「配液配料設備」反滲透系統采用兩級膜處理
「配液配料設備」反滲透系統采用兩級膜處理,超濾(UF)→反滲透(RO)→EDI:全膜水處理工藝在電廠節能減排中的應用。
基于超濾(UF)→反滲透(RO)→EDI的全膜水處理工藝是將最先進的膜分離技術結合起來,應用于電廠鍋爐供水處理系統,可以高效去除污染物,深度脫鹽,滿足后續工藝的水質要求。
全膜法水處理工藝特點。
根據燃機機組參數、源水質、廠址位置特點、水處理等因素,下沙熱電全膜水處理系統按超濾+一級反滲透+二級反滲透+電除鹽系統設計,系統輸出按2×140m3/h考慮。
超濾系統采用西門子Memcor壓力超濾膜系統,單套系統采用96個超濾膜,產水流量180m3/h。超濾膜為外壓超濾膜。由于外壓超濾膜的污染空間是內壓超濾膜的4~5倍,外壓超濾膜能承受的進水懸浮物可比內壓超濾膜高4~5倍。外壓超濾的抗污染性無疑優于內壓超濾,對原水的適應性更強。根據廠家推薦值,進水濁度低于20NTU。
「配液配料設備」反滲透系統采用兩級膜處理,由于EDI進水水質的要求,反滲透系統采用兩級膜處理。一級反滲透膜組件采用DOWBW30-400FR抗污染膜組件,排列為一級二段,單位膜面積設計水通量23.47L/(m2),輸出158m3/h。二級反滲透膜組件采用DOWBW30-400膜組件,排列為一級二段,單位膜面積設計水通量26.8ll/(m2),輸出150m3/h。陶氏BW30-400系列膜元件進水要求如下:pH2~11,最高運行溫度45℃,最大運行壓力41bar,最高允許污染指數5,余氯0.1mg/L。反滲透膜分離技術采用壓力驅動,能有效去除水中的固體溶解物、有機物、膠體、微生物、細菌等雜質,與前置超濾系統配套使用,具有技術先進、操作簡單、運行成本低、無污染、維護方便等優點。
電除鹽裝置采用IonpureCEDILX-45膜堆,共28個膜堆,單套輸出140m3/h。CEDI系統不需要鹽、濃水循環和單獨的極水排放。整個系統簡單可靠;由于濃水和極水回用到一級反滲透前,水利用率可達100%,膜堆設計為兩進兩出(淡水進出,濃水進出),系統最簡單,操作維護簡單。與鹽膜堆相比,系統可以立即打開和使用。
循環水系統的運行現狀及特點。
電廠循環水系統采用單元供水系統。汽機循環冷卻水為自來水,冷卻水量為17500t/h。三臺機組配備四臺循環水泵,一根供水管,一根回水管,四個機械通風冷卻塔。平板濾網后設置輔助循環泵作為停機初期輔機冷卻。供水系統由冷卻塔→循環水排水溝→循環水泵房→循環水進水管→凝汽器→循環水回水管→冷卻塔等組成。為有效控制凝汽器內微生物的繁殖,防止冷卻設備的堵塞和腐蝕,保證凝汽器的傳熱效率和真空度,選用次氯酸鈉和緩蝕阻垢劑對循環水進行殺菌、除藻和阻垢處理。
由于循環冷卻水在循環過程中不斷蒸發濃縮,循環水的導電率、硬度和堿度不斷上升,導致超過其水質控制標準。此時,必須不斷補充新鮮水,排放一些高鹽度循環水,以保持水質的動態平衡。因此,在循環冷卻水系統的運行過程中,循環水濃縮倍數控制有一個上限,一般通過動態模擬實驗確定。
循環水系統運行存在問題。
1)循環冷卻水補充水源采用自來水,成本高,排污量大,造成水資源浪費,運行經濟性差。
2)循環水系統原設計無底部排放口,導致循環水濃縮率超標時無法排放污水,只能通過泵吸或溢流控制。這種方法不僅費時費力,而且無法準確控制濃縮率,系統存在結垢風險。
3)隨著《水污染防治行動計劃》的實施,廢水排放越來越嚴格,循環水進入雨水系統存在水處理合規性問題。
4)循環水冷卻后,回水溫度達到35℃左右,溫水排放導致能量消耗。
由于循環水系統存在上述問題,迫切需要一種兼顧安全性、經濟性和合規性的運行模式來實現循環水回用。
實施循環水回用工程。
1.循環水水質分析。
根據2016年循環水水質報告,循環水水質控制指標中的硬度和濃縮倍率經常超標。在運行過程中,必須通過溢流降低硬度和濃縮倍率,以確保循環水系統凝汽器鋼管不結垢,對機組的安全經濟運行產生很大影響。但其指標完全符合全膜水處理系統進水要求,在循環水水質分析的前提下,2017年實施循環水回用工程。
二、實施循環水回用工程。
1)循環水回水母管與化學水池補水管通過DN150管連接。運行時,循環水泵產生的壓頭將部分循環水回用到化學水池,作為全膜水處理系統的進水,起到排污的作用。
2)機組運行時,循環水母管回水溫度約為35℃。冬季運行時,可提高全膜水處理系統的進水溫度,減少加熱全膜水處理系統的進水蒸汽量,有效節能降耗。
3)部分循環水通過管道排放后起旁流過濾的作用,可降低循環水濁度,減少凝汽器管道堵塞。
全膜法處理系統的運行狀態。
機組運行期間每天回用約500m3循環水。項目實施后,超濾系統運行正常,產水濁度為0.045~0.091NTU,進出口壓差為89~93kPa,上限為150kPa,產水濁度合格。反滲透系統一段壓差149~161kPa,二段壓差89~93kPa,壓差正常;產水電導9.1~10.2μS/cm,脫鹽率和產水量正常。
「配液配料設備」反滲透系統采用兩級膜處理,系統出水水質為:鍋爐供水電導率0.18μS/cm,鈉離子1~2μg/L,硅酸根約10μg/L。
2017年循環水指標年報顯示,循環水回用項目實施后,全膜水處理系統運行和出水水質不受影響。循環水濁度年平均值從2016年的6.7NTU降至2017年的3.8NTU,其他指標均有所下降,全年超標次數大幅下降。
循環水回用項目效果評價。
1)機組運行時,每天回用500m3循環水,基本上可以通過回用循環冷卻水將濃縮率完全控制在6倍以內,有效避免凝汽器結垢,減少公司自來水消耗,避免循環冷水系統污水進入雨水系統的水處理風險。
2)自2017年3月起,機組運行日歷天數為130d,循環水排污減少6.5萬m3,按自來水費4.8元/m3計算,全年節約自來水費292500元。
3)如果機組在冬季運行,加熱鍋爐的供水處理系統可以通過循環水回用而不使用原水蒸汽加熱系統,每天可以節省10t蒸汽。
4)循環水回用后,起到旁流過濾的作用,可以降低循環水的濁度,減少凝汽器的污垢堵塞,降低凝汽器的清洗頻率。
5.由于循環水采用氧化殺菌處理,回用循環水可以保證膜系統的安全,更好地控制全膜處理系統的微生物污染。
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