鍋爐補給水傳統(tǒng)和膜法處理工藝的比較

葉小偉，華靜芳

(上海華電閔行能源有限公司，上海 201108)

0 引言

近年來，以超濾、反滲透(RO)、電解除鹽(EDI)為代表的膜分離技術(shù)作為新型的水處理應(yīng)用技術(shù)取得了跨越式的發(fā)展。膜分離技術(shù)用于電廠水處理系統(tǒng)，工藝簡單、運行維護方便、環(huán)境友好、產(chǎn)品水質(zhì)量穩(wěn)定可靠，受到普遍歡迎，在電力系統(tǒng)中得到了廣泛應(yīng)用。

1 傳統(tǒng)工藝和膜法工藝介紹

傳統(tǒng)的水處理技術(shù)主要采用預處理+陽床+陰床+混床的全離子交換工藝。通過多介質(zhì)過濾+活性炭過濾預處理地表水，用陽床+陰床+混床的全離子交換確保水質(zhì)穩(wěn)定達標。

膜法工藝是指超濾+RO+EDI的處理工藝，該工藝主要采用膜分離技術(shù)制取脫鹽水。超濾是在一定的壓力下，使大分子溶質(zhì)不能透過而小分子溶質(zhì)能透過一定孔徑的特制薄膜，使水得到純化的技術(shù)。RO是一種以壓力差為推動力，從溶液中分離出溶劑的技術(shù)，因為它和自然滲透的方向相反，故稱反滲透。EDI利用兩端電極高壓使水中帶電離子移動，并配合離子交換樹脂及選擇性樹脂膜以加速離子移動去除而進行深度除鹽。

2 傳統(tǒng)工藝和膜分離工藝特點對比

某項目一期建設(shè)260MW級燃氣－蒸汽聯(lián)合循環(huán)供熱機組，根據(jù)現(xiàn)有的熱負荷資料以及保證機組各項水汽質(zhì)量指標符合GB/T 12145—2008《火力發(fā)電機組及蒸汽動力設(shè)備水汽質(zhì)量》的相關(guān)規(guī)定，對該工程水源水質(zhì)進行取樣分析(2012年3月)，結(jié)果見表1。

對該項目一期工程的鍋爐補給水處理系統(tǒng)采用的傳統(tǒng)工藝和膜法工藝進行了比較。

表1 某工程水源水質(zhì)取樣結(jié)果

2．1 出水水質(zhì)

2種工藝都能滿足項目一期工程鍋爐補給水的水質(zhì)要求。傳統(tǒng)工藝出水濁度設(shè)計值≤3度，對污染指數(shù)(SDI)值無法控制，通常為3～4。膜法工藝出水SDI一般≤2，提高了系統(tǒng)的產(chǎn)水率。傳統(tǒng)工藝只能對有機物進行一定的去除，難以去除微生物，膜法工藝可以攔截有機物及細菌等微生物，可有效預防系統(tǒng)微生物的滋生，對水處理系統(tǒng)進行很好的保護，同時可減少殺菌劑用量。傳統(tǒng)工藝一般需設(shè)置混凝/助凝加藥裝置，增加了后續(xù)反滲透系統(tǒng)的污堵風險。

2．2 投資成本

該期工程按照初設(shè)階段的供熱負荷確定補給水量為120m3/h，最終都采用3×60 m3/h的設(shè)計方案，2種工藝的建設(shè)成本對比見表2。

表2 2種工藝的建設(shè)成本比較 萬元

由此分析:膜法工藝的設(shè)備購置費比傳統(tǒng)工藝高，但膜法工藝廠房占地面積是傳統(tǒng)工藝的1/2，車間凈高也低于傳統(tǒng)工藝，土建投資比傳統(tǒng)工藝低，總建設(shè)成本相差不大。

2．3 運行成本

從該項目的年運行小時、電費成本、當?shù)厮幤穬r格、樹脂價格、超濾及反滲透更換周期、生產(chǎn)定員等方面分析了膜法工藝和傳統(tǒng)工藝的運行費用，具體見表3。

表3 膜法工藝和傳統(tǒng)工藝運行費用 萬元/年

膜法工藝和傳統(tǒng)工藝都需要進行反洗。傳統(tǒng)工藝運行時需要使用混凝劑、助凝劑、殺菌劑等加藥系統(tǒng)，膜法工藝反洗需要酸、堿、殺菌劑等輔助加藥系統(tǒng)。經(jīng)分析比較，傳統(tǒng)工藝和超濾工藝運行成本基本相當。

2．4 占地面積

受預處理和離子交換的局限，傳統(tǒng)工藝多介質(zhì)+活性炭裝置的占地面積遠大于膜法工藝裝置的占地面積。一般情況下，膜法工藝裝置占地面積僅為傳統(tǒng)工藝裝置的50%左右。

2．5 操作穩(wěn)定性比較

傳統(tǒng)工藝和膜工藝都可實現(xiàn)自動運行。但多介質(zhì)、活性炭等濾料清洗維護工作量大，特別是活性炭在有機物吸附飽和后需進行活性炭的更換及再生。運行良好的膜法水處理系統(tǒng)可運行5年以上，而且不需要進行任何人力維護。同時，采用膜法工藝能有效減少設(shè)備的維護工作量，有利于系統(tǒng)穩(wěn)定運行。

3 結(jié)束語

傳統(tǒng)工藝有著設(shè)備占地面積大、系統(tǒng)操作維護頻繁復雜、出水水質(zhì)呈周期性波動的缺陷，而且需要投加絮凝劑和耗費大量的酸堿，不利于環(huán)境保護;同時，離子交換器多為直徑較大的罐體，體積大、質(zhì)量大，不便于運輸及安裝調(diào)試，施工周期長。膜法工藝從根本上降低了酸堿以及酸堿廢水的環(huán)境污染問題，且出水水質(zhì)穩(wěn)定、可靠，運行費用低，設(shè)備采用模塊化設(shè)計，可任意拆卸、組裝，配置靈活，安裝調(diào)試方便，運行維護和設(shè)備維修工作量少;設(shè)備結(jié)構(gòu)緊湊，占地少、質(zhì)量小，便于運輸和安裝調(diào)試;超濾和反滲透裝置均為撬裝設(shè)備，出廠前已進行了調(diào)試檢驗，大大減少了現(xiàn)場的安裝調(diào)試工作，縮短了施工周期。與傳統(tǒng)處理工藝相比，具有較大的經(jīng)濟、技術(shù)和環(huán)保優(yōu)勢。

因此，膜法工藝是一種先進且成熟的工業(yè)水處理工藝，在環(huán)保、可靠性、經(jīng)濟性等方面比傳統(tǒng)工藝更具優(yōu)勢，將逐漸取代傳統(tǒng)工藝。

［1］許振良．膜法水處理技術(shù)［M］．北京:化學工業(yè)出版社，2001．

［2］周柏青．全膜法水處理技術(shù)［M］．北京:中國電力出版社，2001．

［3］張葆宗．反滲透水處理應(yīng)用技術(shù)［M］．北京:中國電力出版社，2004．

［4］范茂軍，張東，傅金祥．粉末活性炭和超濾膜組合工藝深度處理黃浦江原水［J］．沈陽建筑大學學報:自然科學版，2006，22(5):799 －803．