某熱電廠全膜法除鹽水處理系統(tǒng)工程設(shè)計

文_王剛 博瑞德環(huán)境集團(tuán)股份有限公司

1 工程現(xiàn)狀與設(shè)計概述

1.1 工程現(xiàn)狀

安徽某熱電廠在大力貫徹可持續(xù)發(fā)展的背景下,對來自中糧產(chǎn)業(yè)園絮凝沉淀后的水質(zhì)通過全膜法除鹽水系統(tǒng)，對其深度處理并回用于高溫高壓鍋爐。系統(tǒng)出力為180m3/h，滿足國家對于除鹽水的相關(guān)要求規(guī)定，通過該系統(tǒng)的持續(xù)運(yùn)行，在減少了水的使用量的同時還可以降低對自然環(huán)境的污染程度。

1.2 工程設(shè)計

通過對中糧產(chǎn)業(yè)園絮凝沉淀后的水進(jìn)行研究分析，發(fā)現(xiàn)其水質(zhì)具有一定濃度的硬度，主要為堿硬度，在其水質(zhì)中含有相當(dāng)濃度的溶解性固體，其含量也比較高，還存在很高濃度的懸浮物。設(shè)計時需要嚴(yán)格按照出現(xiàn)的問題進(jìn)行相應(yīng)的設(shè)計，要保證總體的處理系統(tǒng)可以持續(xù)固定的平穩(wěn)運(yùn)行，使該系統(tǒng)達(dá)到最好的水準(zhǔn)與性能。

通過對國內(nèi)相關(guān)案例進(jìn)行研究與經(jīng)驗(yàn)相結(jié)合，對污水中的懸浮物進(jìn)行處理，使用濾器設(shè)備與相關(guān)藥劑對其去除，防止對系統(tǒng)的運(yùn)行產(chǎn)生破壞。使用雙膜系統(tǒng)對懸浮物進(jìn)行清理的時候，污水中溶解性總固體與硬度的問題也會被解決，這樣也能夠保證后續(xù)相關(guān)的連續(xù)電除鹽技術(shù)去離子設(shè)備的良好運(yùn)行。

2 工藝流程與主要工藝單元參數(shù)

2.1 工藝流程

與固有的污水處理方法相比較，全膜水處理技術(shù)的優(yōu)勢更加突出，技術(shù)也更加領(lǐng)先，在具體應(yīng)用階段使用超濾系統(tǒng)與反滲透的工藝，國內(nèi)很多熱電廠都在運(yùn)用這種辦法。因?yàn)榧夹g(shù)的普遍性，價格也有所降低，在熱電廠的應(yīng)用也愈加廣泛。

來自中糧產(chǎn)業(yè)園水廠經(jīng)絮凝沉淀后的河水，在流進(jìn)入清水箱后通過水質(zhì)水量的調(diào)節(jié)，然后在泵加壓之后經(jīng)過換熱器對污水作增加溫度處理。溫度已經(jīng)增加后的污水通過多介質(zhì)過濾器與自清洗過濾器的處置，再次對水中依舊殘留的懸浮物進(jìn)行處置，對超濾膜起到了一定的保護(hù)作用。接下來水進(jìn)入超濾系統(tǒng)，這樣可以有效地對水中懸浮物等物質(zhì)進(jìn)行處理，使其能夠再次降低水中的化學(xué)需氧量與濁度，可以符合相關(guān)的反滲透的進(jìn)水標(biāo)準(zhǔn)。超濾使用中空纖維結(jié)構(gòu)的元件，元件材質(zhì)采用結(jié)晶度65%～78%的偏氟乙烯，其采用全流過濾的方法，清洗水排放到廢水集中裝置。定期對膜進(jìn)行化學(xué)清洗，清除其表面污垢。超濾產(chǎn)水經(jīng)超濾水泵提升后進(jìn)入一級反滲透保安過濾器。在反滲透給水泵總管上設(shè)置管道混合器，加入一定量的還原劑除去水中的Cl，確保進(jìn)入反滲透裝置的Cl＜0.1mg/l。一級反滲透設(shè)備采用一級二段，回收率75%，產(chǎn)水進(jìn)入一級反滲透水箱，同樣通過一級反滲透中間水泵和二級反滲透高壓泵進(jìn)入二級反滲透設(shè)備，產(chǎn)水流入二級反滲透水箱，濃水則回流至一級反滲透前段，與超濾產(chǎn)生進(jìn)行混合。二級反滲透裝置同樣采用一級二段，回收率90%。二級反滲透產(chǎn)水通過連續(xù)電除鹽技術(shù)給水泵泵入連續(xù)電除鹽去離子設(shè)備之中，對水中離子再次去除（圖1）。所產(chǎn)生濃水回流至超濾水箱與超濾產(chǎn)水以及二級反滲透濃水混合，產(chǎn)水則進(jìn)入除鹽水箱供給主廠房熱力系統(tǒng)繼續(xù)供用。

2.2 主要工藝單元設(shè)計參數(shù)

2.2.1 超濾裝置

該系統(tǒng)在運(yùn)行時設(shè)置了兩套超濾裝置，可以進(jìn)行單獨(dú)的運(yùn)作，又能夠兩個裝置共同運(yùn)行。為了保證超濾設(shè)備可以良好的運(yùn)行也為了使其可以合理反洗與正常清洗，該系統(tǒng)的超濾膜元件規(guī)格為應(yīng)在研究之后進(jìn)行規(guī)劃，并符合相關(guān)的規(guī)定。該設(shè)備可以自動完成運(yùn)行的整個程序，還可以使該程序停止后自動反洗。每套此類設(shè)備有進(jìn)水閥、產(chǎn)水閥等裝置，并具有手動閥門，在清洗的時候與清洗液進(jìn)出管更好地連接。每套超濾裝置出水管上設(shè)有供淤泥密度指數(shù)取樣接口的處理結(jié)構(gòu)，該類結(jié)構(gòu)可以有效地觀察系統(tǒng)在運(yùn)行時是否存在缺陷。該設(shè)備的元組件在相關(guān)的組合架之上安裝，也配備需要的管道與其他結(jié)構(gòu)。該設(shè)備的配管采用硬聚氯乙烯管材，這種材質(zhì)的管道能夠最好地滿足該裝置相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的防腐條件。

2.2.2 一級反滲透裝置

依照該系統(tǒng)的水量平衡，在總體上裝置兩套反滲透設(shè)備，通過同時運(yùn)行，為接下來水箱的液位控制反滲透裝置投運(yùn)的套數(shù)。因?yàn)閬硭且呀?jīng)處理過的河水，水質(zhì)相對最開始的狀態(tài)比較好。依照反滲透膜設(shè)計的原則與具體的經(jīng)驗(yàn)分析，原水的回收率為75%。

該設(shè)備的反滲透膜結(jié)構(gòu)為美國先進(jìn)的復(fù)合反滲透膜，每套配置145根膜結(jié)構(gòu)，放置在19根壓力容器內(nèi)，每根壓力裝置設(shè)置19根反滲透膜，按13：6的方式組合。

2.2.3 二級反滲透裝置

依照該系統(tǒng)的水量平衡，在整體上設(shè)置兩套反滲透設(shè)備，能夠單獨(dú)運(yùn)行，也可以同時運(yùn)行。通過后續(xù)水箱的液位控制反滲透裝置投運(yùn)的套數(shù)，依照反滲透膜相關(guān)原則與具體的運(yùn)作經(jīng)驗(yàn)，設(shè)計反滲透回收率為90%。

該設(shè)備反滲透膜結(jié)構(gòu)采用美國復(fù)合反滲透膜結(jié)構(gòu)，單根膜脫鹽率達(dá)99.5%以上，每套設(shè)備具有91根膜結(jié)構(gòu)，安裝在13根壓力容器之中，每根壓力裝置設(shè)置6根反滲透膜結(jié)構(gòu)，按7：6的方式組合。

3 總平面布置

該系統(tǒng)工程總平面的規(guī)劃嚴(yán)格按照國家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行建設(shè)，可以滿足熱電廠總體要求。系統(tǒng)的功能分區(qū)清晰，各個工藝單元制定比較順暢，各個單元的布置科學(xué)合理，每條管道線路設(shè)計簡練通暢。在建設(shè)中考慮到了風(fēng)向因素，一年四季都能夠做到順風(fēng)通風(fēng)，運(yùn)行中能有效降低對環(huán)境的污染。該系統(tǒng)平面位置各個方位劃分明確，在系統(tǒng)平面的東側(cè)是作為室外水罐區(qū)域，在系統(tǒng)的中部為水泵房與添加藥劑的區(qū)域，在系統(tǒng)布置的西側(cè)是化水車間布置區(qū)域，在系統(tǒng)布置區(qū)域的北側(cè)是辦公區(qū)域。這些區(qū)域都是多樓層設(shè)計，在滿足工藝生產(chǎn)與運(yùn)輸基本要求的基礎(chǔ)之上，節(jié)省了土地的使用，符合相關(guān)的規(guī)定制度。

化水廠房在整個廠區(qū)為南北方向，廠房內(nèi)主要是多介質(zhì)濾器、超濾裝置、1級反滲透裝置與2級反滲透裝置以及連續(xù)電除鹽技術(shù)裝置等。水泵間主要是工藝水泵與流程添加藥劑設(shè)備。

4 運(yùn)行效果分析

該熱電廠通過采用全膜法除鹽水處理技術(shù)處理生產(chǎn)用水，使水質(zhì)達(dá)到國家對于除鹽水水質(zhì)規(guī)定的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)（表1）。

表1 除鹽水水質(zhì)指標(biāo)

5 效益分析

該系統(tǒng)工程的經(jīng)濟(jì)效益主要為節(jié)水的費(fèi)用,使用后節(jié)約1700萬元，在污水深度處理回用工程運(yùn)行后實(shí)現(xiàn)了盈利。

該系統(tǒng)工程節(jié)省了大量的自來水，緩和了該工業(yè)園區(qū)的水資源緊張的問題，也進(jìn)一步緩解了當(dāng)?shù)氐挠盟畣栴},對企業(yè)自身與本地區(qū)經(jīng)濟(jì)的健康發(fā)展起到了推動作用。該系統(tǒng)的能耗低，對社會與環(huán)境的效益明顯。

6 結(jié)論

水的質(zhì)量會直接影響鍋爐的安全經(jīng)濟(jì)的運(yùn)行。如果水處理方法不夠理想，會致使熱電廠的相關(guān)設(shè)施損壞，直接影響設(shè)備的正常使用與熱電廠的正常運(yùn)行。而全膜法除鹽水能夠解決這些問題，并能夠有效的保護(hù)環(huán)境。

圖1流程工藝圖