某熱電廠全膜法除鹽水處理系統工程設計

文_王剛 博瑞德環境集團股份有限公司

1 工程現狀與設計概述

1.1 工程現狀

安徽某熱電廠在大力貫徹可持續發展的背景下,對來自中糧產業園絮凝沉淀后的水質通過全膜法除鹽水系統，對其深度處理并回用于高溫高壓鍋爐。系統出力為180m3/h，滿足國家對于除鹽水的相關要求規定，通過該系統的持續運行，在減少了水的使用量的同時還可以降低對自然環境的污染程度。

1.2 工程設計

通過對中糧產業園絮凝沉淀后的水進行研究分析，發現其水質具有一定濃度的硬度，主要為堿硬度，在其水質中含有相當濃度的溶解性固體，其含量也比較高，還存在很高濃度的懸浮物。設計時需要嚴格按照出現的問題進行相應的設計，要保證總體的處理系統可以持續固定的平穩運行，使該系統達到最好的水準與性能。

通過對國內相關案例進行研究與經驗相結合，對污水中的懸浮物進行處理，使用濾器設備與相關藥劑對其去除，防止對系統的運行產生破壞。使用雙膜系統對懸浮物進行清理的時候，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相關的連續電除鹽技術去離子設備的良好運行。

2 工藝流程與主要工藝單元參數

2.1 工藝流程

與固有的污水處理方法相比較，全膜水處理技術的優勢更加突出，技術也更加領先，在具體應用階段使用超濾系統與反滲透的工藝，國內很多熱電廠都在運用這種辦法。因為技術的普遍性，價格也有所降低，在熱電廠的應用也愈加廣泛。

來自中糧產業園水廠經絮凝沉淀后的河水，在流進入清水箱后通過水質水量的調節，然后在泵加壓之后經過換熱器對污水作增加溫度處理。溫度已經增加后的污水通過多介質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行處置，對超濾膜起到了一定的保護作用。接下來水進入超濾系統，這樣可以有效地對水中懸浮物等物質進行處理，使其能夠再次降低水中的化學需氧量與濁度，可以符合相關的反滲透的進水標準。超濾使用中空纖維結構的元件，元件材質采用結晶度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。定期對膜進行化學清洗，清除其表面污垢。超濾產水經超濾水泵提升后進入一級反滲透保安過濾器。在反滲透給水泵總管上設置管道混合器，加入一定量的還原劑除去水中的Cl，確保進入反滲透裝置的Cl＜0.1mg/l。一級反滲透設備采用一級二段，回收率75%，產水進入一級反滲透水箱，同樣通過一級反滲透中間水泵和二級反滲透高壓泵進入二級反滲透設備，產水流入二級反滲透水箱，濃水則回流至一級反滲透前段，與超濾產生進行混合。二級反滲透裝置同樣采用一級二段，回收率90%。二級反滲透產水通過連續電除鹽技術給水泵泵入連續電除鹽去離子設備之中，對水中離子再次去除（圖1）。所產生濃水回流至超濾水箱與超濾產水以及二級反滲透濃水混合，產水則進入除鹽水箱供給主廠房熱力系統繼續供用。

2.2 主要工藝單元設計參數

2.2.1 超濾裝置

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

2.2.2 一級反滲透裝置

依照該系統的水量平衡，在總體上裝置兩套反滲透設備，通過同時運行，為接下來水箱的液位控制反滲透裝置投運的套數。因為來水是已經處理過的河水，水質相對最開始的狀態比較好。依照反滲透膜設計的原則與具體的經驗分析，原水的回收率為75%。

該設備的反滲透膜結構為美國先進的復合反滲透膜，每套配置145根膜結構，放置在19根壓力容器內，每根壓力裝置設置19根反滲透膜，按13：6的方式組合。

2.2.3 二級反滲透裝置

依照該系統的水量平衡，在整體上設置兩套反滲透設備，能夠單獨運行，也可以同時運行。通過后續水箱的液位控制反滲透裝置投運的套數，依照反滲透膜相關原則與具體的運作經驗，設計反滲透回收率為90%。

該設備反滲透膜結構采用美國復合反滲透膜結構，單根膜脫鹽率達99.5%以上，每套設備具有91根膜結構，安裝在13根壓力容器之中，每根壓力裝置設置6根反滲透膜結構，按7：6的方式組合。

3 總平面布置

該系統工程總平面的規劃嚴格按照國家相關標準進行建設，可以滿足熱電廠總體要求。系統的功能分區清晰，各個工藝單元制定比較順暢，各個單元的布置科學合理，每條管道線路設計簡練通暢。在建設中考慮到了風向因素，一年四季都能夠做到順風通風，運行中能有效降低對環境的污染。該系統平面位置各個方位劃分明確，在系統平面的東側是作為室外水罐區域，在系統的中部為水泵房與添加藥劑的區域，在系統布置的西側是化水車間布置區域，在系統布置區域的北側是辦公區域。這些區域都是多樓層設計，在滿足工藝生產與運輸基本要求的基礎之上，節省了土地的使用，符合相關的規定制度。

化水廠房在整個廠區為南北方向，廠房內主要是多介質濾器、超濾裝置、1級反滲透裝置與2級反滲透裝置以及連續電除鹽技術裝置等。水泵間主要是工藝水泵與流程添加藥劑設備。

4 運行效果分析

該熱電廠通過采用全膜法除鹽水處理技術處理生產用水，使水質達到國家對于除鹽水水質規定的相關標準（表1）。

表1 除鹽水水質指標

5 效益分析

該系統工程的經濟效益主要為節水的費用,使用后節約1700萬元，在污水深度處理回用工程運行后實現了盈利。

該系統工程節省了大量的自來水，緩和了該工業園區的水資源緊張的問題，也進一步緩解了當地的用水問題,對企業自身與本地區經濟的健康發展起到了推動作用。該系統的能耗低，對社會與環境的效益明顯。

6 結論

水的質量會直接影響鍋爐的安全經濟的運行。如果水處理方法不夠理想，會致使熱電廠的相關設施損壞，直接影響設備的正常使用與熱電廠的正常運行。而全膜法除鹽水能夠解決這些問題，并能夠有效的保護環境。

圖1流程工藝圖