        关键词:超滤;反渗透;电除盐
        引言
随着我国对工业废水的排放标准日益严格,实现电厂脱硫废水的零排放已经刻不容缓。文章介绍了脱硫废水水质特点以及脱硫废水零排放的三个部分:预处理、浓缩减量和蒸发固化,对比分析了不同技术的原理和优缺点,展望了脱硫废水零排放技术的发展趋势,以期实现高效经济的脱硫废水零排放[2]。
        1全膜分离技术概述
        1.1全膜分离技术应用理念
全膜分离技术在外力作用下,经由特殊薄膜,以期达成混合物有效分离的应用工艺。在此项技术流程中,薄膜的处理效率较为关键。分离技术对薄膜提出的应用要求为:具备部分物质有效通过的通透能力,以期提升混合物分离有效性,科学完成物质浓缩、提纯等过程。通常情况下,薄膜含有多个小孔,以期完成全膜分离工艺。在薄膜选择时,依据物质属性,完成孔径大小选择。比如,当孔径大小为[0.1,1]微米范围内,其功效为微滤;当孔径大小为[0.001,0.1]微米范围内,其功效为超滤;当孔径大小为[0.001,0.005]微米范围内,其功效为纳滤;当孔径大小为[0.0001,0.005]微米范围内,其功效为反渗透。
        1.2全膜分离技术应用优势
(1)电厂中,全膜分离技术程序涉及的设备不多,相应占地空间不大。相比原有的化学水处理程序,全膜分离技术操作简易性强,维护工作较为便捷,运行自动化能力优异。(2)在全膜分离技术运行完成时,获得的水资源,具有纯净性,其性能更为稳定。处理完成的水资源,在投入生产时,无须添加浓碱、浓酸,对生态环境产生的污染较小,顺应生产环保的具体要求。(3)全膜分离技术水处理程序的温度条件为常温,在维持液体温度的同时,有效减少资源消耗,科学保障化学水处理程序的稳定性。(4)全膜分离技术融合于电厂化学水处理程序时,有效提升了化学水净化效果,科学地控制了电厂生产成本。
        2废水来源及回收去向
        2.1制水系统再生废水及浓水
除盐制水系统平均月产浓水14400m3,再生阳床8次、软化器14次、混床8次。再生废水、浓水及其它正反洗水混合排放,产生高盐浓废水约2160m3。再生废水pH超标,SS较高,氯离子含量约1500mg/L,含盐量约3000mg/L。需对除盐制水系统再生废水设施进行改造,将高盐的酸碱废水分类收集、单独处理。
        2.2精处理系统再生废水
精处理系统共有精处理混床6台,正常运行时4运2备,平均每月再生8次,产生混合废水约6816m3。再生过程中废水未进行分类收集,废水水质氨氮含量为200-300mg/L,氯离子含量约为3000mg/L,因再生废水只是进行简单中和,回水系统使用后增加了脱硫废水量。因此需对精处理系统再生废水设施进行技术改造,将高盐的氨氮废水分类收集处理。
        2.3氨区废水
氨区产生的氨氮废水平均每月排放约为720m3,废水氨氮含量较高,约150mg/L,氨氮废水直接排放至工业废水池,存在超标排放问题。

因此,需要将这部分废水单独回收至回水池后经锅炉水封槽消纳处理。
        3浓缩减量
        3.1膜浓缩
现阶段,火电厂常用的脱硫废水浓缩减量技术主要是膜浓缩处理工艺。常见的膜浓缩技术有:反渗透(RO)、正渗透(FO)、电渗析(ED)和膜蒸馏(MD)等。反渗透(RO)是渗透的逆过程,反渗透以压力差为驱动力,推动溶液中的溶质在半透膜的过滤作用下与溶剂分离,可去除水溶液中大于98%的溶解盐离子和大于99%的胶体、微生物等。反渗透过程具有净化效率高、运行稳定、能耗较低等优点。目前该技术已广泛应用在工业废水处理、生活污水处理、海水淡化等领域。正渗透技术以渗透压差为驱动力,推动溶液中的水通过选择性渗透膜自发的从高水化学势溶液流向低水化学势溶液。在脱硫废水处理过程中,水通过选择性渗透膜从脱硫废水部分流向吸取液部分。
        3.2低温烟气旁路蒸发浓缩技术
除了上述常用浓缩技术外,还有采用在除尘器与脱硫塔之间引入旁路烟气对脱硫废水进行蒸发浓缩,烟气与废水在浓缩塔内直接接触换热,浓浆液通过压滤机进行固液分离。国电成都金堂电厂2×600MW燃煤机组采用该技术进行中试,其拥有两套脱硫系统,废水最大排量为12m3/h,烟气余热蒸发装置按单台机组半负荷排放量设计,设计处理废水量为1.5t/h,烟气用量约为4.5万Nm3/h,浓缩塔直径为2.5m,高度约16m。
        4应用实例
        4.1超滤应用实例
(1)发电厂情况。以某发电厂为例,其规模集中在生活垃圾焚烧。此发电厂用于垃圾焚烧的锅炉共有两组,锅炉规格为往复炉排式,焚烧主体为生活垃圾。两组设备,每台锅炉每日能够完成的垃圾处理数量为五百吨。发电厂在运行期间,水资源来自区域内部河水。锅炉补水程序的运行效率为:每小时完成补水数量为24吨。在化学水处理期间,处理工艺包括:预处理、全膜处理。经由DCS自控程序,提升化学水处理工序的控制效果,以此有效控制水质,使其电导率符合相关规范的要求,水质硬度接近零。(2)应用效果。在化学水预处理程序中,实际应用过滤器有活性炭、多介质。两种过滤器在预处理程序中使用时,能够有效过滤水资源中的大部分杂质,如胶体、悬浮物等。在大部分杂质有效过滤的基础上,水污浊程度有效降低,低至50mg/L。在此基础上,开展全膜分离技术的处理程序,针对水中含有的各类有机物予以有效去除,有机物包括适量油、色度等,借助超滤程序提升水质,保障水质标准性。此发电厂实际运行的水处理程序,其水质合格率高达99%,具有较稳定的水质处理能力,能够顺应锅炉化学水处理需求,科学提升热力设备运行稳定性,化学水处理工序具有简易操作特点。
        4.2多种分离技术结合应用
全膜分离技术融合于循环流化装置中,以此提升锅炉补水能力。补水期间结合设备参数需求,严格开展供水量设定。某电厂设计的供水量为每小时140立方米。锅炉系统结构中,实际处理完成后的水,应符合相关处理导电标准规定,即不大于0.2us/cm。某电厂在实际开展水处理程序时,借助全膜分离技术的反渗透、超滤两项技术,综合开展水处理程序。同时,调整处理设备控制系统,使其以自动化运行机制为主。
        结语
综上所述,在发电厂内部,化学生产水的高效处理,将会产生一定处理成本。为此,综合开展全膜分离技术的应用与推广,加强电厂化学水处理效能,减少化学水对生态环境产生的污染,科学规划发电厂设备的空间布局,以此增强电厂水自动化处理能力。因此,以生态环境保护、电厂经济产出等视角为出发点,科学开展全膜分离技术的应用,具有多重助益[3]。
        参考文献:
[1]梁东.全膜分离技术在电厂化学水处理中的应用研究[J].自动化应用,2020(02):146-147.
[2]葛新杰.全膜分离技术在电厂化学水处理中的应用[J].中国资源综合利用,2019,37(12):178-180.
[3]孙皓,曹萍.全膜分离技术及其在电厂化学水处理中的应用[J].天津化工,2019,33(03):52-54.
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