全膜水處理工藝在電廠節(jié)能減排中的應用

基于“超濾(UF)→反滲透(RO)→EDI”的全膜水處理工藝結合了先進的膜分離技術，應用于電廠鍋爐補給水處理系統(tǒng)，可達到污染物去除和深度脫鹽的目的，滿足后續(xù)工藝水質的要求。

全膜水處理

1全膜水處理工藝特性

根據(jù)燃氣輪機機組參數(shù)、水源水質、場地位置特性、環(huán)境保護等因素，下沙熱電全膜水處理系統(tǒng)按照“超濾一級反滲透二級反滲透電脫鹽”系統(tǒng)設計，系統(tǒng)輸出考慮為2× 140m3/h，

酸堿度為基本污水指標， 勢必成為供需熱點，這對于E-1312 pH電極、，S400-RT33 pH電極等眾多制造商來說是一大好處。美國BroadleyJames作為美國BroadleyJamesE-1312的老牌制造商，必將為中國的環(huán)境保護帶來可觀的經(jīng)濟效益。我們生產(chǎn)的pH電極經(jīng)久耐用，質量可靠，檢測準確。廣泛應用于各級環(huán)保污水監(jiān)測及污水處理過程中。

超濾系統(tǒng)采用西門子Memcor的壓力超濾膜系統(tǒng)。單套系統(tǒng)采用96塊超濾膜，產(chǎn)水流速為180m3/h，超濾膜為外壓式超濾膜。由于外壓式超濾膜的污水接收空間是內壓式超濾膜的4-5倍，因此外壓式超濾膜能夠承受的進水懸浮物可以比內壓式超濾膜高4-5倍。外壓式超濾膜的耐污染性無疑優(yōu)于內壓式超濾膜，對原水的適應性也更強。根據(jù)制造商的推薦值，進水濁度要求低于20 NTU。

由于EDI進水水質的要求，反滲透系統(tǒng)采用兩級膜處理。一級反滲透膜組件采用陶氏BW30-400FR防污膜元件，一級和二級布置。設計單位膜面積水通量為23.47 L/(m2·h)，產(chǎn)量為158 m3/h。二級反滲透膜組件采用DOW BW30-400膜元件，布置在一級和二級。設計單位膜面積水通量為26.8升/(m2·h)，產(chǎn)量為150m3/h，陶氏BW30-400系列膜元件對進水的要求如下:pH 2 ~ 11，高操作溫度45℃，高操作壓力41巴，高允許污染指數(shù)5，余氯0.1毫克/升，反滲透膜分離技術在壓力驅動下，能有效去除水中固體溶質、有機物、膠體、微生物、細菌等雜質。它與前置超濾系統(tǒng)結合使用，具有工藝先進、操作簡單、運行成本低、無污染、維護方便等優(yōu)點。

電除鹽裝置采用離子純CEDI的LX-45膜堆，共有28個膜堆，單套輸出140m3/h，CEDI系統(tǒng)不需要鹽、濃水循環(huán)和單獨的極性水排放，整個系統(tǒng)簡單可靠。由于濃水和極性水在一級反滲透前全部回用，水利用率可達 ，膜堆設計有兩個入口和兩個出口(淡水入口/出口和濃水入口/出口)，系統(tǒng)簡單，操作維護簡單。與鹽膜堆相比，該系統(tǒng)可以立即使用。

2循環(huán)水系統(tǒng)運行狀況及特點

電廠循環(huán)水系統(tǒng)采用單元供水系統(tǒng)。汽輪機循環(huán)冷卻水為自來水，冷卻水量為17500噸/小時，3臺機組配有4臺循環(huán)水泵、1根供水管、1根回水管和4-force通風冷卻塔。平篩后設置輔助循環(huán)水泵，用于停機初期的輔助冷卻。供水系統(tǒng)由coo組成

2)循環(huán)水系統(tǒng)原設計沒有底部排污口，導致實際運行中循環(huán)水濃度比超標時污水無法排放。它只能通過水泵抽吸或溢流的方式來控制。這種方法不僅費時、費力、耗能，而且不能準確控制濃度比，系統(tǒng)存在結垢風險。

3)隨著《水污染防治行動計劃》的實施，廢水排放越來越嚴格，循環(huán)水進入雨水系統(tǒng)存在環(huán)境合規(guī)性問題。

4)循環(huán)水經(jīng)冷凝器冷卻后，回水溫度達到35℃左右，溫水排放導致能耗。

由于循環(huán)水系統(tǒng)存在上述問題，迫切需要采用一種兼顧安全性、經(jīng)濟性和合規(guī)性的運行方式對循環(huán)水進行回收。

4循環(huán)水回用工程

4.1循環(huán)水水質分析

2016年度循環(huán)水水質報告的實施表明，由循環(huán)水水質控制的指標硬度和濃度比經(jīng)常超標。運行過程中，必須通過溢流獲得降低的硬度和濃度比，以確保循環(huán)水系統(tǒng)冷凝器鋼管不結垢，這對機組的安全經(jīng)濟運行有很大影響。但是，指標完全滿足整個膜水處理系統(tǒng)的進水要求。以水質分析循環(huán)水為前提，2017年實施了循環(huán)水回收項目。

4.2循環(huán)水回用工程的實施

1)循環(huán)水水母管通過DN150管道與化學水箱補給水管連通。運行時，利用循環(huán)水泵產(chǎn)生的壓頭將部分循環(huán)水循環(huán)至化學水箱，作為整個膜水處理系統(tǒng)的進水口，達到污水排放的效果。

2)機組運行時，循環(huán)水母管回水溫度約為35℃，可提高整個膜水處理系統(tǒng)的進水溫度，減少冬季運行時用于加熱整個膜水處理系統(tǒng)進水的蒸汽量，有效節(jié)能降耗。

3)部分循環(huán)水通過管道排放后，將起到旁通過濾的作用，可降低降低循環(huán)水的濁度，減少冷凝器管道的結垢。

4.3全膜處理系統(tǒng)的運行狀態(tài)

機組運行期間每天循環(huán)水約500 m3。項目實施后，超濾系統(tǒng)運行正常，出水濁度為0.045~0.091 NTU，進出口壓差為89 ~ 93千帕，壓差增加約40千帕，上限為150千帕，出水濁度合格。反滲透系統(tǒng)一級壓差為149~161千帕，二級壓差為89 ~ 93千帕。壓差正常。水電產(chǎn)量為9.1 ~ 10.2μ s/cm，脫鹽率和產(chǎn)水量正常。

系統(tǒng)出水水質為:鍋爐補給水電導率0.18 μS/cm，鈉離子1-2μ g/l，硅酸鹽自由基10μg/l

2指標年循環(huán)水報告顯示，循環(huán)水回收項目的實施不會影響整個膜水處理系統(tǒng)和出水水質的運行。循環(huán)水年平均濁度從2016年的6.7 NTU降低下降到2017年的3.8 NTU，其余指標下降，全年超標次數(shù)明顯減少。

5循環(huán)水回用工程效果評價

1)機組運行時，循環(huán)水每天回用500m3，通過循環(huán)冷卻水回用，濃度比基本控制在6倍以內，有效避免冷凝器結垢，減少公司自來水用量，避免循環(huán)冷卻水系統(tǒng)排放污水進入雨水系統(tǒng)的環(huán)境風險。

2)從2017年3月開始，機組日歷運行130天，循環(huán)水污水排放量減少65,000m3，全年自來水費按4.8元/m3計算節(jié)約292 500元。

3)如果機組在冬季運行，o

隨著社會從010年到10051年的發(fā)展，火電企業(yè)面臨著越來越嚴峻的環(huán)境保護形勢，尤其是天然氣發(fā)電企業(yè)，由于占地面積小，沒有煤場，普遍無法具備傳統(tǒng)燃煤火電企業(yè)的污水處理能力。鑒于上述原因，該技術在兼顧經(jīng)濟性和安全性的同時，徹底解決了循環(huán)水污染排放問題，在采用全膜水處理系統(tǒng)的天然氣發(fā)電企業(yè)中具有廣闊的應用前景。