全膜法水處理技術制備火力發電廠鍋爐補給水的應用

摘 ? ?要：此次研究主要是探討全膜法水處理技術制備火力發電廠鍋爐補給水的應用，詳細論述了全膜法水處理技術在補給水工藝不同處理單元當中的控制要點，分析各單元運行期間所產生的各項問題，并且提出針對性的解決措施。按照研究結果表明，全膜法水處理系統具有較高的可靠性，便于應用和管理，比較滿足電廠鍋爐補給水的要求。

關鍵詞：全膜法水處理技術;火力發電廠;鍋爐補給水;應用分析

中圖分類號：TM621.2 ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1004-7344（2019）03-0078-02

全膜法水處理技術有效結合了離子交換技術，電滲析技術和膜分離技術。因此該項技術既可以處理單一使用電滲析技術無法深度脫鹽的不足，還可以解決離子交換混床水處理技術無法持續工作運行的問題，全膜法水處理技術被廣泛應用于火力發電廠，電子，制藥等行業[1]。此次研究主要是在火力發電廠鍋爐補給水中應用全膜法水處理技術，希望可以對相關人員起到參考性價值。

1 ?水質與工藝流程分析

此次所研究的火力發電廠供水水源主要來源于附近水庫，在經過全膜法技術處理之后作為鍋爐補給水。水源硬度為1.15mmol/L，電導率為278μS/cm，總堿度為1.15mmol/L，該水源水質屬于低濁度水。圖1為全膜法水處理工藝流程，設計總產水量為298t/h。

從圖1可以看出，預處理主要采用高密度澄清池、多介質過濾器、超濾設備和碟片過濾器。其中，過濾時間主要控制多介質過濾器運行周期，碟片過濾器系統的反洗信號為進出口壓差和運行時間，反洗和過濾的自動切換則需要利用控制模塊裝置實現。超濾采用全自動控制機制，其運行方式為定時間，定流量自動反洗循環方式[2]。預脫鹽系統主要應用二級反滲透裝置，第一級膜組件水回收率為75%，第一級膜組件水回收率為90%。

2 ?工藝特點分析

2.1 ?預處理系統

在初期設計期間，預處理系統主要包括超濾裝備、碟片過濾器和高密度澄清池。然而由于機械攪拌澄清池出水水質無法滿足標準要求，會使超濾膜和碟片過濾器出現堵塞情況，增加進出口壓差，影響系統運行穩定。導致該種現象的原因主要是由于水質為低溫低濁水，高密度澄清池的凈化難度比較高。其次，在設計期間僅僅注重水質當中的鐵含量，沒有全面分析運輸距離的影響因素，導致在進入高密度澄清池后，水體中全鐵質量濃度達到1.1mg/l。在改造高密度澄清池之后增設多介質過濾器，可以形成全新預處理工藝，出水水質滿足要求。

2.2 ?反滲透處理單元

反滲透處理單元主要是由反滲透裝置所形成的預脫鹽系統。一級反滲透對于氯化鎂，氯化鈣和氯化鈉的脫除率能夠達到95%，還可以將細菌，微生物和有機物去除。二級反滲透可以將細菌，微生物，有機物，無機鹽等物質去除，脫鹽率能夠超過93%。

將保安過濾器安裝在反滲透裝置之前，這樣可以在預處理之前加某些雜質顆粒去除，主要是由于顆粒經過反滲透高壓泵處理之后，會對反滲透膜組件造成擊穿影響，進一步出現串水和鹽漏問題，對出水水質造成極大影響[3]。為了避免出現大量微生物，需要將次氯酸鈉添加在超濾系統當中，然而由于含有次氯酸鈉的水體會氧化物反滲透膜元件，因此需要將還原劑添加到反滲透裝置進水口，將水中富余氯去除[4]。將阻垢劑加入的粉滲透裝置進水口，能夠對反滲透裝置結垢問題進行抑制，確保其運行穩定性。

2.3 ?電去離子裝置

電去離子裝置主要采用卷式膜單元，操作電壓在93V左右，在操作過程中，需要將電流控制在45A左右。

3 ?運行效果分析

從此次運行效果可以看出，該系統的超濾進水濁度在0.5～3.5NTU之間，出水濁度小于0.3NTU。抽樣檢測超濾產水的污泥密度指數小于2。按照運行情況可以看出，超濾進水化學需氧量和出水化學需氧量分別在8mg/L和3mg/L左右，化學需氧量的去除率可以達到63%。超濾進水總鐵與出水總鐵分別為23μg/L和2μg/L，鐵去除率超過90%。從上述分析可以看出，超濾系統初始水質滿足要求。

脫鹽率可以表示反滲透脫鹽效果，在工程當中主要使用電導率作為含鹽量指標對脫鹽率進行計算。

從圖1可以看出，一級反滲透產水電導率在6.8～8.9μS/cm，二級反滲透在0.6～0.8μS/cm。反滲透系統出口水的電導率通常在295μS/cm，因此一級反滲透脫鹽率超過97%，二級凡滲透低于93%，該種現象的原因主要是由于水體當中的含鹽量比較低，因此，一級反滲透的除鹽效果通常都會超過95%，二級反滲透電導率比較低，這樣就導致其脫鹽率無法滿足要求。

4 ?系統運行期間存在的問題和解決措施

（1）水錘效應。系統在實際運行期間超濾反洗進水管道出現破裂問題破裂，導致該種現象的原因主要是由于反洗水泵和進水閥門開關順序不合理所造成的水錘效應。在改進期間需修改開關時序，先開啟閥門后再開啟泵，先關閉泵后再關閉閥門，這樣能夠有效消除水錘效應。在改進之前開關時序主要為了保護泵，在開啟泵期間會瞬間啟動電動機，增加電機電流[5]。若泵出口開啟度比較大，則會使電動機超負荷運行，增加啟動電流和運行電流，電動機容易出現燒毀故障。

（2）加藥泵出力不足。系統在運行期間反滲透進出口差壓上升。導致該種現象的原因主要是由于加藥泵出力不足，降低阻垢劑效果，導致反滲透裝備結垢。在進行處理之后提升加藥泵出力，系統恢復正常運行。從以上問題可以看出，系統在日常運行期間需要注重跟宗教對足夠劑加藥泵出力。

（3）余氯超標。電去離子裝置進水里余氯超標，該項問題不僅會導致離子交換樹脂出現破碎情況，升高進出水壓差，降低產水量，還會對短膜組件的使用壽命造成影響。為了避免出現該類問題，需要定期校驗煩滲透入口安裝的氧化還原電位儀。

（4）電去離子裝置產水量和水回收率。電去離子裝置在運行期間平均產水量在每小時54.4m2，排水量為每小時4m2，極水排放量在每小時1.5m2。水平均回收率為91.5%。盡管產水量沒有達到相關要求然而卻不能提升水回收率來達到相關標準。這主要是由于增加回收率會減少濃水流量，相應增加濃水室離子濃度，使濃水室出現結垢問題。也不能通過提升水回收率來增加水循環系統電導率。

（5）電去離子系統淡水室和濃水室的壓降問題。電去離子系統在運行過程中淡水進水壓力在0.26MPa，濃水進水壓力在0.19MPa。盡管進口壓力滿足平衡要求，但在實際運行期間也需要對濃水室和淡水室之間的壓降問題進行控制，避免濃水內漏到產品水當中。在系統運行期間還需要將淡水壓力控制在高于濃水壓力之上，若淡水室和濃水室之間的壓差在0.03MPa以下，將會導致濃水滲流到淡水側。若兩者之間的壓差大于0.07MPa，則會導致離子交換膜變形。

5 ?結束語

綜上所述，在火力發電廠應用全膜法水處理工藝，有效聯合電去離子裝置，二級反滲透裝置和超濾裝置，可以在一定程度上提升機組運行效率。通過此次研究可以看出，全膜法水處理工藝運行過程比較可靠，具有較高的經濟性和環保性，便于后期管理，產水電導率和硬度滿足鍋爐補給水要求，因此全膜法水處理技術將成為火力發電廠鍋爐補給水的主要水處理技術，值得推廣使用。

參考文獻

[1]馬學禮，黨立晨.全膜法工藝在寧東地區電廠鍋爐補給水處理中的應用[J].電力科技與環保，2018，34（04）：34～36.

[2]鄭 龑.全膜法在寧東地區電廠鍋爐補給水處理中的應用[A].中國環境科學學會.2017中國環境科學學會科學與技術年會論文集（第二卷）[C].中國環境科學學會：中國環境科學學會，2017：5.

[3]鮑文東.全膜法水處理技術制備火力發電廠鍋爐補給水的應用[J].綠色環保建材，2017，23（01）：178.

[4]薛云花，翟彥壽，韓興國.全膜法在太鋼電廠鍋爐補給水處理系統中的應用[J].能源與節能，2016，15（12）：122～124.

[5]苗 博.全膜法水處理技術在電廠鍋爐補給水處理中的應用[J].山西農經，2016，22（11）：103.

收稿日期：2018-12-6

作者簡介：潘秀奎（1980-），男，壯族，廣西平果人，化水工程師，主要從事發電廠化水專責工作。