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电厂循环排污水处理超滤-反渗透膜组合工艺

发布时间:2022/8/14 来源:佛山市南海长海发电有限公司

火力发电厂蒸汽冷却主要有循环冷却、直流冷却和空冷等几种不同形式,循环冷却排污水用量很大,占到电厂总水耗量的12%以上,研究冷却排污水的循环处理工艺,对降低火电厂....
火力发电厂蒸汽冷却主要有循环冷却、直流冷却和空冷等几种不同形式,循环冷却排污水用量很大,占到电厂总水耗量的12%以上,研究冷却排污水的循环处理工艺,对降低火电厂用水量,节约用水有着重要意义。

1、超滤与反渗透膜技术

1.1 超滤膜分离技术

膜分离是一种广泛存在的自然现象,法国学者AbbeNollet在1784年首次发现膜分离现象,并提出osmosis学说,是人类对膜与膜过程的最早期研究。1861年,Schmidt提出超滤的概念,1925年,德国Sartorius公司开始生产微滤膜,1953年,美国学者Reid提出反渗透理论,并在水淡化处理中得以应用。1958年,国内开始进行关于离子交换膜的相关研究,1966年开始研究反渗透膜与超滤膜,现阶段,我国苦咸水、海水淡化、废水制备、纯水制备中都开始使用国产反渗透与超滤装置。膜分离技术按照原理不同可以划分为微滤、超滤、纳滤以及反渗透四种不同形式,有不同的过滤精度,分别对应不同尺寸颗粒过滤处理需求,几种不同的膜分离技术中,反渗透膜分离技术精度最高,尺寸超过100分子量有机物以及可溶性盐均无法穿过反渗透膜,广泛应用于锅炉补给水处理、水淡化以及废水处理。超滤膜分离技术使用网格尺寸在微滤和纳滤之间的超滤半透膜,能够阻隔溶液中的胶体、悬浮物、微生物以及其他大粒径溶质,孔径5nm-0.1μm左右,压力作用下,膜孔径物质以下物质可以穿过超滤膜到达另一侧,超过孔径尺寸物质不能穿过,被截留在加压侧。

1.2 反渗透膜分离技术


如图,反渗透膜分离技术在浓溶液侧施加压力,抵消自然渗透压,操作压力比水分子自然渗透压高,水分子将从高压侧向低压侧渗透,浓溶液端水分子会经过膜到达净化侧,上世纪50年代之后,随着反渗透膜分离技术的快速发展,反渗透膜透过机理与模型种类也随之增多。

(1)优先吸附-毛细孔流动模型该模型由S.Sourirajan在1970年提出,假定水优先在膜表面吸附,排斥NaCl,浓溶液侧施加压力作用,膜表面吸附水分子将优先通过,脱除溶解盐。

(2)氢键形成模型1959年,Reid等人提出氢键形成模型,认为反渗透膜表面精密,膜表面活化点位置无机盐不能溶解,而水分子则可以在压力作用下与活化点形成氢键,水在膜外凝结并逐步渗透进膜内,穿过膜并脱离活化点,形成脱盐过程。

2、电厂循环排污水超滤-反渗透膜组合处理工艺

2.1 工艺设计

(1)循环排污水情况分析

火电厂循环冷却排污水悬浮物量很大,碱度硬度都很高,循环处理过程中控制和调节方式不合理,有可能造成反渗透膜、超滤膜结垢,造成透膜毒害,缩短透膜使用寿命,导致系统运行异常。因此,使用超滤-反渗透膜组合工艺处理电厂循环排污水,首先要进行预处理,清理容易结垢的硬度物质和悬浮物等无机成分。循环排污水中还残留一定药剂以及浊度较高的生物黏泥,影响膜系统运行稳定性,还要加设强化预处理模块,循环排污水加药成分比较复杂,药剂电荷特性有所不同,选择型号不合适的反渗透膜可能造成膜系统不可逆损伤与污染,因此需要根据循环水冷却水残余药剂情况选择合适的反渗透膜型号。

(2)工艺流程设计

经过分析,确定如下设计工艺流程:机械搅拌澄清池→重力无滤池→清水箱清水→多介质过滤器→二级清水箱清水泵→超滤水泵→超滤装置/储水箱→反渗透高压泵→反渗透膜。火电厂一期锅炉补给水为地下水,机械搅拌、重力处理以及多介质过滤器对一期锅炉水进行预处理,二期水为循环冷却排污水,需接受加强预处理,机械搅拌澄清器架直径50mm长100mm斜管机进一步强化沉淀处理效果,并添加NaCO3、FeCl3药剂,脱除悬浮剂、硬度物质以及可溶SiO2,机械搅拌处理后出水接受重力过滤与多介质过滤,清理悬浮物之后加压膜处理。

2.2 膜系统设计

(1)超滤系统设计

超滤是一个物理分离过程,和滤池、砂滤以及活性炭过滤相比有很多优势,超滤膜孔径仅有0.002-0.1μm,受到外界推动力作用,能够有效隔离大粒径的胶体、颗粒、细菌以及其他原生动物。

超滤系统由多套超滤装置组成,每套装置都设置有38层超滤膜,单台超滤装置处理水量100m3/h,运行压力最低0.15MPa,水回收率高达90%。选择美国DOW公司SPR2860型中空超滤膜,PVDF聚偏二氟乙烯材质,物理化学性能稳定,有较强抗酸碱与抗氧化性能,方便清洗维护,使用寿命更长。

超滤装置采用DCS控制系统,按照正常产水→正冲→气反洗→水反洗→正冲的时间循环工作,运行过程长期控制在0.1NTU以下,保护后续返渗系统运行安全。

(2)反渗透系统

反渗透技术是现阶段最三级电影网站_黄色电影网站_三级电影网_好看的韩国三级_国产精品三级_日本亚洲三级在线播放高效的水除盐技术,使用膜分离方法,在压力作用下,原水经反渗透膜,截留水中杂质与盐分,产出纯水。根据火电厂循环排污水量确定反渗透装置产能,回收率一般在75%左右,为了应对加药和复杂污染物的处理问题,选择美国DOW公司BW30-365FR反渗膜,10:6排列膜壳,膜元件总计96支。超滤系统出水能够满足反渗透进水水质要求,高压泵升压至1.0MPa,反渗透系统可稳定运行,70t/h产水量下,脱盐率达到98.5%,可以直接用于冷却排污水循环。

3、结语

超滤-反渗透组合工艺处理电厂循环冷却排污水应用潜力很大,经过处理水可直接回用,生产出的浓水也可以用于输煤站喷淋,实现电厂排污水真正意义上的循环利用。(来源:佛山市南海长海发电有限公司)

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