电厂循环水排污水预处理技术研究

电厂循环水排污水预处理技术研究

赵明明

大唐呼伦贝尔化肥有限公司内蒙古呼伦贝尔021000

摘要：循环补充水是电厂用水的主要部分，大约占到余热发电厂用水量的90%。本文对电厂循环水排污水预处理技术进行了简单研究。

关键词：电厂循环水排污水预处理技术研究

1污水处理厂能耗现状的概述

当代社会下人们的环保意识越来越强，政府也对污水处理厂提出了更高的要求。为了加强对于环境的改善，污水处理厂也提高了自身的工作力度，用电量也大大提高的同时，每单位耗电量也提高至0.15～0.28kW•h，而成本大都控制在在0.8元/吨。但就算如此，这个成本对于污水处理厂而言已经算比较高的了。在很多体系中，由于经营模式和技术方面的不同，能耗也存在着较大的差异，据有关数据统计，能耗占整体成本的40%～80%，这个成本与发达国家相比还是有很大的差距，但另一方面也表明我国污水处理厂在节能减排的方面还是有很大的可能性和提升空间。在目前情况下，人们对于水质要求愈来愈高，污水处理厂随之排放的污泥和二氧化碳量也逐步增加，这也是国内施行节能减排所面对的一个大难题，节能减排方面所要采取的措施要针对性地进行技术上的改进。例如可以从二氧化碳的产生部位等一系列问题入手，进行改造设计，从而满足节能减排的要求，同时也要保证对污水出水水质的严格要求。

2工艺流程的选择

2.1预处理方案1

采用浸没式超滤，工艺流程为：循环水排污水排污水池→提升泵→自清洗过滤器→浸没式超滤装置→透过液泵→超滤产水池。在悬浮物含量较高的情况下，先经过过滤精度为200μm的自清洗过滤器，截流大颗粒悬浮物，可以减轻超滤的负荷，延长超滤的反洗周期。超滤系统通过透过液泵在中空纤维膜内部形成真空。处理的水通过超滤膜的孔径进入了中空纤维内部，然后通过透过液泵进入超滤产水池。在反冲洗时，空气进入了超滤膜箱的底部在超滤膜的表面形成紊流。上升中的气泡擦洗和清洁超滤膜丝的外表面，提高超滤膜的处理效率。超滤膜元件孔径0.1μm，截流分子质量为10万u，膜材料为PVDF，浸没式超滤膜的优势体现在以下4个方面：1）透水量高。高透水性能材料，可以达到很高的透水量。2）使用寿命长。以专有的技术生产的中空纤维超滤膜，机械强度高并且耐化学药品腐蚀（采用PVDF的材质，高结晶度的聚偏氟乙烯）。在通常使用中，无需考虑化学药品腐蚀或生物分解等产生的膜破裂。3）分离效率高。由于膜的孔径分布均匀，不管进水水质如何变动都可以得到过滤出水浊度小于0.1NTU的高品质水。4）适用于高浊度进水。膜组件具有独特的除浊构造，采用空气擦洗和反洗同时运行的维护系统（AS/RF），清洗效果好，所以，对于高浊度水质的原水无需前处理就可以直接进行处理。超滤产水水质指标主要为浊度和SDI值。

2.2预处理方案2

采用压力式超滤，工艺流程为：循环水排污水→排污水池→提升泵→混凝澄清池→滤池→超滤供水泵→自清洗过滤器→超滤装置→超滤产水池。对于压力式超滤，需增加前处理工艺（混凝澄清、过滤），超滤膜按运行流向分为内压和外压膜。超滤膜组件由PVC外壳、中心出水管和中空纤维膜丝组成，膜丝材料为聚（醚）砜。原水从毛细管的内部进入，过滤时，比膜孔径大的颗粒被截留在膜的表面，并存留在毛细管间。而滤液以及包含在滤液中的离子和小于膜孔径的颗粒物通过膜表面，并被收集到中心集水管中如果不及时除去保留在毛细管膜表面的颗粒物将堵塞膜孔，从而使透膜压差增加，因此间歇性反洗是需要的。在反洗时，反洗水的水流方向与过滤时相反。超滤产水通过反洗泵从毛细管膜的外部向内部冲洗，从而将污垢带出毛细管膜，反洗时间以保证能够将所有污染物除去为宜。快冲是对反洗的一个补充。在反洗无法除去所有污染物的情况下，通过在反洗时加入化学药剂加强反洗的效果。如果透膜压差超过设定值，要进行化学清洗，清洗所用药剂和清洗周期需要根据原水成分和污染物种类确定。对于高悬浮物进水（悬浮物最大质量浓度为180mg/L），需要增加合适的前处理（混凝澄清、过滤工艺）以减轻压力式超滤的负荷，延长压力超滤的反洗周期，减少化学清洗的频率。压力式超滤的产水水质：SDI<3，浊度<0.1NTU。

3排污水回收系统的设计

3.1回收系统的选择

冷却塔排污水含盐量很高，还有一定量不易沉降的悬浮物（如：细小煤粒），它的回收再利用必须经过过滤及脱盐处理，以除去悬浮物，降低含盐量。常用的脱盐方法有3种：蒸发器、反渗透、离子交换。由于冷却塔排污水中含盐量很高，采用离子交换脱盐势必导致树脂失效快、再生频繁、酸和碱耗量大、运行费用高；同时产生大量酸、碱废水。因此，采用离子交换脱盐不经济。蒸发器脱盐投资高、热交换部分易结垢，对运行维护的要求较高，成本较高。反渗透技术在近10年内得到飞速发展，已成为许多领域中可靠的脱盐技术。反渗透系统无需酸、碱，不产生酸、碱废水，成本较前两种方法低。为此，冷却塔排污水的回收宜采用反渗透处理方案。反渗透需要严格的预处理，预处理效果直接关系到反渗透能否安全运行。反渗透前的预处理方式有：常规的澄清过滤、连续微滤、超滤等。由于超滤本身需要预处理，用它作为反渗透预处理的工艺较复杂，因此，超滤方式不适宜本工程。AquaPuer连续微滤技术作为先进的水处理技术已广泛应用于市政工程、给水工程、污水工程等。AquPuer连续微滤技术具有以下突出优点：设备占地面积少、土建工程量少、集成化程度高、自动化程度高、可自动反洗、化学清洗。反洗和化学清洗不影响设备的运行出力，且用水量少，设备的运行维护工作量小，运行安全、可靠。而常规的澄清过滤工艺虽较为成熟，但运行效果不能得到保证。为此，选择“AquaPuer连续微滤+Ro’’处理方案。排污水回收利用方案的工艺流程如图1所示。在此方案中，冷却塔排污水排人原水箱，在原水箱内进行水量、水质的综合调节，再通过提升泵打人微滤设备中。AquaPuer连续微滤设备自带混凝器、反冲洗、化学清洗设备，成为一整套预处理设施。水通过微滤设备脱去其中的悬浮物、细菌、有机物、胶体硅等后，进人清水箱，通过提升泵打人保安过滤器，经高压泵加压后进人反渗透本体进行脱盐处理，反渗透产生的淡水进人淡水箱，经提升泵将淡水送到除盐车间和循环冷却塔。反渗透产生的浓水通过泵送到渣场和输煤栈桥作喷淋水。

3.2系统设计与设备选型

3.2.1超滤装置

反渗透设备对于进水的水质要求较为严格，一般的预处理工艺如混凝、过滤等处理效果并也不理想，特别是进水中含有较多的污染物时，出水的污染指数（SDI）很难达到反渗透设备的要求。而超滤技术可以较好地解决这一问题，能够对胶体、大分子有机物、细菌等进行有效截留，出水完全满足反渗透设备的要求。超滤膜采用荷兰NORIT公司的孔径为20nm的中空纤维膜，共配置12根，每根过滤面积为40m2，材质为亲水性的聚醚砜，中空膜丝的内径为0.8mm。膜元件以串联的形式分别安装在4根的压力容器内，压力容器材质为FRP，采取卧式布置，超滤装置采用内压式死端过滤方式，过滤30min、反洗1min，每4h气擦洗一次，气擦洗2min。

3.2.2微孔过滤设备

本系统设微滤设备4套，每套处理能力为100m3/h，冬季运行3套，1套备用，夏季运行4套。设备本身配备压缩空气系统、反洗设备和化学清洗设备各1套。反洗排水处理设浓缩池系统1套，清水返回原水箱，浓水进一步浓缩，最终以泥饼形式运走。

3.2.3反渗透装置

反渗透装置设置有两套，同时工作，每套装置设有30只膜元件，分别安装在5根压力容器中，压力容器按3：2方式排列，一级两段布置，每套反渗透系统产水量为25m3／h。膜元件选用陶氏公司生产的BW30（LE）一440（FR）型反渗透膜，每根膜元有效膜面积为41m3。每套反渗透装置包括低压进水泵、5μm保安过滤器、高压泵、流量和压力仪表、控制装置、在线电导仪等。为了防止反渗透膜内结垢，需连续投加阻垢剂。反渗透装置的预处理设计得越趋完善，膜元件的清洗次数就可减少，但要完全保证膜元件不被污染是不可能的，一旦发生膜的污染，采用化学药品进行清洗，清洗装置配备清洗溶液箱、清洗滤器、清洗泵，通过反渗透组件预留的清洗接口进行清洗，以保证系统的高效处理性能

3.2.4加药系统

本系统设杀菌剂加药装置、凝聚剂加药装置、亚硫酸钠加药装置、阻垢剂加药装置各1套。杀菌剂加到蓄水池人口，凝聚剂加至原水提升泵出口，亚硫酸钠、阻垢剂加人保安过滤器前。

总结：吸收塔搅拌器在防止固体颗粒沉降，促进氧化空气均匀分布和提高石膏质量方面起着重要作用。搅拌器必须采用耐腐蚀性强，耐磨性好的材料，充分考虑固体颗粒，酸性离子，氯离子，氟离子等各种腐蚀性物质对浆料设备的影响。应加强搅拌器的制造和安装水平，以避免焊接应力和安装应力。

参考文献：

[1]曲磊，林琳，邵林.循环水排污水作为锅炉补给水水源的处理中双膜法的应用[J].天津电力技术，2008（2）：25~26.