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选取城市再生水作为循环冷却水补水的循环排污水处置工艺探求

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1 概述随着我国国民经济的急剧发展 ,作为重要基础帝豪国际vip.88出产的电力工业也维持着较高的增速 ,其中火力发电量占总发电量的80%以上;鹆Ψ⒌绯в盟空既ひ涤盟康40% ,在选取循环冷却水系统的火力发电厂中 ,循环冷却水系统用水量占整个电厂用水量的80%以上。由于火力发电厂用水量大 ,水的问题已成为北方地域建设、发展电力工业的造约成分。因而 ,北方地域选取城市再生水作为火力发电厂用水是必然趋向。提高循环冷却水浓缩倍率并对循环排污水进行回收利用 ,可有效降低发电综合水耗 ,降低运行成本。

循环冷却水的节水常选取高浓缩循环水处置技术 ,通过“加酸+阻垢”结合处置方式提高循环冷却水的浓缩倍率来实现。通常地域循环冷却火电厂的循环冷却水浓缩倍率达到3 以上 ,出格缺水地域火电厂的循环冷却水浓缩倍率可达4.5 以上。下表为某2×600MW 机组循环冷却水浓缩倍率与排污水量、补充水量的数据。

如上表所述:只管循环冷却水选取高浓缩倍率运行能够削减排污损失 ,但其补充水量还是很大的 ,这么巨大的用水量无论是抽取地下水还是从江河湖泊取水 ,均会占用贵重的水资源 ,如用城市再生水代替 ,将节约贵重的水资源 ,拥有优良的经济效益、环境效益和社会效益 ,且切合国度“节水减排”产业政策。城市再生水作为可再生利用的水资源 ,已经越来越被人们所意识。以城市污水处置厂的出水经深度处置后作为火电厂机组循环冷却水系统的补充水 ,从而代替地下水或地表水 ,技术上可行 ,在工程上很多电厂也已经实现。

2 循环冷却水对城市再生水的水质要求

2.1 城市二级污水处置厂出水达标排放尺度

城市二级污水处置厂出水排放尺度应达到GB18918《城镇污水处置厂传染物排放尺度》二级尺度或GB8978《污水综合排放尺度》中的一级尺度。如下表所示:


2.2 循环冷却水对城市再生水的水质要求

凭据中国电力工程照拂集团公司颁布的《再生水深度处置设计导则》 ,城市二级污水处置厂出水经深度处置后的再生水用于工业循环冷却水 ,其水质要求宜满足表2.2 水质尺度。


3 循环排污水回用处置技术论证

3.1 城市再生水回用于电厂循环冷却水系统存在的问题

通常来说 ,城市再生水中的残留传染物对发电厂安全出产组成风险的重要是有机物、氨氮、含盐量和碳酸盐硬度等。正常的污水厂二级处置出水CODcr 的含量通常在60mg/L~100mg/L 之间;氨氮含量在5mg/L~25mg/L 之间。这些指标均不能满足发电厂用水的最低尺度 ,必要进行深度处置后能力回用。城市再生水往往比本地天然水含有更多的溶化性盐类 ,补入电厂循环冷却水系统后 ,这些溶化盐分经浓缩后会导致循环冷却水系统结垢和侵蚀。为此 ,选取再生水作为补充水的循环水系统浓缩倍率不宜过高 ,宜节造在3.5 倍之内。

选取城市再生水作为循环冷却水补充水源的循环排污水成分复杂 ,处置难度大 ,重要表此刻:

(1)再生水残留的有机物容易在循环水系统中产生大量的粘泥 ,助长微生物 ,这些物质会随循环水排污而带出。

(2)为节造粘泥和微生物助长 ,必要加大量的杀菌剂 ,循环排污水含有残存的杀菌剂成分。

(3)为节造循环冷却水系统内设备及管路结垢 ,必要增长水质不变剂 ,使循环水排污水质成份变得越发复杂。

(4)再生水残留的氨氮容易在循环水系统中反硝化 ,亏损循环冷却水的碱度 ,容易导致循环排污水偏酸性。

(5)城市再生水往往比本地天然水含有更多的溶化性盐类 ,其循环排污水含盐量较高 ,有些电厂的排污水含盐量达到了4000mg/L 以上。

3.2 技术规划的论证

鉴于选取城市再生水作为循环冷却水补充水源的循环排污水比选取地下水系统的排污成分更复杂 ,我们在选择水工艺时要综合思考 ,两全规划的成熟靠得住性 ,也要思考先进的膜处置工艺 ,同时要两全规划经济性。

针对循环排污水含盐量的特点:应试虑脱盐处置措施 ,目前 ,用于脱盐的设备重要有:反渗入设备、离子互换器、盐水蒸发浓缩器。盐水蒸发浓缩器因造价太高 ,很少选取;而离子互换器固然成熟靠得住 ,但再生用酸碱量大 ,使用度高 ,也不常使用。反渗入作为成熟的脱盐工艺 ,拥有运行不变靠得住;?榛杓 ,占地面积;易实现自动节造等特点 ,但反渗入必要严格的预处置 ,以保障其进水水质和使用寿命。

在预处置工艺选择上 ,凭据目前工程现实利用情况 ,以超滤工艺为最佳。由于循环冷却水的补充水是选取城市再生水 ,其残留的有机物和循环冷却水助长的微生物对超滤运行的影响较大 ,为此 ,在选取城市再生水作为循环冷却水补充水源的电厂 ,其循环排污水处置工艺必须思考超滤的前处置和自身;ご胧 ,如设置机械加快澄清池、多介质过滤器、超滤前置过滤器、超滤进水杀菌、超滤反洗及化学洗濯等措施 ,以保障超滤的进水水质和使用寿命。

凭据现实工程经验 ,并通过现场工艺试验 ,下述工艺技术先进靠得住、经济可行:

循环排污水(1、2 号机组凝汽器出入口)→生水加热器(维持原水温度20℃~30℃)→机械搅拌加快澄清池(NaClO、PAC)→双介质(石英砂、无烟煤)过滤器→盘滤→超滤→反渗入(阻垢剂、盐酸、还原剂)→淡水箱。在满足机组及热网系统正常补水表 ,其余部门返回循环冷却水 ,用于改善循环冷却水质量。

3.3 设计参数的选择

思考到城市再生水经浓缩后的排污水拥有成分复杂、易结垢、易污堵膜系统等特点 ,在系统设计中参数的选择尤为沉要。预处置设施:宜选择“机械加快澄清池+多介质过滤器”工艺 ,并共同加絮凝剂(如聚合铝或聚合铁)、加杀菌剂(如次氯酸钠)结合处置。

3.3.1 预处置系统

(1)机械加快澄清池的上升流速≤0.60mm/s;

(2)多介质过滤器的运行流速≤10m/h;

(3)高效纤维过滤器的运行流速≤20m/h;

3.3.2 超滤系统

(1)超滤前应设置过滤精度100μm 的;す似 ,大局宜选择自洗濯丝网过滤器;

(2)超滤膜宜选择有大量利用业绩的进口超滤膜 ,膜材质宜有限选择PVDF;

(3)超滤膜通量宜选择≤60L/m2·h;

(4)超滤运行周期宜选择28min ,即每30min 反洗一次 ,反洗功夫2min;

(5)超滤宜设置化学加强反洗 ,化学加强反洗啊1~2 次/d ,选取碱氯洗河酸洗别离进行一次10min 的浸泡洗濯。

(6)超滤宜设置化学洗濯 ,每3 个月进行一次 ,选取碱洗、碱氯洗、酸洗三步洗濯。

3.3.3 反渗入系统

(1)反渗入膜宜选择抗传染膜;

(2)反渗入膜通量宜选择幼于蹬宗20L/m2·h;

(3)应凭据反渗入进水情况设置加酸、加阻垢剂、加还原剂、加非氧化性杀菌剂(凭据现实必要设置)等加药系统。

(4)反渗入的化学洗濯周期凭据进水情况和反渗入运行情况设置 ,凭据传染物有针对性地进行化学洗濯 ,洗濯周期不宜超过6 个月。

3.4 循环水排污回用处置系统产水回用点的选择

3.4.1 循环水排污经反渗入脱盐后 ,其产水水质较好 ,靠近一级除盐水 ,若是将产水用作锅炉补给水除盐系统的生水水源 ,能够极大地耽搁一级除盐和混床的再生周期 ,降低酸碱耗量 ,给电厂带来优良的经济效益。

3.4.2 循环水排污回用处置系统产水在满足锅炉补给水除盐系统的水量需要后还有渣滓的情况下 ,建议将渣滓的产水补入循环水系统 ,以实现循环水系统的旁流脱盐。

3.5 循环水排污回用处置系统产生的废水处置

3.5.1 机械搅拌澄清池排污水及多介质过滤器反洗排水可经过澄清过滤后回用。

3.5.2 循环水排污通常选取双膜法 ,超滤产生的重要废水有反洗水、浓排水及化学洗濯废水 ,反渗入产生的重要废水有浓排水、冲刷水及化学洗濯废水。超滤及反渗入化学洗濯废水经处置后用于灰场喷洒降尘 ,其余部门废水由于其浊度低、含盐量于循环冷却水一样 ,可回用于循环冷却水系统补水。

3.5.3 反渗入浓水处置方式有两种:在水质允许情况下 ,用作过滤器的反洗水;也可用于脱硫工艺用水。

4 事俘分析

4.1 北京京能热电股份有限责任公司循环排污水回用处置工程

4.1.1 工程概况

(1)日处置排污水量:7200t/d。

(2)电厂循环冷却水补充水源为城市再生水 ,再生水的重要水质指标:CODCr:11mg/L~20mg/L
悬浮物:1NTU~3NTU
含盐量:480mg/L~812mg/L
(3)循环水浓缩倍率:3.5 倍。

(4)循环水排污的重要水质指标:CODCr:22mg/L~35mg/L
悬浮物:10NTU~20NTU
含盐量:1000mg/L~1800mg/L.

(5)处置工艺:循环排污水→机械加快澄清池→多介质过滤器→叠片过滤器→压力式超滤→超滤产水箱→升压泵→保安过滤器→高压泵→反渗入→淡水箱。

(6)超滤设备:着力:128×4m3/h ,回收率:90%。超滤选用美国KOCH 公司出产的型号为的V1072-35-PMC 膜元件 ,膜通量设计选取60L/m2·h。

(7)反渗入设备:着力为120×2m3/h ,回收率:70~75%。反渗入选用美国DOW 公司出产的型号为BW30-365FR 膜元件。

(8)反渗入产水的用处:首先满足锅炉补给水处置系统用水需要 ,有余部门直接补入循环冷却水系统。

(9)项目于2007 年2 月竣工投产。

4.1.2 运行情况

4.1.2.1 超滤系统运行情况

从上图能够看出 ,在长达一年的运行中 ,超滤产水的SDI 值总体在1.5~2.5 之间颠簸 ,超滤产水齐全能满足反渗入入口水的水质要求。

从上图能够看出 ,在长达一年的运行中 ,超滤运行压差TMP 均匀3 个月就到设计值(1.5MPa) ,就应该;谢村 ,洗濯后的TMP 能复原到洗濯前的水平 ,化学洗濯周期为3 个月。

从上图能够看出 ,在长达一年的运行中 ,超滤人丁水CODMn 在5.8m/L~6.6m/L 之间 ,均匀为6.05mg/L。出口水CODMn 在5.35m/L~6.00m/L ,均匀为5.45mg/L。超滤CODMn 去除率为10%左右 ,注明超滤对有机物的去除率较低 ,有机物的去除必要依附前面的混凝过滤工艺。

4.1.2.2 反渗入系统

(1)反渗入系统配置:每套反渗入设计处置能力为120t/h ,按一级两段(20:12)分列 ,单套选取美国DOW 公司的BW30-365FR 抗传染膜192 支 ,膜通量设计选取18L/m2·h。

(2)2008 年反渗入运行情况

由于反渗入进水的SDI 在1.5~2.5 之间 ,且反渗入设计选用通量低 ,反渗入膜为抗传染膜 ,反渗入运行不变 ,脱盐率维持在97.5%以上 ,产水量根基维持在115~120t/h ,段间压差均匀3 个月上升1.5bar ,一年总共进行4 次化学洗濯 ,从洗濯循环液的色彩和垢样分析 ,反渗入传染重要体此刻有机物传染 ,洗濯后反渗入的段间压差能复原到原来的水平 ,产水量也能复原到设计值。

5 实现语

5.1 选取循环冷却水排污水作为化学水处置水源 ,出格是使用城市再生水作为循环冷却水补水的水源 ,必要通过现场试验选择确定水处置工艺 ,通常原水必要混凝澄清预处置工艺 ,去除大部门悬浮物和部门去除有机物 ,为后续水处置设备安全不变运行创造有利前提。建议节造机械搅拌澄清池出水浊度≤1NTU。5.2 在循环冷却水选择水质不变剂、缓蚀剂及杀菌灭藻剂时 ,思考与化学混凝澄清药剂、工艺相适应。在循环冷却水投加杀菌灭藻剂时 ,把稳循环冷却水浊度变动对混凝澄清的影响。凭据运行经验 ,循环冷却水杀菌灭藻剂不宜使用异噻唑啉酮。

5.3 凭据这类电厂的循环水排污水拥有高含盐量、高传染等个性 ,回收工艺宜采取“预处置+双膜法(即超滤膜+反渗入膜)”处置工艺处置 ,脱盐处置方式以反渗入规划最为经济。

5.4 为了保障系统运行安全不变 ,在膜通量选择上 ,超滤膜宜选择幼于蹬宗60L/m2·h ,反渗入膜宜选择幼于蹬宗20L/m2·h ,反渗入宜选用抗传染膜。为预防微生物对超滤、反渗入膜的传染 ,建议思考反渗入舷陆续增长非氧化性杀菌灭藻剂或定期选取非氧化性杀菌灭藻剂对反渗入膜进行化学洗濯。

5.5 脱盐后的淡水宜首吓酌作化学车间的锅炉补给水处置设备的给水 ,以进一步提高反渗入预脱盐处置的经济性。

5.6 选取循环冷却水排污水作为化学水处置水源 ,出格是使用城市再生水作为循环冷却水补水的水源 ,超滤选用美国KOCH 膜元件、反渗入选用美国DOW 抗传染膜元件是合理的。

参考文件:

[1] 水质尺度汇编 中国尺度出版社 2005.10
[2] 火力发电厂化学专业设计规程规范汇编 水处置专业信息网
[3] 再生水深度处置设计导则 中国电力工程照拂集团公司
[4] 北京京能热电石景山发电厂污水深度处置回用系统施工设计总注明 2006.8
[5] 工业水处置技术 海洋出版社。

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