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纳滤膜在火电厂循环冷却水处理中的应用

文章出处:未知作者:admin发表时间:2013-03-22 16:45
        火电厂是工业用水大户之一,因此,在建设火电厂时.优先考虑节水措施,努力实现对外零排放已势在必行。而在电厂工业用水中,循环水补充水占较大比重。这样选择合理的循环水补充水处理方案,对提高水的使用效率,具有十分重要的意义。

             

        循环冷却水系统中,由于蒸发、风吹、渗漏、排污 的损失,造成水量损失,需补充水,以达到水平衡。蒸 发、风吹、渗漏损失与气候影响和设备系统构造有关。电厂建成后,一般是不变的,而排污损失是随循环水补充水处理方式的不同而不同的。节水潜力最大。所以,采用合理、高效的循环水补充水处理方法,可有效地减少排污损失,对全厂节水起主导作用。
  纳滤(NF)是20世纪80年代中后期开发的一种新型膜分离过程。NF膜早期被称为松散反渗透(Loose RO)膜。纳滤膜的孔径范围介于反渗透膜和超滤膜之间,其对二价和多价离子及相对分子质量在200-1000之间的有机物有较高的脱除性能,而对单价离子和小分子的脱除则相对较低。因而,纳滤被广泛应用于水软化、有机物和生物活性物质的脱盐和浓缩、水中三卤代物前驱物的去除、不同分子质量有机物的分级和浓缩、废水脱色等领域。

  本次设计采用纳滤膜处理电厂循环冷却水补充水,以期获得良好的处理效果和经济效益。
  1. 循环水补充水设计水质
  原水及循环水补充水设计水质如表1所示。
  表1 原水及设计补充水水质
 
项目 原水 补充水 去除率/%
含盐量 2700-2800 700-800 74.1
ph 9.0 7.70  
总硬度 16.8 2.00 88.1
硫酸根离子 503.8 54.0 89.3
锰化学需氧量 9.92 0.8 91.9
钙离子 182.7 19.3 89.4
电导率 3710 353 90.5
总碱度 9.9 0.8 91.9
氯根 712 13 81.7
磷酸根 0.5 0.0 99.9
二氧化硅 41 4.3 89.5
镁离子 103.0 5.2 94.9
  注:除pH、总硬度和总碱度(mmol/lL)、电导率(μS/cm)外其余各项目单位均为mg/L。

  2. 处理工艺流程及膜组件
  2.1工艺流程
  工艺流程如下:生水一强化微絮凝一强化过 滤一精密过滤一纳滤膜一出水。
  2.2工艺说明
  本工艺利用强化微絮凝的原理.通过优化絮凝剂种类与加药条件,使原水中的有机物与悬浮物质形成微絮凝体,然后经过强化过滤的工艺单元处 理后,达到纳滤膜的进水水质要求。精密过滤起到保安过滤的作用,纳滤是本工艺系统的主要单元,通过进一步去除水中硬度、有机物与含盐量,使最终工艺出水水质优于目前的生水,达到冷却用水的标准。纳滤处理后排出的浓水可回流与循环水混合后处理。也可以直接排放。
  强化微絮凝过程,絮凝剂采用聚合铝,投药质量浓度为12mg/l;强化过滤采用四座陶粒滤料压力过滤器,规格为D2500mm*1500mm.滤速控制在10m/h;精密过滤器采用5m精密过滤器。
  2.3 纳滤膜组件
  组件的构造必须满足下面几个方面的要求:
  (1)每一组件的膜表面积最大;
  (2)确保流况均匀;
  (3)抑制膜表面的浓度分极,使蓄积悬浮物质到最小限度;
  (4)消耗能量最少。
  从这些观点来看.螺旋式(卷式)膜流况易于均匀,并易于抑制浓度分极根据料液和滤出液的流道,可设计成几个螺旋式组件连 接起来。本设计采用卷式纳滤膜组件两套.淡水回收率80%。膜组件的尺寸:D2.44m×12.20m.膜的材料采用进15复合式聚酰胺类材质,膜的使用条件:最 高进水温度45℃;最高操作压力3.0MPa;pH范围2.0-10.0。

  3. 投资估算及成本分析
  以循环冷却水补水量30000m3/d计,投资估算及成本分析如下:
  (1)工程总投资3221.9万元。其中,预处理系统(包括强化微絮凝和强化过滤)800万元,纳滤系统(含精细过滤)2421.9万元。
  (2)水处理总成本。单位原水处理成本0.75元/m3。 其中,预处理系统(包括药剂费、设备折旧、电费、大修费等)0.21元/m;纳滤系统(膜的使用寿命以2a计,包括设备折旧、电费、维修费等)0.54元/m3淡水产水率按80%计,则单位淡水处理成本为0.94元/m3。

  4. 工程经济效益
  从上面的技术经济指标分析,单位循环水补充水处理的成本为0.94元/m3。而采用化学处理和离子交换的处理成本若以3-6元m3计,这样采用纳滤膜处理每年可节约2000-4000万元,每天可节约费用约5.3万元。采用纳滤膜处理循环水补充水,淡水回收率可达80%,可有效减少补充水量和污水排放量。

  5. 结论
  采用纳滤膜处理电厂循环冷却水补充水.在技术经济方面具有明显的优越性,可保证电厂安全经济运行,节水效益明显。如果滤出浓水回流处理,可实现对外零排放。