雙膜法中水回用裝置考察報(bào)告

1、雙膜法中水回用裝置考察報(bào)告4月 27到 28日，按公司安排，給排水車間××和××分別對(duì)華 電集團(tuán)包頭電廠、 神華集團(tuán)包頭化工分公司以及達(dá)拉特旗新奧能源公 司的中水回用項(xiàng)目進(jìn)行了調(diào)研和考察， 了解了這三家企業(yè)中水回用裝 置的工藝、設(shè)備及運(yùn)行情況。非常有趣的是，雖然都是雙膜法，但三 家企業(yè)的工藝路線并不完全相同，有成功的，也有不成功的，即使成 功的也有缺陷和不足， 為我們提供了非常好的工藝和設(shè)備比較的范例。1 華電集團(tuán)包頭河西電廠華電集團(tuán)包頭河西電廠中國(guó)華電集團(tuán)旗下的 2× 600MW 水冷機(jī)組 電廠， 2006 年動(dòng)工興建， 2008 年建成投產(chǎn)

2、，其中水處理裝置，包括 中水系統(tǒng)、 鍋爐補(bǔ)給水系統(tǒng)、 凝結(jié)水精制系統(tǒng)以及循環(huán)水深度處理系 統(tǒng)均由華電工程集團(tuán)有限公司水處理分公司提供工藝設(shè)計(jì)和設(shè)備成 套。該電廠循環(huán)冷卻水來(lái)自包鋼污水處理廠和包頭南郊污水處理廠經(jīng) 過(guò)處理的污水，水量為 2500m3/h ，污水處理廠來(lái)水經(jīng)過(guò) 8 個(gè)生物濾 池（ BAF）進(jìn)行生化處理，除去來(lái)水中的大部分 COD和氨氮，再添加 軟化劑（石灰）、絮凝劑（聚合硫酸鐵） 和助凝劑（ PAM）進(jìn)入兩臺(tái)機(jī) 械澄清池， 在機(jī)械澄清池中， 水中的碳酸根和硫酸根離子沉淀下來(lái)并 通過(guò)刮泥機(jī)刮泥排出， 機(jī)械沉淀池上清液分別進(jìn)入 8個(gè) V型濾池經(jīng)過(guò) 石英砂過(guò)濾去除懸浮物， 降低濁度后送到

3、循環(huán)水系統(tǒng)。 電廠將這套系 統(tǒng)稱為中水回用系統(tǒng)， 即市政中水回用系統(tǒng)， 和我們所說(shuō)的中水回用 概念不完全相同。 由于用戶主要是電廠循環(huán)水系統(tǒng)， 在這套系統(tǒng)中對(duì) 市政中水的處理主要是用生物濾池處理來(lái)水中的 COD、BOD 和氨氮， 用加石灰軟化工藝降低來(lái)水中的硬度。 經(jīng)過(guò)處理后的出水水質(zhì)指標(biāo)見 下表：V 型濾池出水水質(zhì)報(bào)告濁度DDpHJD 全NH3-NCOD總磷余氯氯離子BOD5YDNTUUS/cm25mmol/Lmg/Lmg/Lmg/Lmg/Lmg/Lmg/Lmmol/L78520 0.320.34021707.191.602.7014.890.780.023502.06.80.7572080

4、7.432.100.2049.940.130.013356.80.65519247.482.400.20118.370.130.02335/5.60.83121507.901.200.0019.010.140.003900.006.20.49620208.081.400.00/0.170.00350/5.30.54220907.872.200.0015.260.200.033656.20.60120507.921.60.2250.280.0136506.40.70419757.721.800.1045.440.290.02385/5.800.64520407.311.500.0049.652.

5、950.02390/6.20雖然我們沒有看到進(jìn)水的水質(zhì)報(bào)告，從上面的報(bào)告可以看出COD、氨氮、 BOD都比較低，說(shuō)明生物濾池的處理效果很好，而硬 度依然有 6mmol/L ，折合碳酸鈣計(jì)算為 600mg/L，對(duì)石灰軟化處理 工藝來(lái)說(shuō)，正常出水硬度應(yīng)該在小于 500mg/L，這個(gè)結(jié)果說(shuō)明該石 灰系統(tǒng)運(yùn)行還有待改進(jìn)。據(jù)該電廠孫工介紹，該系統(tǒng)自投用以來(lái)基 本運(yùn)行正常，但石灰系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)常出問題，主要是石灰乳槽出口容 易堵塞，石灰泵采用的泥漿泵，也出現(xiàn)過(guò)堵塞的情況。下面是生物 濾池、石灰系統(tǒng)、機(jī)械澄清及 V 型濾池的部分圖片河西電廠設(shè)計(jì)的循環(huán)水采用的是品質(zhì)很差的市政中水，因此機(jī) 組的凝汽器換熱管材質(zhì)沒有

6、采用常用的銅管，而是采用了抗腐蝕能 力更強(qiáng)的尿素級(jí) 316L 管材，因此其循環(huán)水濃縮倍數(shù)控制在 45 倍運(yùn) 行，循環(huán)水的排污量為 400m3/h ，為了回收這部分排污水，電廠同 時(shí)建設(shè)了循環(huán)水深度處理裝置對(duì)這部分污水進(jìn)行深度處理，這套深 度處理裝置和我們說(shuō)的中水回用的概念比較接近。這套循環(huán)水排污水深度處理裝置的工藝流程是：循環(huán)水排污水 進(jìn)入污水收集池，通過(guò) 3 臺(tái)自吸式超濾給水泵分別送入 3 套以色列 amiad自清洗過(guò)濾器，自清洗過(guò)濾器出水分別進(jìn)入 3 套浸沒式超濾 水池，超濾膜采用的是日本旭化成公司的外壓式中空纖維膜，膜內(nèi) 側(cè)通過(guò)抽真空的方式將水通過(guò)超濾膜過(guò)濾，過(guò)濾后的產(chǎn)水進(jìn)入超濾 水池，

7、自清洗過(guò)濾器過(guò)濾精度為 100 m，每套超濾裝置設(shè)計(jì)處理能 力為 150 m3/h，超濾給水泵出口分別添加堿調(diào)節(jié) PH，加絮凝劑降低 濁度，加氧化劑殺菌；超濾水池中的清水通過(guò)自吸式提升泵通過(guò)母 管分別送到 3 套反滲透裝置進(jìn)行除鹽， 3套反滲透設(shè)計(jì)能力為 100 m3/h ，反滲透膜采用的是 GE公司的特殊分離膜，反滲透裝置進(jìn)口 分別添加阻垢劑和還原劑，防止反滲透膜的結(jié)垢和氧化，阻垢劑采 用的是大連栗田的產(chǎn)品。反滲透產(chǎn)水送到脫鹽水作為脫鹽水裝置的 進(jìn)水進(jìn)行深度除鹽，多余部分作為工廠用水送到工廠水管網(wǎng)。據(jù)電廠孫工介紹，該系統(tǒng)基本處于無(wú)人自守狀態(tài)，系統(tǒng)的維護(hù) 比較簡(jiǎn)單，每周對(duì)超濾系統(tǒng)進(jìn)行一次短時(shí)間

8、的堿洗，每年對(duì)超濾系 統(tǒng)進(jìn)行兩次深度的酸堿清洗。反滲透裝置每 3 個(gè)月進(jìn)行一次化學(xué)清 洗。該系統(tǒng)自投用以來(lái)，已經(jīng)正常運(yùn)行了 4 年，沒有更換過(guò)超濾膜 和反滲透膜，目前超濾和反滲透各項(xiàng)指標(biāo)都處于正常水平，電廠有 信心繼續(xù)運(yùn)行兩年，超過(guò)一般膜的設(shè)計(jì)壽命。下表是該系統(tǒng)今年一 季度進(jìn)水的水質(zhì)指標(biāo)。系統(tǒng)進(jìn)水指標(biāo)濁度硬度電導(dǎo)率氯離子pH 值懸浮物化學(xué)耗氧量ZDYDDDCL-25（SS）（COD）NTUmmol/Ls/cmmg/Lmg/Lmg/L697010022.625.2851018007.663073.8613.721.2858018507.832098.1217.228.5936018607.593

9、572.3922.129.2868018707.692436.6617.830.8892019108.1420243.711.334.41026022557.4311174.312.828940021556.419203.42430.2967021607.943584.9614.431.41009022307.542673.5815.130.61045023357.5521196.0210.727892021507.5532177.249.324849018907.2913108.24從上表可以看出，系統(tǒng)進(jìn)水水質(zhì)非常惡劣， 其中電導(dǎo)達(dá)到 8000 s/cm 以上，高的達(dá)到 10000 s/cm

10、，硬度達(dá)到 20003000mg/L，氯離 子濃度 2000 mg/L 左右， COD平均也大于 100 mg/L，這個(gè)數(shù)據(jù)超過(guò)了我 們的想象，這么差的水質(zhì)沒有經(jīng)過(guò)任何預(yù)處理就進(jìn)入超濾反滲透系 統(tǒng)是我們沒有想到的，這樣的水質(zhì)對(duì)浸沒式超濾膜可能還不構(gòu)成威 脅，但對(duì)反滲透膜來(lái)說(shuō)，結(jié)垢的可能性非常大，那么對(duì) GE公司的特 殊分離膜的性能及阻垢劑的性能要求非常高。我們考察的時(shí)候，電廠一臺(tái)機(jī)組正在檢修，由于只有一臺(tái)機(jī)組運(yùn) 行，蒸發(fā)量減少，循環(huán)水的排污水水質(zhì)要好于上表中的一季度運(yùn)行 水質(zhì)指標(biāo)，下面的表是我們根據(jù)當(dāng)班巡行記錄總結(jié)出來(lái)的運(yùn)行數(shù)據(jù)超濾裝置運(yùn)行指標(biāo)：進(jìn)水流量M3/h進(jìn)水濁度 NTU進(jìn)水余氯Mg/L

11、出水流量M3/h出水濁度 NTU出水壓力 Mpa1902.241.01700.01-0.0351862.93169.70.01-0.0311813.081.0201.70.01-0.0361892.83186.30.01-0.0321892.761.0185.20.01-0.0301812.67177.10.01-0.032從上表可以看出，盡管進(jìn)水水質(zhì)惡劣，浸沒式超濾處理的效果依 然很好，出水濁度達(dá)到 0.01NTU。反滲透運(yùn)行指標(biāo)：進(jìn)水 流量進(jìn)水 電導(dǎo)進(jìn)水 ORP進(jìn)水 壓力段間 壓力濃水 壓力產(chǎn)水 電導(dǎo)產(chǎn)水 流量濃水 流量脫鹽率回收率M3/hs/cmmvMpaMpaMpa s/cmM3/hM

12、3/h%10547691751.140.960.903796449915610649361811.140.960.903756349905610841721571.140.960.903686150905510443762041.150.970.913506049915510037723771.150.970.913435949915410537704111.160.980.913325949915510536861581.160.980.923225850915410267361611.160.980.9132356509553從上表可以看出，反滲透進(jìn)水電導(dǎo)有波動(dòng)，電導(dǎo)在 40005000

13、s/cm之間，出水電導(dǎo) 350s/cm 左右，脫鹽率 90%，回收率 55%，由于沒有硬度參數(shù)，我們對(duì)比前面的數(shù)據(jù)大概可以估算進(jìn)水的 硬度 1600mg/L左右, 也就是說(shuō) GE的特殊分離膜能抗住 1600mg/L的 硬度，我們?cè)俑鶕?jù)上表可以推算出濃水的電導(dǎo)大概為11500s/cm，濃水硬度達(dá)到 3810mg/L, 超過(guò)了我公司現(xiàn)有反滲透裝置的濃 水指標(biāo)。面圖片是該電廠循環(huán)水深度處理系統(tǒng)的部分照片2 神華集團(tuán)包頭化工分公司 神華集團(tuán)包頭化工分公司是神華集團(tuán)投資興建的年產(chǎn) 180 萬(wàn)噸 甲醇， 60萬(wàn)噸烴類產(chǎn)品的大型煤制烯烴項(xiàng)目。該項(xiàng)目的中水回用裝 置包含在公用工程中，總體工程由北京朗新明環(huán)?？?/p>

14、技有限公司總 包，其中超濾和反滲透裝置由北京新源國(guó)能工程技術(shù)有限公司分 包，設(shè)計(jì)能力為 1400m3/h 。中水裝置來(lái)水主要包括循環(huán)水排污水、 污水處理廠合格的排放水、汽包排污水，原水凈化水廠來(lái)的排泥廢 水等。污水處廠來(lái)水在出污水處理廠前經(jīng)過(guò)生物濾池進(jìn)行深度生化 處理，合格的水質(zhì)才能排到中水系統(tǒng)回收水池，不合格的廢水返回 到污水處理廠進(jìn)一步處理，以保證進(jìn)中水處理裝置的水質(zhì)達(dá)到中水 處理裝置要求。由于時(shí)間關(guān)系，我們沒能看到生物濾池的運(yùn)行情 況。根據(jù)該廠帶班班長(zhǎng)的介紹以及我們看到的情況，中水處理裝置 的主要流程為：循環(huán)水排污水、汽包排污水、凈化水廠排泥水以及 污水處理廠合格排放水全部進(jìn)入回收水池，

15、通過(guò)回收水泵送到石灰 處理裝置進(jìn)行軟化處理，軟化過(guò)程在高密度澄清池中進(jìn)行，除了添 加石灰外，還添加了助凝劑 PAM，沒有加絮凝劑，據(jù)帶班班長(zhǎng)介 紹，以前加過(guò)絮凝劑，但發(fā)現(xiàn)加絮凝劑的效果并不明顯，后來(lái)就停 止加絮凝劑。中水在高密度澄清池中與石灰反應(yīng)，水中的碳酸根和 硫酸根離子以鈣鹽的形式沉淀下來(lái)被刮泥機(jī)刮走排出，掛出的污泥 送到污水處理廠污泥處理系統(tǒng)處理，高密度澄清池的上清液自流入 中和水池，中和水池中加酸調(diào)節(jié) PH值到 78，再溢流進(jìn)入 V 型濾池 經(jīng)過(guò)石英砂過(guò)濾去除懸浮物和濁度， V 型濾池出水進(jìn)入溢流進(jìn)入清 水池作為超濾裝置的水源。清水泵將清水池清水 8 套超濾裝置處理，每套超濾裝置前有一

16、臺(tái)自 清洗過(guò)濾器，過(guò)濾精度為 100m，每套超濾裝置設(shè)計(jì)能力為 180 m3/h，超濾產(chǎn)水進(jìn)入超濾產(chǎn)水罐作為反滲透水源。超濾選用的是歐 美公司的 8 吋超濾膜，采用全流過(guò)濾模式，超濾進(jìn)水濁度 0.18NTU，出水控制在 0.02NTU。超濾水泵將超濾產(chǎn)水提升送到 6 套 反滲透裝置進(jìn)行脫鹽處理，反滲透選用的是海德能的反滲透膜，每 套裝置處理能力為 220 m3/h，處理后的水沒有進(jìn)一步除鹽，而是全 部送到循環(huán)水系統(tǒng)作為循環(huán)水的補(bǔ)充水。根據(jù)帶班班長(zhǎng)介紹，這套系統(tǒng)自投用以來(lái)，已經(jīng)運(yùn)行了一年多 時(shí)間，系統(tǒng)沒有出現(xiàn)過(guò)大的問題。超濾和反滲透膜完全按照設(shè)計(jì)規(guī) 范進(jìn)行清洗，清洗的次數(shù)不多，沒有出現(xiàn)壓差大幅升

17、高現(xiàn)象。系統(tǒng) 主要的問題還是在石灰處理裝置上，該長(zhǎng)石灰料倉(cāng)安裝在廠房外 面，石灰通過(guò)刮片喂料機(jī)、螺旋計(jì)量輸送機(jī)、螺旋投加器等設(shè)備投 加到石灰乳池配石灰乳，由于環(huán)節(jié)太多，干石粉輸送過(guò)程中經(jīng)常出 現(xiàn)堵塞現(xiàn)象，需要人工進(jìn)行清理，和包頭河西電廠的石灰投加系統(tǒng) 不同的是，該廠沒有采用河西電廠的泥漿輸送泵，而是采用螺桿輸 送泵，很少出現(xiàn)泵堵塞的現(xiàn)象。下圖為該公司中水回用系統(tǒng)的部分 照片。-由于我們到該廠的時(shí)候接近下班時(shí)間，該廠系統(tǒng)運(yùn)行數(shù)據(jù)沒有 收集到，我們只能根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)拍到的照片對(duì)該系統(tǒng)的運(yùn)行情況做個(gè)大 概的分析。預(yù)處理裝置運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)水水進(jìn)水濁沉淀池出沉淀池出中和池出V 型濾池V 型濾池量度水濁度水 PH

18、值水 PH 值出水濁度出水電導(dǎo)M3/hNTUNTUNTUs/cm13324.712.959.337.210.181878從上面的數(shù)據(jù)可以看出，神華公司中水處理系統(tǒng)進(jìn)水水質(zhì)較 好，濁度稍高為 4.71 ，經(jīng)過(guò)石灰系統(tǒng)預(yù)處理后，濁度降低 0.18 ，可 惜沒有硬度的數(shù)據(jù)，無(wú)法知道硬度的處理效果，但從出水電導(dǎo)看， 出水硬度不會(huì)太高，說(shuō)明進(jìn)水水質(zhì)較好，比我公司的中水水質(zhì)要好 很多。超濾裝置運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)水總管流量進(jìn)水濁度進(jìn)水總管壓力出水總管壓力出水濁度m3/hNTUMpaMpaNTU11300.180.230.070.02從上面數(shù)據(jù)可以看出，超濾處理效果較好，但進(jìn)水壓力大，進(jìn)出口壓差達(dá)到 0.16Mpa，

19、說(shuō)明超濾系統(tǒng)運(yùn)行情況不太好。反滲透裝置運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)水水量M3/h進(jìn)水電導(dǎo) s/cm產(chǎn)水量M3/h濃水量M3/h出水電 導(dǎo)除鹽率%回收率%2111878140706097.3661981878128604797.5642131878138696596.5642111878140675297.266從上面的數(shù)據(jù)可以看出，反滲透裝置除鹽率較高，達(dá)到平均達(dá)到 97%，這個(gè)數(shù)據(jù)和我公司現(xiàn)在的反滲透運(yùn)行數(shù)據(jù)差不多，但收率只 有 65%，按照進(jìn)水水質(zhì)，收率可以再高一些。3 新奧新能源公司新奧新能源公司是新奧集團(tuán)投資建設(shè)的年產(chǎn) 60 萬(wàn)噸甲醇裝置， 和我公司一樣，氣化裝置采用德士古水煤漿汽化爐。該公司的中水 系

20、統(tǒng)水源主要包括循環(huán)水排污水、脫鹽水濃鹽水和汽包排污水，而 污水處理出水沒有進(jìn)入污水處理系統(tǒng)。該中水回用裝置由華電工程 集團(tuán)公司水處理分公司承建。工藝流程為：循環(huán)水排污水、脫鹽水 濃鹽水、汽包排污水進(jìn)入集水池，集水池泵將收集的廢水送到兩套 機(jī)械加速澄清池進(jìn)行澄清，澄清池上清液溢流至砂慮池過(guò)濾除去懸 浮物和濁度后進(jìn)入清水池，機(jī)械加速澄清池出口濁度設(shè)計(jì)值為 3NTU，清水池水泵將清水經(jīng)自清洗過(guò)濾器送到超濾裝置，砂慮池出 口濁度設(shè)計(jì)值為 1NTU。超濾裝置采用的是錯(cuò)流過(guò)濾模式進(jìn)行過(guò)濾， 兩套超濾裝置設(shè)計(jì)規(guī)模均為 240 m3/h。超濾產(chǎn)水經(jīng)超濾產(chǎn)水泵送到 反滲透裝置除鹽，反滲透裝置設(shè)計(jì)能力為 2 套

21、240 m3/h 。反滲透裝 置產(chǎn)水電導(dǎo)為 200 s/cm 左右，產(chǎn)水全部送到脫鹽水裝置作為 脫鹽水進(jìn)水進(jìn)行進(jìn)一步除鹽生產(chǎn)脫鹽水。我們到達(dá)新奧的時(shí)候，新奧公司正在檢修，公司人員很忙，我 們沒能進(jìn)入生產(chǎn)車間。我們和該公司的技術(shù)人員進(jìn)行了交流，了解 了新奧中水回用裝置的運(yùn)行情況和存在的問題。他們介紹，這套系 統(tǒng)建成投用已經(jīng)有一年多時(shí)間，總提運(yùn)行情況不好，總的情況是超 濾進(jìn)出口壓差大，需要頻繁清洗；防滲透有結(jié)垢現(xiàn)象段間壓差上升 快，化學(xué)清洗頻繁，而且反滲透膜已經(jīng)進(jìn)行了部分更換。究其原 因，他們也認(rèn)為是前面預(yù)處理太過(guò)簡(jiǎn)單，預(yù)處理做得不好引起的， 新奧也計(jì)劃對(duì)中水處理裝置進(jìn)行改造，而且計(jì)劃將污水處理裝

22、置出 水引入中水處理裝置。通過(guò)對(duì)三家中水裝置的調(diào)研和考察，我們對(duì)雙膜法工藝有了大 概的了解。雖然同樣是采用雙膜工藝，但三家工藝流程各不相同。 河西電廠的循環(huán)水深度處理裝置處理的水質(zhì)最差，表現(xiàn)在高電導(dǎo)、 高硬度、高懸浮物和高濁度，而恰恰是這么差的水質(zhì)卻沒有采用前 端預(yù)處理，而是直接進(jìn)入超濾反滲透進(jìn)行處理，而且運(yùn)行效果相當(dāng) 好，設(shè)備都沒有出現(xiàn)過(guò)大的問題。與其他兩家工藝最大的區(qū)別除了 沒有預(yù)處理外，超濾裝置采用不是管式超濾膜，而是采用日本旭化 成浸沒式超濾膜，反滲透采用的是 GE的特殊分離膜，浸沒式超濾膜 的抗污染能力強(qiáng)是得到公認(rèn)的，但 GE的特殊分離膜的抗污染性能有 待我們進(jìn)一步去認(rèn)識(shí)。神華集團(tuán)中水回用系統(tǒng)可以說(shuō)是一種中規(guī)中 矩的設(shè)計(jì)，