大流量全膜法水处理技术在电厂中的应用

　　将微滤、超滤、反渗透和电去离子(EDI)等4种膜分离技术联合应用于工业水处理称之为全膜水处理技术。全膜水处理技术尤其适用于大流量制水系统,近年逐步在电厂水处理中得到应用。

　　1　电厂概况

　　某电厂燃气-蒸汽联合循环机组燃机为美国GE公司生产的9E燃汽轮机,余热锅炉为杭州锅炉集团生产的Q1097/555-181(31)-6.1(0.63)/532(256)型三压无补燃强制循环锅炉(有高、低压两个强制循环系统)。高压锅炉最大蒸发量181.5 t/h,压力6.1MPa;低压锅炉最大蒸发量30. 8 t/h,压力0. 63MPa。配上海汽轮机有限公司生产的LZN55-5.60/0.65型双压凝汽式汽轮机。该厂锅炉补给水系统选用全膜法水处理技术,设计两套制水系统,每套系统制水量为62 t/h。工艺流程为:自清洗过滤器(盘式)和超滤装置(预处理单元)+反渗透处理单元+EDI处理单元,其中自清洗过滤器和超滤装置组成预处理单元,反渗透装置和EDI装置作为独立单元。各设备简况见表1(注:该厂全膜水处理系统未采用微滤装置)。

　　2　全膜法水处理系统

　　某电厂全膜水处理流程见图1。工业水从清水水箱由清水水泵送到板壳式换热器加热,水温达20℃后进入盘式过滤器过滤(除去大颗粒(>100μm),以保护超滤装置),然后进入超滤装置。超滤装置可去除水中大部分的悬浮物、胶体、病毒、细菌、有机物及浊度。超滤系统还包括超滤装置的常规反洗及化学反洗装置。超滤产水进入超滤产水水箱后,由反渗透低压泵送到保安过滤器,对反渗透进水再次过滤,以确保超滤水箱或管道上大于5μm的污染物全部去除。然后向反渗透进水加入还原剂和阻垢剂,以去除游离氯和降低反渗透膜堵塞几率。反渗透进水通过反渗透高压泵增压后进入一级反渗透装置,一级反渗透产水作为二级反渗透的进水,一级反渗透浓水排掉,二级反渗透产水送到反渗透产水箱内。由于二级反渗透浓水水质比超滤产水还好,所以回收到超滤产水箱内。反渗透产水通过EDI进水泵送到EDI组件,经EDI装置处理后,进入除盐水箱。基于超滤产水水箱、反渗透产水水箱和EDI产水箱水位变化对整套系统进行控制,超滤、反渗透和EDI的运行连锁也根据这些水箱水位变化进行。

　　超滤装置的运行是由超滤产水水箱的中位讯号起动,由高位讯号停止。同样,反渗透装置和EDI装置的运行是由反渗透产水箱和除盐水箱的中位讯号起动,高位讯号停止。整套预脱盐系统的控制基础分为4个层次:电动机控制中心/加药泵箱、电磁阀箱、可编程控制器(PLC)和人机界面站(SCADA)。

　　3　运行经验、存在问题及改进措施

　　(1)为了改善超滤系统的运行状态,使膜易于清洗,在超滤装置进口处设计了加聚合氯化铝(PAC)的装置,加药量为3 mg/L。在实际运行中发现,加入PAC后使水中胶体物质凝聚,增加了超滤装置的运行负担,超滤装置每产水30 min就要反洗1次,反洗40次后就要进行1次化学反洗。因此,这种运行方式大约运行15天左右,膜压差就达到报警高限值0.08MPa,设备不得不停下来进行化学清洗以降低压差。通过分析认为,超滤进水水质较好,为河水经混凝沉淀后的出水,浊度小于5 NTU,不属于废水或海水等较差的水质,无需在设备进口处添加混凝剂。实践表明,停加混凝剂后设备运行正常,基本每年进行1次化学清洗即可。