1、全膜法在处理电厂锅炉补给水的应用摘要：膜处理技术被称为“二十一世纪的水处理技术”1， “超滤(UF)反渗透(RO)电去离子法（EDI） ”的全膜法在处理电厂锅炉补给水的应用逐渐得到重视。本工程水源采用某市南部污水处理厂处理后的再生水，即锅炉补给水、热网补水、工业用水和循环冷却水均采用城市污水处理厂处理后的再生水。在再生水事故时，考虑城市自来水做为备用水源。来水经“超滤(UF)反渗透(RO)电去离子法（EDI） ”处理后作为电厂锅炉补给水，取得了良好的效果。 关键词：全膜法、超滤、反渗透、电去离子法、锅炉补给水 中图分类号： TK223 文献标识码： A 将城市污水厂处理的再生水作为工业杂用水使
2、用，可以取得良好的经济和社会效益，但仅把再生水回用于普通生产用水的经济效益并不高，因此，如何将城市污水深度处理使其达到有高经济效益的锅炉补充水，是实现节水的重要途径，具有重大社会和经济效益。在 1999年美国水工业协会研究基金会所主持的膜技术研讨会上,多位专家指出膜法处理是水处理的一个趋势,他们甚至提出“膜法将取代传统的水处理工艺”2。全膜法处理电厂锅炉补给水，具有高效安全环保、稳定可靠、运行费低、占地少等优点，符合环保和技术发展要求。 1.工艺的确定 1.1 工艺流程 本工程主工艺流程为：预处理原水生水箱变频生水泵凝聚剂加药超滤装置超滤水箱超滤水泵还原剂加药+酸+阻垢剂加药保安过滤器一级高压
3、泵一级反渗透装置氢氧化钠加药一级渗透水箱二级高压泵二级反渗透装置二级反渗透水箱中间水泵保安过滤器EDI 装置除盐水箱除盐水泵主厂房 1.2 流程简介 为去除原水中悬浮颗粒、胶体状杂质等，在生水泵进水母管上增加了凝聚剂加药点。 在本系统中，超滤（UF）作为反渗透的预处理，具有常规过滤不可比的优越性，它还可提高反渗透装置的回收率。本工程选用的超滤膜组件，采用外压式过滤方式，即原水通过中空纤维丝外侧流过，并透过膜进入内中心通道成为产品水。采用恒流控制，即根据每套超滤装置产水流量信号，自动调节生水泵运行频率、流量和压力，保证超滤产水流量的恒定。避免超滤进出水压差过大，产水量过高，造成膜污染倾向过大。保
4、安过滤器是截留预处理系统中漏过的颗粒性杂质，防止其进入反渗透装置或高压泵造成膜元件被划破，或划伤高压泵叶轮。因原水为循环水排污水，经循环浓缩，水中含盐较高，循环水处理中为杀死藻类等微生物，系统会投加杀菌剂，而氧化性杀菌剂对高分子反渗透膜元件会造成氧化损坏，所以原水在进入反渗透前，为防止微溶盐结垢和氧化性物质对反渗透的影响，在保安过滤器进水管路上增加了酸、阻垢剂和还原剂加药点。 反渗透(RO)是最精细的一种膜分离产品，它可截留几乎所有溶解性盐份和分子量 100以上的有机物，而只允许水分子通过。 电去离子法（EDI）又称填充床电渗析法，是离子交换混床和电渗析相结合的技术，它体现了离子交换混床和电渗
5、析法的优点。运行中阴、阳离子在强加直流电作用下，在向相应电极迁移过程中被离子交换树脂吸附交换，脱除离子的水流出淡水室成为高纯水。同时水分子在电压作用下电离为氢离子和氢氧根离子，在离子迁移过程中对离子交换树脂进行再生。因此 EDI可连续运行再生并产出高纯水。EDI 是根据该热电厂新建工程 2350MW供热机组化学水处理系统工程需要，采用先进 EDI工艺将二级反渗透产水制成锅炉补给水。 1.3 工艺特点 全膜法由多种先进膜分离技术组合而成，有以下特点： （1）超滤产水水质要好于传统多介质过滤，即使原水的水质很差，超滤产水的 SDI也可以稳定在 RO设备要求的 3 以下，大大延长了反渗透膜寿命。 （
6、2）EDI 技术近几年来在我国多个热电厂的锅炉补给水系统中得到应用，它取代传统的混床，无需消耗酸碱就可连续制取高纯水，是一项环保的新技术。 （3）与传统常规方法比，不需投加大量的化学药剂，出水中不含化学残留物，安全环保节省投资。 2.技术参数及要求 2.1 进水水质 该市南部污水处理厂处理后的再生水水质指标如下表。 表 1循环水补充水水质指标(平均值) 2.2 超滤装置的技术参数 本工程超滤系统由 4套超滤主机组成，设计净出力为 485 m3/h。每套主机由 28支超滤膜组件组成。超滤膜元件选用日本某公司的外压式中空纤维膜元件，型号为 UNA-620A，材质为 PVDF，每根膜组件的有效面积为
7、 50m2，孔径为 0.1m，系统实际运行通量为 70L/m2h。 表 2 膜组件特性 2.3 反渗透装置的技术参数 本装置采用反渗透计算机软件进行计算，根据不同的原水水质，选择相应的系统排列方式；根据不同的出水水质要求，选择相应的级数排列，以满足各方面的要求。 表 3 反渗透装置的技术参数 （5）膜元件： （6）装置运行工况： （7）给水条件： 二级膜组件（进口设备）： 英国 Wavecyber （5）膜元件： （6）装置运行工况： 2.4 EDI 装置的技术参数 系统共设置 2套 EDI装置，采用美国 Electropure 公司生产的模块（20 块/套，2 套共计 40块） ，单模块设计
8、出力 3.125m3/h，每套都能单独运行，也可同时运行。EDI 装置的进水要求见下表： 表 4 EDI装置的进水要求 3.膜的清洗 由于膜的使用、保养不当和膜的污染问题，往往达不到预期的使用寿命。膜的污染防治问题也是最近几年的重要研究课题之一，目前，膜污染防治问题不再是制约膜技术发展的主要因素了。 当 UF装置运行一段时间后，需要通过反冲洗使之恢复过滤性能。UF装置采用定期反洗的办法，即每隔 30分钟即自动进行冲洗（根据调试确定最佳间隔时间） ，反洗水采用超滤的产品水，由 PLC控制，自动完成。反洗过程中同时通入压缩空气进行空气擦洗，以提高反洗效果，反洗之后，进行快速正冲洗，然后投入运行。在
9、反洗水中加入适量的杀菌剂，以氧化剥离膜表面粘附的杂质，提高反洗效果。当 UF系统运行 12个月之后，需要对膜元件进行化学清洗，彻底将杂质清除。化学清洗一般包括柠檬酸洗、碱洗和次氯酸钠清洗等过程。系统配套设置超滤化学清洗装置一套。化学清洗液的品种和要求如下表: 表 5 学清洗液的品种和要求 本工程中反渗透膜元件的化学清洗药剂的选择根据膜的污染情况具体选择，主要包括酸性清洗剂（HCl、柠檬酸等） 、碱性清洗剂（NaOH、EDTA 等）和消毒剂（甲醛、NaClO 等） 。反渗透系统设有程序自动冲洗的措施，冲洗水采用反渗透的产水，还可以起到溶解剥离膜表面污染物的作用。 4.经济效益分析 4.1 工艺效
10、果对比 由于反渗透装置对进水要求较高，应对其进水进行预处理，超滤作为反渗透前处理工艺已经引起共识，并有良好的处理效果。传统的预处理工艺采用混凝沉淀，即在水中投加一定量的混凝剂，使水中的悬浮性成分和胶体成分脱稳。浊度较高的原水经过混凝沉淀后，浊度可降至3mgL 以下。而采用超滤技术，出水浊度可小于 0.2NTU(详见表 6)。 表 6 超滤与传统处理工艺的对比 4.2 经济效益分析 由于超滤、反渗透等膜技术属于新技术，且膜组件大多采用进口产品，所以初期投资相对传统方法会比较高。从长期来看全膜法系统的运行费(包括电费、水费、药剂费、人工费、管理费、维修费等)会比传统的处理工艺要低。 5.结论 实践
11、证明，该热电厂的全膜法水处理系统具有高效安全环保、系统稳定可靠、运行费用低、污染少、占地少、自动化程度高等优点，而且该系统完全以物理分离的方式实现水的净化，无需大量使用酸碱等化学药剂，符合环保和技术发展的要求。该工程的设备控制为手动，半自动，全自动都能实现，这相对于以前传统式的机械过滤器和阴阳混床方案有较大差别，全膜法采用的设备都是进口设备，所以工程初期投入比较高，但是运行三至五年后，将会发现平均年投入，回报及自动化程度比传统式方案将有明显改善，全膜法水处理技术将越来越多的适用于各个新建及旧电厂的改造中。 参考文献 1 郑领英,王学松. 膜技术M. 北京:化学工业出版社,2000. 2 Martinez R L. Will membranes replace conventional treatment?J. Jour AWWA ,1999 , 91(6) :24 - 32.
