反滲透技術(shù)在火電廠廢水處理中的應(yīng)用進(jìn)展

1、第 8期 總第 210期 內(nèi) 蒙 古 科 技 與 經(jīng) 濟(jì) N o . 8, the 210th issue 2010年 4月 Inner M ongo lia Science T echno logy &Econom y A p r . 2010反滲透技術(shù)在火電廠廢水處理中的應(yīng)用進(jìn)展 劉崗 1, 馬光路 2(1. 內(nèi)蒙古電力科學(xué)研究院 ; 2. 內(nèi)蒙古化工職業(yè)學(xué)院 , 內(nèi)蒙古 呼和浩特 010000摘要 :文章介紹了反滲透技術(shù)在火電廠各種廢水處理中的應(yīng)用 , 通過案例分析指出了在實(shí)際運(yùn)行 中存在的問題 , 并指明了解決的方向 , 同時(shí)對(duì)反滲透技術(shù)在該領(lǐng)域的應(yīng)用進(jìn)行了展望 。關(guān)鍵詞 :反

2、滲透技術(shù) ; 廢水處理 ; 火電廠中圖分類號(hào) :X 703 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 :B 文章編號(hào) :1007 6921(2010 08 02隨著社會(huì)的發(fā)展 , 工業(yè)化進(jìn)程的加速 , 全國(guó) 2008年的發(fā)電量達(dá)到了 34334億 k W h , 其中 , 火電占 全部發(fā)電量的 80. 95%, 1可見火電依然是我國(guó)發(fā)電 的主力軍 。 電力工業(yè)既是用水大戶 , , 1座 1000MWt , 相當(dāng)于 1, , 年 的 1. 17kg k W 0. 78kg k W h , 3以 200827793億 k W h 計(jì) 算 , 2008年全國(guó)火電廠廢水排放量達(dá)到了 21. 7億 t , 人均 1. 6t 之多 ,

3、 是相當(dāng)驚人的 。近年來(lái) , 隨著環(huán)保要求越來(lái)越高 , 廢水的排放指 標(biāo)越來(lái)越嚴(yán)格 , 電廠的廢水處理成本逐年提高 , 處理 電廠如此大量的廢水費(fèi)用相當(dāng)可觀 。 出于電廠節(jié)水 和環(huán)保的目的 , 現(xiàn)在電廠對(duì)廢水的處理不僅僅是停 留在達(dá)標(biāo)排放的階段 , 而是要做到變廢為寶 , 重復(fù)利 用 , 達(dá)到廢水零排放 。 而膜分離技術(shù)用于污水處理具 有能耗低 、 效率高 , 工藝簡(jiǎn)單 、 出水水質(zhì)好 、 運(yùn)行費(fèi)用 低和膜組件簡(jiǎn)潔 、 緊湊 、 易于自動(dòng)化操作 、 維護(hù)方便 等特點(diǎn) , 與其他污水處理方法相比具有明顯的優(yōu)勢(shì) , 所以在污水處理中已受到特別的青睞 。 4而反滲透 技術(shù)具有設(shè)備構(gòu)造緊湊 , 占地面

4、積小 , 單位產(chǎn)水量 高 , 能量消耗少 , 去除雜質(zhì)徹底 , 使用范圍廣 , 自動(dòng)化 程度高 , 使用操作方便 , 無(wú)污染等等多種優(yōu)點(diǎn) 。 本文 就反滲透技術(shù)在火電廠廢水處理方面的進(jìn)展進(jìn)行了 敘述 。1反滲透技術(shù)在火電廠污水處理中的應(yīng)用現(xiàn)狀 1. 1在火電廠循環(huán)冷卻排污水回收中的應(yīng)用 火力發(fā)電廠的循環(huán)冷卻水占總耗水量的 2 3, 5山西某發(fā)電有限公司的廢水處理回收利用工程 , 采 用連續(xù)微濾 +反滲透 (C M F +RO 處理工藝 , 回用 水作為循環(huán)冷卻水 , 直接補(bǔ)進(jìn)電廠冷卻塔 。 處理水量 8000m 3 d , 回用水量 7000m 3 d 。 該工程于 2005年 8月投入運(yùn)行

5、, 截至 2008年 3月共處理污水近 360×104m 3, 回用污水近 320×104m 3。 近一年半的運(yùn)行實(shí) 踐表明 , 出水水質(zhì)可以滿足循環(huán)冷卻系統(tǒng)補(bǔ)充水的 水質(zhì)要求 , 使用該處理系統(tǒng)是安全可靠的 。 其廢水處 理費(fèi)用約為 0. 96元 m , 與文獻(xiàn) 6中噸水成本 0. 75元相比略高 , 但出水水質(zhì)要遠(yuǎn)好于文獻(xiàn) 7中傳統(tǒng)中 水回用工藝出水水質(zhì) 。 8山東某電廠建設(shè)了 200m 3 h 反滲透除鹽水項(xiàng)目 , 以循環(huán)冷卻排污水為水源 , 反滲 透出水作為鍋爐預(yù)脫鹽補(bǔ)充水 , 其產(chǎn)生的濃水通過 泵打到煤場(chǎng)和輸煤棧橋做噴淋水 。 2003年竣工后經(jīng) 過 1a 多的運(yùn)

6、行 , 出水含鹽量一直低于 20m g L , 完 全符合鍋爐補(bǔ)給預(yù)脫鹽水的要求 。 9但是 , 由于循環(huán), 及進(jìn)水水.大連泰山熱電公司對(duì)大連市馬欄河污水處理廠 的出水進(jìn)行了深度處理 , 采用了絮凝沉淀 砂濾 U F (超濾 RO 1(反滲透 RO 2 ED I (電滲析 全膜法 工藝 , 出水回用為冷卻水 、 熱網(wǎng)補(bǔ)給水及鍋爐補(bǔ)給 水 。 節(jié)水量為 660×10m 3 a 、 節(jié)省水費(fèi)為 1689. 6萬(wàn) 元 a , 實(shí)現(xiàn)了經(jīng)濟(jì) 、 社會(huì)和環(huán)境效益的統(tǒng)一 。 工程于2005年 7月 竣 工 并 投 入 運(yùn) 行 , 至 今 出 水 穩(wěn) 定 達(dá) 標(biāo) 13。1. 3在鍋爐酸洗廢液處理中的

7、應(yīng)用吳華雄 14對(duì)電廠鍋爐檸檬酸酸洗廢液的處理 進(jìn)行了模擬試驗(yàn)研究 , 采用反滲透技術(shù)和循環(huán)方式 , 對(duì)醋酸纖維素膜 、 低壓復(fù)合膜 、 海水膜等 3種反滲透 膜的處理效果進(jìn)行了比較和分析 , 得出結(jié)論 :處理效 果最好為海水膜 , 低壓復(fù)合膜次之 , 醋酸纖維素膜較 差 ; 最適合于鍋爐酸洗廢液反滲透處理的膜是海水 膜 , 處理方式是循環(huán)方式 。 將反滲透處理技術(shù)應(yīng)用于 某火電廠 300MW 機(jī)組鍋爐爐前系統(tǒng)檸檬酸酸洗廢 液的處理 , 達(dá)到了預(yù)期的目的 。 并認(rèn)為鍋爐檸檬酸酸 洗廢液最佳處理方式是 :酸洗廢液先經(jīng)過反滲透濃 縮處理后 , 其反滲透出水可以達(dá)標(biāo)排放或回收利用 ; 其濃縮液經(jīng)除鐵

8、后噴霧干燥回收檸檬酸鈉鹽 。 這樣 的處理工藝 , 可以徹底解決鍋爐酸洗廢液污染環(huán)境 的問題 , 具有較好的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益 。王羅春等人 15采用化學(xué)預(yù)處理一膜法處理電 廠鍋爐 ED TA 清洗廢水 , 首先 , 加入 N aO H 溶液將 廢水 pH 值調(diào)至 13以上去除金屬離子 , 然后 , 用硫酸 將濾液 pH 值調(diào)至 0. 5以下以析出 ED TA , 再用納濾 和反滲透系統(tǒng)凈化濾液以使出水達(dá)到排放要求 。 該 工藝可考慮采用電廠純水生產(chǎn)系統(tǒng)報(bào)廢的反滲透膜 件 , 將處理成本降低至廠家可承受的范圍內(nèi) , 具有很 好的推廣應(yīng)用前景 。1. 4在電廠綜合廢水處理回用中的應(yīng)用作為全國(guó)第一個(gè)廢

9、水零排放工程 , 西柏坡電廠 廢水治理系統(tǒng)分為廢水回收和廢水處理 2個(gè)部分 。 廢水回收包括生活污水 、 酸及堿廢水 、 凝結(jié)水精處理 捧水 、 掙卻水塔檢修時(shí)排水 、 主廠房地面沖洗水和雜 用水的回收系統(tǒng) , 回收后的廢水用于除灰 、 渣或經(jīng)處 理后回用 。 廢水處理包括弱酸處理 、 反滲透和外排系 統(tǒng) , 通過上述 3種方式 , 使電廠廢水再生 , 重復(fù)使用 。 通過廢水的回收和處理 , 實(shí)現(xiàn)了廢水的零排放 。 其中 9 7收稿日期 :2009-12-07作者簡(jiǎn)介 :劉崗 (1981- , 男 , 碩士 , 助工 , 畢業(yè)于太原理工大學(xué)物理化學(xué)專業(yè) , 現(xiàn)從事電廠化學(xué)水處理研究工作 ?？偟?/p>

10、 210期 內(nèi) 蒙 古 科 技 與 經(jīng) 濟(jì)反滲透出水直接作為鍋爐補(bǔ)給水的原水來(lái)使用 , 大 大節(jié)約了清水的使用量 。 16工程投產(chǎn)后年節(jié)水量多 達(dá) 1400多萬(wàn) t 。 這家企業(yè)一年節(jié)約的新鮮水 , 能夠滿 足一個(gè) 50萬(wàn)人口的城市整整一年的生活需要 。 為了 提高廢水的可用率以利于節(jié)水降耗和環(huán)保 , 北票發(fā) 電廠應(yīng)用 BM F 和兩相流專利技術(shù) 、 超濾及反滲透膜 技術(shù)建立了廢水處理系統(tǒng) , 將產(chǎn)品水作為鍋爐給水 、 循環(huán)冷卻水 、 熱網(wǎng)水和消防水等使用 , 實(shí)現(xiàn)了廢水回 用零排 , 取得了較好的效益 。 北票發(fā)電廠廢水零排放 系統(tǒng)的建立做到了當(dāng)年設(shè)計(jì) 、 當(dāng)年施工 、 當(dāng)年投產(chǎn) 。 生成的

11、產(chǎn)品水冬季用來(lái)作為熱網(wǎng)補(bǔ)充水 , 夏季作為 鍋爐和循環(huán)水補(bǔ)水 (這一補(bǔ)水是經(jīng)三級(jí)深度處理后 的產(chǎn)品水 , 反滲透產(chǎn)生的濃縮水用于消防水的補(bǔ)充 水 、 燃料煤場(chǎng)和輸煤棧道降塵噴淋以及飛灰的加濕 。 平均節(jié)約工業(yè)水超過了 100t h , 冬季補(bǔ)給熱網(wǎng) 80t h (超過設(shè)計(jì)出力 , 夏季補(bǔ)水塔 80t h (超過設(shè)計(jì)出 力 , 以及制備反滲透產(chǎn)品水 60t h 補(bǔ)給鍋爐 , 平均 回收廢水超過 70萬(wàn) t a 。其中 ,到 97%,用 。 172污染物成分復(fù)雜 , 極易導(dǎo)致 反滲透的膜污染現(xiàn)象的出現(xiàn) , 造成系統(tǒng)的脫鹽率下 降 , 產(chǎn)水率下降 , 影響系統(tǒng)正常運(yùn)行 。 為了解決這一 問題 , 目

12、前常采用的方法是對(duì)膜進(jìn)行定期清洗和再 生 。 但是經(jīng)常性的對(duì)反滲透膜進(jìn)行清洗和再生對(duì)膜 的壽命有較大的影響 , 同時(shí)也增加了運(yùn)行成本 。 如何 減少膜污染現(xiàn)象的出現(xiàn)呢 ? 從源頭堵截 , 加強(qiáng)對(duì)反 滲透水源的預(yù)處理研究 , 對(duì)具體工藝要結(jié)合電廠水 質(zhì)實(shí)際 , 在設(shè)計(jì)前要做好小試和中試 , 達(dá)到反滲透進(jìn) 水水質(zhì)完全達(dá)標(biāo) ; 在實(shí)際運(yùn)行過程中要不斷摸索 最佳工藝條件 , 改進(jìn)運(yùn)行參數(shù) , 最終達(dá)到優(yōu)化運(yùn)行 ; 適當(dāng)增加反滲透進(jìn)水級(jí)出水水質(zhì)的檢測(cè)指標(biāo) , 如 細(xì)菌指標(biāo)等 , 與正常的清水相比 , 污廢水中細(xì)菌含量 要大于得多 , 而細(xì)菌在反滲透膜中的孳生是導(dǎo)致膜 污染的一個(gè)重要原因 12, 因而 ,

13、 可以定期檢測(cè)反滲 透進(jìn)出水的細(xì)菌指標(biāo)等參數(shù) , 通過具體實(shí)踐確定一 個(gè)進(jìn)出水的細(xì)菌指標(biāo)等參數(shù)是有效防止膜污染的方 法之一 ; 通過對(duì)膜材料改性及其抗污染機(jī)理的研 究 , 增加膜的抗污染性能 , 從而在根本上解決膜污染 的問題 。與反滲透對(duì)電廠其他廢水處理中的應(yīng)用相比 , 利用反滲透技術(shù)處理酸洗有機(jī)廢水 (如檸檬酸清洗 廢液及 ED TA 清洗廢液等 還仍處于實(shí)驗(yàn)階段 , 在 國(guó)內(nèi)還沒有工業(yè)應(yīng)用 。 制約其應(yīng)用的主要原因是由 于酸洗廢液不屬于經(jīng)常性廢水 , 設(shè)置單獨(dú)處理裝置 成本太高 ; 其次 , 利用電廠現(xiàn)有的廢水處理工藝無(wú)法 達(dá)到反滲透的進(jìn)水水質(zhì)要求 , 極易造成膜污染 。 3動(dòng)態(tài)與展望目

14、前 , 反滲透在電廠廢水處理中的主要應(yīng)用集 中在循環(huán)水排污水的處理及城市中水處理供電廠用 水兩個(gè)方面 , 技術(shù)相對(duì)成熟 , 出水水質(zhì)等指標(biāo)穩(wěn)定 。 而且從文獻(xiàn) 7, 10, 13中可以看出 , 上述兩種應(yīng)用中 的經(jīng)濟(jì)分析可以看出 , 經(jīng)濟(jì)效益十分明顯 。 而其他方 面的應(yīng)用還處于起步或是實(shí)驗(yàn)階段 。膜分離與傳統(tǒng)分離的耦合 、 集成技術(shù)研究正在 逐步深入 , 尤其是近年來(lái) , 人們?cè)谛滦途酆衔锊牧系?開發(fā)及聚合物改性方面取得重要進(jìn)展 , 能夠滿足分 離膜耐熱 、 耐酸堿 、 抗氧化 、 抗微生物降解等物理化 學(xué)穩(wěn)定性要求 。 另一方面 , 人們對(duì)膜污染機(jī)理的研究 日漸深化 , 進(jìn)一步闡明了膜的結(jié)

15、構(gòu)演變規(guī)律和污染 機(jī)理 , 從而有利于優(yōu)化膜分離過程工藝條件 , 減輕膜 污染 , 延長(zhǎng)膜的壽命 。 膜分離技術(shù)領(lǐng)域的重要進(jìn)展 , 為反滲透技術(shù)處理火電廠廢水中的應(yīng)用提供了有力 的技術(shù)保障 。4結(jié)束語(yǔ)在我國(guó)近幾年的新建機(jī)組中 , 反滲透作為鍋爐 補(bǔ)給水處理系統(tǒng)中的預(yù)脫鹽設(shè)備及主要脫鹽設(shè)備已 被廣泛采用 , 但在廢水處理中 , 反滲透技術(shù)還處于一 個(gè)應(yīng)用起步和推廣階段 , 其主要原因有反滲透膜的 造價(jià)高 , 壽命相對(duì)較短等因素的制約 , 同時(shí)也與廢水 來(lái)源的多樣性和復(fù)雜性 、 預(yù)處理技術(shù)亟待完善及運(yùn) 行經(jīng)驗(yàn)不足等綜合因素的影響 , 從而阻礙了反滲透 技術(shù)在電廠廢水處理中的廣泛應(yīng)用 。 但隨著膜材

16、料 成本的不斷下降 , , 反滲透 , 反滲透技術(shù)在 。年 全 國(guó) 電 力 工 業(yè) 統(tǒng) 計(jì) 快 報(bào) 一 覽 表 . h ttp : tj . cer . o rg . cn test 1. a sp ? id =269. 2鄭書忠 , 陳軍 , 等 . 產(chǎn)業(yè)化中的工業(yè)水處理技術(shù) J . 科技成果縱橫 , 2001, 6(57 :13l 4.3王勝顏 1電力供應(yīng)結(jié)構(gòu)調(diào)整為節(jié)能減排提供 寬 松 空 間 EB OL 1中 國(guó) 經(jīng) 濟(jì) 網(wǎng) , h ttp : www . ce . cn cysc ny d l 200902 17 t 20090217-18227155. sh t m l , 2009

17、-2-17. 4黃英 , 王利 . 水處理中膜分離技術(shù)的應(yīng)用 J . 工業(yè)水處理 , 2005, 25(4 :811.5張國(guó)斌 . 火力發(fā)電廠中水回用技術(shù)與應(yīng)用前景 J . 中國(guó)給水排水 , 2005, 21(7 :8991.6陳穎敏 , 莫莉萍 , 蘇金坡 , 等 . 膜技術(shù)應(yīng)用于循 環(huán)冷 卻 排 污 水 的 再 生 回 用 J . 華 東 電 力 , 2005, 33(1 :5053.7黃德勇 , 楊寶紅 , 王臻 . 廢水在電廠循環(huán)水系統(tǒng) 中的應(yīng)用 J 1熱力發(fā)電 , 2003, 5:5458.8王宗華 , 曹邦卿 , 趙玉彬 1火電廠中水回用工 程 的設(shè)計(jì)與運(yùn)行 J . 水處理技術(shù) ,

18、 2008, 34 (3 :8183.9徐峰 , 操家順 , 蔡娟 . 反滲透工藝處理電廠循環(huán) 冷卻排污水 J . 給水排水 , 2004, 30(6 :40 42.10曹井國(guó) , 張述超 , 周增慶 , 等 . 電廠中水回用工 程的設(shè)計(jì)與運(yùn)行 J . 中國(guó)給水排水 , 2007, 23 (20 :7880.11蘇金坡 , 尹連慶 , 檀素麗 , 等 . 電廠循環(huán)冷卻 排污水的回用研究 J . 環(huán)境污染治理技術(shù)與 設(shè)備 , 2006, 7(1 :7275.12韓廣志 . 反滲透技術(shù)在電廠循環(huán)冷卻水處理 中的應(yīng)用與實(shí)踐 J . 太原科技 , 2008, (3 :79 80.13王德河 , 張 勇 , 閻振元 , 等 . 全膜法深度處理 污水廠出水并回用于熱電廠 J . 中國(guó)給水排 水 , 2008