托克托發(fā)電公司二期水處理200噸除鹽水系統(tǒng)方案優(yōu)化

1、    托克托發(fā)電公司二期水處理200噸除鹽水系統(tǒng)方案優(yōu)化    鄭永斌1.引言內(nèi)蒙古大唐國(guó)際托克托發(fā)電有限責(zé)任公司原化學(xué)除鹽水制水系統(tǒng)總制水量為625t/h，僅能滿足全廠8臺(tái)600mw機(jī)組、2臺(tái)300mw機(jī)組的正常供水。無(wú)法滿足五期工程所需的除鹽水的供水要求；因此，為了保證電廠上述10臺(tái)機(jī)組的正常供水，同時(shí)滿足五期工程2臺(tái)660mw機(jī)組用水要求，需對(duì)化學(xué)制水系統(tǒng)進(jìn)行擴(kuò)容改造，經(jīng)過(guò)核算需增加凈出力為200t/h的除鹽水制水設(shè)備，水質(zhì)達(dá)到除鹽水標(biāo)準(zhǔn)。2.水源水質(zhì)分析在系統(tǒng)增容方案中，首先要考慮的就是原水水質(zhì)，針對(duì)不同的原水水質(zhì)選擇不同的預(yù)處理工藝，才可以減

2、少超濾、反滲透系統(tǒng)的污堵、結(jié)垢和降解，從而大幅度提高超濾、反滲透系統(tǒng)的效能，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)產(chǎn)水量、脫鹽率、回收率和運(yùn)行費(fèi)用的最優(yōu)化。保證反滲透系統(tǒng)的高效穩(wěn)定運(yùn)行，才能保證整個(gè)系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。本改造方案水的來(lái)源有兩種：一是黃河水、二是水塔排污水和園區(qū)污水處理廠的中水。黃河水水質(zhì)較好，總含鹽量平均為987mg/l左右，一期水處理有很好的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，而且設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定；水塔排污水比較惡劣，總含鹽量為3183mg/l左右，屬于三級(jí)廢水；中水水質(zhì)較好，達(dá)到一級(jí)b標(biāo)準(zhǔn)。為了節(jié)約水資源，同時(shí)減少托電公司水塔外排水量，充分實(shí)現(xiàn)托電公司零排放的目標(biāo)，本方案有先采用水塔排污水作為水源，這樣可以消耗460t/h的排污水。系統(tǒng)

3、主要分為化學(xué)水?dāng)U容預(yù)處理及除鹽系統(tǒng)。3.預(yù)處理系統(tǒng)預(yù)處理系統(tǒng)包括：機(jī)械加速澄清池及多介質(zhì)過(guò)濾器、超濾、反滲透系統(tǒng)等輔助系統(tǒng)設(shè)備，布置在二期水處理站的西側(cè)新建車間內(nèi)。3.1、循環(huán)排污水經(jīng)過(guò)機(jī)械加速澄清池和多介質(zhì)過(guò)濾器處理后，水中懸浮物、膠體等水質(zhì)指標(biāo)得以穩(wěn)定，不會(huì)出現(xiàn)大的波動(dòng)，為后續(xù)的預(yù)處理奠定基礎(chǔ)，該處理方法也是我廠正使用的工藝，運(yùn)行效果標(biāo)明，上述預(yù)處理設(shè)備能滿足超濾進(jìn)水要求。3.2、原來(lái)二、三期循環(huán)水處理站預(yù)處理超濾系統(tǒng)使用荷蘭諾瑞特內(nèi)壓式pes材質(zhì)膜，運(yùn)行中僅能進(jìn)行加藥反洗，不能錯(cuò)流清洗而導(dǎo)致壓差上升過(guò)快、斷絲等現(xiàn)象，導(dǎo)致后續(xù)反滲透膜污染等，經(jīng)過(guò)對(duì)市場(chǎng)上各種超濾膜調(diào)研，本次擴(kuò)容預(yù)處理系統(tǒng)中

4、超濾膜決定采用國(guó)產(chǎn)天津膜天膜科技股份有限公司出品的中空纖維膜，該中空纖維膜產(chǎn)品主要特點(diǎn)：1）選用聚偏氟乙烯（pvdf）材質(zhì)，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，清洗藥劑耐受性強(qiáng)適用于凈水、污水、海水等各種水質(zhì)的凈化處理；耐酸、堿、氧化劑能力強(qiáng)，適用各種化學(xué)清洗方式，同時(shí)可有效延長(zhǎng)組件壽命；2）抗污染能力強(qiáng)，易清洗過(guò)濾層截留精度高，能有效防止深層嵌入式污染；膜絲柔韌性好，可采用反洗、氣洗、沖洗等多種方式有效清除膜污染；3）產(chǎn)水效率高，運(yùn)行成本低膜絲孔隙率高，透水性強(qiáng)；膜組件結(jié)構(gòu)優(yōu)異，過(guò)濾阻力小，能耗低；膜系統(tǒng)可高度集成，有效降低占地面積；膜系統(tǒng)高度自動(dòng)化，可靠性高，易于維護(hù)；該中空纖維膜組件結(jié)構(gòu)上比較優(yōu)越：1）采用外

5、壓式組件結(jié)構(gòu)，膜的比表面積大于內(nèi)壓膜，相同條件下產(chǎn)水量更大；2）所形成的組件流道寬闊通暢，不易污堵，抗沖擊性更強(qiáng)；3）污物附著在膜的外壁，反向沖洗容易脫落，容易排出；4）可以采用氣水雙洗，減少自耗水用量，提高產(chǎn)水率；總之，該中空纖維膜采用不易堵塞的外壓式結(jié)構(gòu)，具有更高的截污量，更大的過(guò)濾面積，使清洗更簡(jiǎn)便、徹底。采用的流態(tài)設(shè)計(jì)以全流過(guò)濾為主，但組件也可以很方便地轉(zhuǎn)換成錯(cuò)流過(guò)濾的模式，與錯(cuò)流相比，全流過(guò)濾能耗低、操作壓力低，因而運(yùn)行成本更低；而錯(cuò)流過(guò)濾則能處理懸浮物含量更高的流體。4.原系統(tǒng)存在問(wèn)題的改進(jìn)反滲透系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，鑒于原二、三期循環(huán)水處理站反滲透出現(xiàn)的膜污染、壓差上升過(guò)快等現(xiàn)象，該方案從

6、以下方面考慮：4.1膜產(chǎn)水通量和膜數(shù)量產(chǎn)水通量和脫鹽率是反滲透系統(tǒng)的關(guān)鍵參數(shù)，針對(duì)特定系統(tǒng)條件，產(chǎn)水通量和脫鹽率主要受壓力、溫度、回收率、進(jìn)水含鹽量和ph值的影響。水溫對(duì)反滲透系統(tǒng)的運(yùn)行壓力及產(chǎn)水流量影響很大，水溫每變化1。在進(jìn)水壓力不變的情況下，其產(chǎn)水量約增減2.7%。在系統(tǒng)條件不變的情況下，進(jìn)水水溫降低將導(dǎo)致產(chǎn)水量的下降。該方案反滲透系統(tǒng)的設(shè)計(jì)水溫分別按最低18（冬季）、正常25和最高35（夏季）設(shè)計(jì)，減弱水溫變化對(duì)反滲透系統(tǒng)的影響。回收率是指膜系統(tǒng)中給水轉(zhuǎn)化成產(chǎn)水的百分率。本方案反滲透系統(tǒng)的回收率按60%設(shè)計(jì)。反滲透系統(tǒng)以循環(huán)排污水為水源設(shè)計(jì)，根據(jù)水質(zhì)報(bào)告，經(jīng)過(guò)陰陽(yáng)離子平衡后，循環(huán)排污水

7、的總鹽量為3183mg/l。為了控制碳酸鹽結(jié)垢，在反滲透入水中投加鹽酸，調(diào)節(jié)進(jìn)水ph至7.5。反滲透膜產(chǎn)水通量是指單位膜面積透過(guò)液的流率，通常以每小時(shí)每平方米升（l/m2h）或每天每平方英尺加侖（gfd）表示。反滲透膜元件的數(shù)量主要是根據(jù)膜通量來(lái)確定的。根據(jù)膜元件系統(tǒng)設(shè)計(jì)導(dǎo)則，針對(duì)sdi污堵因子（ff）是指膜面被部分污堵后，尚未被堵的有效通水膜面占總有效膜面積的比例。污堵因子值越高，反滲透膜在相同的產(chǎn)水量下所需的運(yùn)行壓力就越低。系統(tǒng)運(yùn)行一段時(shí)間后，反滲透膜肯定會(huì)受到一定的污染，膜面肯定會(huì)受到一定的污堵，為了使反滲透在膜受到污堵的情況下，產(chǎn)水量依然能滿足要求，按系統(tǒng)運(yùn)行三年后所需壓力來(lái)考慮，污堵

8、因子ff選擇為0.85。4.2對(duì)ro膜結(jié)垢的預(yù)防措施根據(jù)水質(zhì)可知，本循環(huán)排污水硬度和堿度均較高，這些難溶鹽（碳酸鹽比如caco3，硫酸鹽比如caso4、baso4）的沉淀和沉積容易導(dǎo)致ro膜元件的結(jié)垢。這種結(jié)垢常從系統(tǒng)的末端開(kāi)始，源于水質(zhì)的變化、阻垢劑投加量不合適以及過(guò)高的系統(tǒng)回收率。為此，在系統(tǒng)運(yùn)行中，還應(yīng)建議定期分析原水、產(chǎn)水和濃水中的可能導(dǎo)致結(jié)垢的離子量；檢測(cè)ro濃水測(cè)是否出現(xiàn)結(jié)垢；如果可能結(jié)垢的離子含量明顯增多，則應(yīng)調(diào)節(jié)阻垢劑投加量或調(diào)低系統(tǒng)回收率或調(diào)節(jié)ro入水的ph值。在ro系統(tǒng)的運(yùn)行上，建議ro系統(tǒng)應(yīng)連續(xù)運(yùn)行，盡量避免頻繁啟停。當(dāng)機(jī)組正常運(yùn)行需水量較小時(shí)，為避免ro的頻繁啟停，2套ro可分為運(yùn)行ro和備用ro；備用ro在24小時(shí)內(nèi)至少低壓沖洗一次。運(yùn)行ro同備用ro在120小時(shí)內(nèi)自動(dòng)切換一次。不建議單套ro長(zhǎng)時(shí)間低負(fù)荷運(yùn)行，因?yàn)樵摴r下濃水的流速過(guò)低，不利于ro膜表面雜質(zhì)的沖刷。5.結(jié)論隨著我廠生產(chǎn)規(guī)模不斷的擴(kuò)大，生產(chǎn)技術(shù)也在不斷的深入發(fā)展，有必要針對(duì)原二、三期循環(huán)水處理站原系統(tǒng)反滲透和超濾運(yùn)行中出現(xiàn)的問(wèn)題，結(jié)合原水水質(zhì)報(bào)告，充分應(yīng)用先進(jìn)的水處理技術(shù)，完善系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)，所以通過(guò)上述嚴(yán)謹(jǐn)?shù)募夹g(shù)論證，實(shí)施該方案能夠保證設(shè)備的穩(wěn)