反滲透技術(shù)在火電廠廢水處理中的應用進展

1、第 8期 總第 210期 內(nèi) 蒙 古 科 技 與 經(jīng) 濟 N o . 8, the 210th issue 2010年 4月 Inner M ongo lia Science T echno logy &Econom y A p r . 2010反滲透技術(shù)在火電廠廢水處理中的應用進展 劉崗 1, 馬光路 2(1. 內(nèi)蒙古電力科學研究院 ; 2. 內(nèi)蒙古化工職業(yè)學院 , 內(nèi)蒙古 呼和浩特 010000摘要 :文章介紹了反滲透技術(shù)在火電廠各種廢水處理中的應用 , 通過案例分析指出了在實際運行 中存在的問題 , 并指明了解決的方向 , 同時對反滲透技術(shù)在該領(lǐng)域的應用進行了展望 。關(guān)鍵詞 :反

2、滲透技術(shù) ; 廢水處理 ; 火電廠中圖分類號 :X 703 文獻標識碼 :B 文章編號 :1007 6921(2010 08 02隨著社會的發(fā)展 , 工業(yè)化進程的加速 , 全國 2008年的發(fā)電量達到了 34334億 k W h , 其中 , 火電占 全部發(fā)電量的 80. 95%, 1可見火電依然是我國發(fā)電 的主力軍 。 電力工業(yè)既是用水大戶 , , 1座 1000MWt , 相當于 1, , 年 的 1. 17kg k W 0. 78kg k W h , 3以 200827793億 k W h 計 算 , 2008年全國火電廠廢水排放量達到了 21. 7億 t , 人均 1. 6t 之多 ,

3、 是相當驚人的 。近年來 , 隨著環(huán)保要求越來越高 , 廢水的排放指 標越來越嚴格 , 電廠的廢水處理成本逐年提高 , 處理 電廠如此大量的廢水費用相當可觀 。 出于電廠節(jié)水 和環(huán)保的目的 , 現(xiàn)在電廠對廢水的處理不僅僅是停 留在達標排放的階段 , 而是要做到變廢為寶 , 重復利 用 , 達到廢水零排放 。 而膜分離技術(shù)用于污水處理具 有能耗低 、 效率高 , 工藝簡單 、 出水水質(zhì)好 、 運行費用 低和膜組件簡潔 、 緊湊 、 易于自動化操作 、 維護方便 等特點 , 與其他污水處理方法相比具有明顯的優(yōu)勢 , 所以在污水處理中已受到特別的青睞 。 4而反滲透 技術(shù)具有設備構(gòu)造緊湊 , 占地面

4、積小 , 單位產(chǎn)水量 高 , 能量消耗少 , 去除雜質(zhì)徹底 , 使用范圍廣 , 自動化 程度高 , 使用操作方便 , 無污染等等多種優(yōu)點 。 本文 就反滲透技術(shù)在火電廠廢水處理方面的進展進行了 敘述 。1反滲透技術(shù)在火電廠污水處理中的應用現(xiàn)狀 1. 1在火電廠循環(huán)冷卻排污水回收中的應用 火力發(fā)電廠的循環(huán)冷卻水占總耗水量的 2 3, 5山西某發(fā)電有限公司的廢水處理回收利用工程 , 采 用連續(xù)微濾 +反滲透 (C M F +RO 處理工藝 , 回用 水作為循環(huán)冷卻水 , 直接補進電廠冷卻塔 。 處理水量 8000m 3 d , 回用水量 7000m 3 d 。 該工程于 2005年 8月投入運行

5、, 截至 2008年 3月共處理污水近 360×104m 3, 回用污水近 320×104m 3。 近一年半的運行實 踐表明 , 出水水質(zhì)可以滿足循環(huán)冷卻系統(tǒng)補充水的 水質(zhì)要求 , 使用該處理系統(tǒng)是安全可靠的 。 其廢水處 理費用約為 0. 96元 m , 與文獻 6中噸水成本 0. 75元相比略高 , 但出水水質(zhì)要遠好于文獻 7中傳統(tǒng)中 水回用工藝出水水質(zhì) 。 8山東某電廠建設了 200m 3 h 反滲透除鹽水項目 , 以循環(huán)冷卻排污水為水源 , 反滲 透出水作為鍋爐預脫鹽補充水 , 其產(chǎn)生的濃水通過 泵打到煤場和輸煤棧橋做噴淋水 。 2003年竣工后經(jīng) 過 1a 多的運

6、行 , 出水含鹽量一直低于 20m g L , 完 全符合鍋爐補給預脫鹽水的要求 。 9但是 , 由于循環(huán), 及進水水.大連泰山熱電公司對大連市馬欄河污水處理廠 的出水進行了深度處理 , 采用了絮凝沉淀 砂濾 U F (超濾 RO 1(反滲透 RO 2 ED I (電滲析 全膜法 工藝 , 出水回用為冷卻水 、 熱網(wǎng)補給水及鍋爐補給 水 。 節(jié)水量為 660×10m 3 a 、 節(jié)省水費為 1689. 6萬 元 a , 實現(xiàn)了經(jīng)濟 、 社會和環(huán)境效益的統(tǒng)一 。 工程于2005年 7月 竣 工 并 投 入 運 行 , 至 今 出 水 穩(wěn) 定 達 標 13。1. 3在鍋爐酸洗廢液處理中的

7、應用吳華雄 14對電廠鍋爐檸檬酸酸洗廢液的處理 進行了模擬試驗研究 , 采用反滲透技術(shù)和循環(huán)方式 , 對醋酸纖維素膜 、 低壓復合膜 、 海水膜等 3種反滲透 膜的處理效果進行了比較和分析 , 得出結(jié)論 :處理效 果最好為海水膜 , 低壓復合膜次之 , 醋酸纖維素膜較 差 ; 最適合于鍋爐酸洗廢液反滲透處理的膜是海水 膜 , 處理方式是循環(huán)方式 。 將反滲透處理技術(shù)應用于 某火電廠 300MW 機組鍋爐爐前系統(tǒng)檸檬酸酸洗廢 液的處理 , 達到了預期的目的 。 并認為鍋爐檸檬酸酸 洗廢液最佳處理方式是 :酸洗廢液先經(jīng)過反滲透濃 縮處理后 , 其反滲透出水可以達標排放或回收利用 ; 其濃縮液經(jīng)除鐵

8、后噴霧干燥回收檸檬酸鈉鹽 。 這樣 的處理工藝 , 可以徹底解決鍋爐酸洗廢液污染環(huán)境 的問題 , 具有較好的經(jīng)濟和社會效益 。王羅春等人 15采用化學預處理一膜法處理電 廠鍋爐 ED TA 清洗廢水 , 首先 , 加入 N aO H 溶液將 廢水 pH 值調(diào)至 13以上去除金屬離子 , 然后 , 用硫酸 將濾液 pH 值調(diào)至 0. 5以下以析出 ED TA , 再用納濾 和反滲透系統(tǒng)凈化濾液以使出水達到排放要求 。 該 工藝可考慮采用電廠純水生產(chǎn)系統(tǒng)報廢的反滲透膜 件 , 將處理成本降低至廠家可承受的范圍內(nèi) , 具有很 好的推廣應用前景 。1. 4在電廠綜合廢水處理回用中的應用作為全國第一個廢

9、水零排放工程 , 西柏坡電廠 廢水治理系統(tǒng)分為廢水回收和廢水處理 2個部分 。 廢水回收包括生活污水 、 酸及堿廢水 、 凝結(jié)水精處理 捧水 、 掙卻水塔檢修時排水 、 主廠房地面沖洗水和雜 用水的回收系統(tǒng) , 回收后的廢水用于除灰 、 渣或經(jīng)處 理后回用 。 廢水處理包括弱酸處理 、 反滲透和外排系 統(tǒng) , 通過上述 3種方式 , 使電廠廢水再生 , 重復使用 。 通過廢水的回收和處理 , 實現(xiàn)了廢水的零排放 。 其中 9 7收稿日期 :2009-12-07作者簡介 :劉崗 (1981- , 男 , 碩士 , 助工 , 畢業(yè)于太原理工大學物理化學專業(yè) , 現(xiàn)從事電廠化學水處理研究工作 。總第

10、 210期 內(nèi) 蒙 古 科 技 與 經(jīng) 濟反滲透出水直接作為鍋爐補給水的原水來使用 , 大 大節(jié)約了清水的使用量 。 16工程投產(chǎn)后年節(jié)水量多 達 1400多萬 t 。 這家企業(yè)一年節(jié)約的新鮮水 , 能夠滿 足一個 50萬人口的城市整整一年的生活需要 。 為了 提高廢水的可用率以利于節(jié)水降耗和環(huán)保 , 北票發(fā) 電廠應用 BM F 和兩相流專利技術(shù) 、 超濾及反滲透膜 技術(shù)建立了廢水處理系統(tǒng) , 將產(chǎn)品水作為鍋爐給水 、 循環(huán)冷卻水 、 熱網(wǎng)水和消防水等使用 , 實現(xiàn)了廢水回 用零排 , 取得了較好的效益 。 北票發(fā)電廠廢水零排放 系統(tǒng)的建立做到了當年設計 、 當年施工 、 當年投產(chǎn) 。 生成的

11、產(chǎn)品水冬季用來作為熱網(wǎng)補充水 , 夏季作為 鍋爐和循環(huán)水補水 (這一補水是經(jīng)三級深度處理后 的產(chǎn)品水 , 反滲透產(chǎn)生的濃縮水用于消防水的補充 水 、 燃料煤場和輸煤棧道降塵噴淋以及飛灰的加濕 。 平均節(jié)約工業(yè)水超過了 100t h , 冬季補給熱網(wǎng) 80t h (超過設計出力 , 夏季補水塔 80t h (超過設計出 力 , 以及制備反滲透產(chǎn)品水 60t h 補給鍋爐 , 平均 回收廢水超過 70萬 t a 。其中 ,到 97%,用 。 172污染物成分復雜 , 極易導致 反滲透的膜污染現(xiàn)象的出現(xiàn) , 造成系統(tǒng)的脫鹽率下 降 , 產(chǎn)水率下降 , 影響系統(tǒng)正常運行 。 為了解決這一 問題 , 目

12、前常采用的方法是對膜進行定期清洗和再 生 。 但是經(jīng)常性的對反滲透膜進行清洗和再生對膜 的壽命有較大的影響 , 同時也增加了運行成本 。 如何 減少膜污染現(xiàn)象的出現(xiàn)呢 ? 從源頭堵截 , 加強對反 滲透水源的預處理研究 , 對具體工藝要結(jié)合電廠水 質(zhì)實際 , 在設計前要做好小試和中試 , 達到反滲透進 水水質(zhì)完全達標 ; 在實際運行過程中要不斷摸索 最佳工藝條件 , 改進運行參數(shù) , 最終達到優(yōu)化運行 ; 適當增加反滲透進水級出水水質(zhì)的檢測指標 , 如 細菌指標等 , 與正常的清水相比 , 污廢水中細菌含量 要大于得多 , 而細菌在反滲透膜中的孳生是導致膜 污染的一個重要原因 12, 因而 ,

13、 可以定期檢測反滲 透進出水的細菌指標等參數(shù) , 通過具體實踐確定一 個進出水的細菌指標等參數(shù)是有效防止膜污染的方 法之一 ; 通過對膜材料改性及其抗污染機理的研 究 , 增加膜的抗污染性能 , 從而在根本上解決膜污染 的問題 。與反滲透對電廠其他廢水處理中的應用相比 , 利用反滲透技術(shù)處理酸洗有機廢水 (如檸檬酸清洗 廢液及 ED TA 清洗廢液等 還仍處于實驗階段 , 在 國內(nèi)還沒有工業(yè)應用 。 制約其應用的主要原因是由 于酸洗廢液不屬于經(jīng)常性廢水 , 設置單獨處理裝置 成本太高 ; 其次 , 利用電廠現(xiàn)有的廢水處理工藝無法 達到反滲透的進水水質(zhì)要求 , 極易造成膜污染 。 3動態(tài)與展望目

14、前 , 反滲透在電廠廢水處理中的主要應用集 中在循環(huán)水排污水的處理及城市中水處理供電廠用 水兩個方面 , 技術(shù)相對成熟 , 出水水質(zhì)等指標穩(wěn)定 。 而且從文獻 7, 10, 13中可以看出 , 上述兩種應用中 的經(jīng)濟分析可以看出 , 經(jīng)濟效益十分明顯 。 而其他方 面的應用還處于起步或是實驗階段 。膜分離與傳統(tǒng)分離的耦合 、 集成技術(shù)研究正在 逐步深入 , 尤其是近年來 , 人們在新型聚合物材料的 開發(fā)及聚合物改性方面取得重要進展 , 能夠滿足分 離膜耐熱 、 耐酸堿 、 抗氧化 、 抗微生物降解等物理化 學穩(wěn)定性要求 。 另一方面 , 人們對膜污染機理的研究 日漸深化 , 進一步闡明了膜的結(jié)

15、構(gòu)演變規(guī)律和污染 機理 , 從而有利于優(yōu)化膜分離過程工藝條件 , 減輕膜 污染 , 延長膜的壽命 。 膜分離技術(shù)領(lǐng)域的重要進展 , 為反滲透技術(shù)處理火電廠廢水中的應用提供了有力 的技術(shù)保障 。4結(jié)束語在我國近幾年的新建機組中 , 反滲透作為鍋爐 補給水處理系統(tǒng)中的預脫鹽設備及主要脫鹽設備已 被廣泛采用 , 但在廢水處理中 , 反滲透技術(shù)還處于一 個應用起步和推廣階段 , 其主要原因有反滲透膜的 造價高 , 壽命相對較短等因素的制約 , 同時也與廢水 來源的多樣性和復雜性 、 預處理技術(shù)亟待完善及運 行經(jīng)驗不足等綜合因素的影響 , 從而阻礙了反滲透 技術(shù)在電廠廢水處理中的廣泛應用 。 但隨著膜材

16、料 成本的不斷下降 , , 反滲透 , 反滲透技術(shù)在 。年 全 國 電 力 工 業(yè) 統(tǒng) 計 快 報 一 覽 表 . h ttp : tj . cer . o rg . cn test 1. a sp ? id =269. 2鄭書忠 , 陳軍 , 等 . 產(chǎn)業(yè)化中的工業(yè)水處理技術(shù) J . 科技成果縱橫 , 2001, 6(57 :13l 4.3王勝顏 1電力供應結(jié)構(gòu)調(diào)整為節(jié)能減排提供 寬 松 空 間 EB OL 1中 國 經(jīng) 濟 網(wǎng) , h ttp : www . ce . cn cysc ny d l 200902 17 t 20090217-18227155. sh t m l , 2009

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