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          全膜分離技術在電廠化學水處理中的應用

          發布人:lywtw 發表時間:2014-6-15
          目前在我國的電廠生產運行中,水是一種非常重要的生產介質,很多生產環節都需要用水為媒介來實現能量的轉換。而水在蒸發后所產生的水蒸氣的質量更是會對電廠生產設備的使用壽命和運行效率產生直接影響。因此在對電廠的水進行處理時,必須要確保處理的科學性和有效性,不得使含有腐蝕性成分的水體進入鍋爐或汽輪機內,以免對設備造成腐蝕性損害。因此,采用科學合理的化學水處理工藝是非常有必要的。而全膜分離技術正是這樣一種具有很好優良特性的先進化學水處理工藝,值得在電廠生產中大力推廣應用。
            1、全膜分離技術概述
            所謂膜分離技術,就是借助一定的外力,通過特殊的薄膜來對混合物進行物質分離的技術。這種薄膜要求能夠具備一定的選擇透過性,能夠使混合物中的部分物質透過,剩余部分物質不能透過,以此來實現提純或濃縮的效果。一般來講,膜分離技術中所使用的薄膜都會在內壁上布滿各種各樣的小孔。不同孔徑的薄膜所具備的選擇透過性也有很大差異。例如反滲透膜的孔徑一般在0.0001~0.005um 之間, 而納濾膜的孔徑則多在0.01~0.005um 之間,超濾膜的孔徑在0.001~0.1um 之間,微濾膜的孔徑在0.1~1um 之間等等。
            2、全膜分離技術在電廠化學水處理中的應用方式
            目前在電廠的化學水處理中,對于全膜分離技術的應用主要是用于鍋爐補給水的過濾和凈化。應用方式有超濾、反滲透和電除鹽等三種,即俗稱的三膜處理工藝。在對鍋爐補給水進行全膜分離技術處理之后,所得出的水質純度較高,能夠達到陰陽混床的水處理效果,且無須使用酸堿再生,極大的簡化了水處理工序,且不會產生廢液污染,具有很大的環保意義,自動化程度也相對更高。
            2.1 超濾技術(UF)
            這是一種利用超濾膜實現去除水中大分子效果的水處理技術,所使用的超濾膜孔徑相對較大,僅僅只能夠將水中的膠體、病毒、顆粒等大分子截留在膜內,不能將水中溶解的鹽類等分子截留在內,因此常被用作電廠水處理的第一道工序中。
            2.2 反滲透技術(RO)
            這是一種利用反滲透膜進行水處理的技術方法,所采用的反滲透膜多是由高分子材料制成,其所具備的選擇透過性主要是針對水分子,即只有水分子可以通過,其他物質則被截留在膜內。反滲透膜的孔徑非常小,約為1nm,因此可以在很大程度上將水中所含有的鹽類、微生物或有機物等雜質都去除干凈,去除率一般都能達到97%以上。
            2.3 電除鹽技術(EDI)
            對水體進行電除鹽處理是電廠化學水處理中應用全膜分離技術的最后一道工序。這種技術主要是利用電場的作用來對水進行分解,通過離子交換膜的離子選擇通過功能,結合陰陽樹脂的加速離子遷移能力,去除進水中大部分的離子,以使產水達到電導率低于0.2uS/cm,符合鍋爐補給水的要求。它把傳統的電滲析技術和離子交換技術有機地結合起來,既克服了電滲析不能深度脫鹽的缺點,又彌補了離子交換不能連續工作、需消耗酸堿再生的不足。
            3、全膜分離技術的優點
            與傳統的電廠鍋爐補給水化學處理方式相比,采用全膜分離技術進行化學水處理具有很大的優越性。傳統工藝一般先用機械過濾方法去除水中懸浮物及膠體類雜質,再軟化去除水中的硬度,如采用陽床、陰床、混床、電滲析、反滲透等技術去除水中的離子,在這些工藝中都存在用酸堿再生離子交換樹脂,使其性能恢復的過程,整個生產過程既有酸堿化學污染廢液的排放,又不能連續生產,運行操作復雜,勞動強度高,日常維護復雜,制水成木高,同時設備占地面積大,最重要的是酸堿廢液的排放,不符合當今環保要求。而采用全膜分離技術正好克服了傳統水處理技術的缺陷,具有以下優點:
            首先,全膜分離技術在應用中所使用的設備較少,且結構相對更為簡單,維修和操作都要比傳統化學水處理設備更方便,有利于實現電廠水處理的自動化。
            其次,采用全膜分離技術所得到的水質更為純凈,性能更加穩定,且該技術在生產的過程中不會產生各種污染,也不用使用濃酸或濃堿,節省了處理成本,實現了零污染零排放。再者,全膜分離技術只需要在常溫下進行即可,無需再營造高溫環境或對液體進行冷卻處理,因此這種處理方法更加的安全,且耗能更少。
            最后,采用全膜分離技術能夠達到較高的水處理效率,且耗能很低,設備體積不大,無需占用太多土面積,節約了電廠的土地成本。
            4、全膜分離技術在電廠化學水處理中的應用實例分析
            某生活垃圾焚燒發電小型電廠,配備兩套往復爐排式生活垃圾焚燒鍋爐,以焚燒生活垃圾為主,單臺處理能力為500t/d;兩臺9MW 中壓單缸沖動凝汽式汽輪機組,鍋爐補給水系統設計規模為供水量2x12t/h,原水為當地河水,采用預處理+ 全膜處理工藝(UF-RO-EDI),控制部分為DCS 自動控制系統,產水水質要求符合中壓鍋爐給水規范:電導率<0.2uS/cm,SiO2<20ug/L,硬度≈0.
            工藝流程:調節蓄水池→原水泵→多介質過濾器→活性炭過濾器→超濾→超濾水箱→一級反滲透裝→除二氧化碳器→淡水箱→二級反滲透裝置→中間水箱→電除鹽裝置→除鹽水箱→除鹽水泵→鍋爐補水。
            預處理系統選用了多介質過濾器和活性炭過濾器,使原水中的大部分懸浮物和膠體狀物被截留于濾層,使出水澄清,保證出水的濁度≤5.0mg/L,同時去除水中各種有機物、異味、色度、余氯、微量油等,保證滿足超濾進水水質。
            該廠選用美國進口KOCH 公司生產的超濾膜組件,中空纖維結構,能截留0.002~0.1 微米之間的大分子物質和雜質,切割分子量為10 萬道爾頓。膜型號為V1072-35-PMC,材質為親水性的聚砜(PS)。共設4 臺,每臺出力為53m3/h.在調試后確定每隔30min,自動進行沖洗,反洗水采用超濾的產品水,進行快速的沖洗,然后投入運行,根據時序控制,循環進行。一級反滲透膜元件選用美國DOW 公司生產的BW30-365FR 芳香聚酰胺復合膜,出力2×77m3/h.二級反滲透膜元件選用美國DOW 公司生產的BW30-LE440 芳香聚酰胺復合膜,出力2×69m3/h.為了保證RO膜的使用壽命,一定要做好預處理工作,嚴格控制入口水各項指標并做好系統維護,避免頻繁清洗。實際運行過程中,經過二級反滲透后水質指標已經基本相關標準。選用美國E-CELL 公司生產的EDI 裝置,本套裝置由18 個MK-2ST 的模塊組成,出力為2×62m3/h,采用濃水循環式。運行時產水回收率達90~95%,濃水排放量為5~10%全部回收至超濾水箱,只有1%極水排放,自耗用水量非常低。運行采用自動程序化操作控制,非常簡單。經過本套水處理工藝制出的補給水電導率<0.2uS/cm,SiO2<20ug/L,硬度≈0.從運行數據看,給水、爐水、過熱蒸汽品質非常好而且穩定,合格率均達到99.8%,熱力設備運行穩定。
            結束語
            總之,目前電廠生產過程中還離不開對各種生產用水進行處理,而其處理技術水平的高低直接影響到電廠生產環保效益的高低。在當前環境污染極其嚴重的情況下,做好電廠的水處理工作,積極引進各種先進環保的水處理技術,不但能夠解決傳統化學水處理所帶來的各種環境污染問題,還可以極大的節約電廠的生產成本,減少水處理的占地面積,提高電廠水處理的自動化水平,簡化處理操作手段,減少處理工作人員,從而增大電廠的生產經濟效益和生產環保效益。
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