海水淡化技術在電廠中的應用

摘 要：文章介紹和分析了海水淡化工藝在電廠中的應用現(xiàn)狀。該工程采用海水淡化工藝作為預除鹽技術，得到了很好的處理效果。海水淡化總產(chǎn)水量為200m3/h，出水電導率小于20μs/cm，總脫鹽率可以達到99%以上?？刂茀?shù)為：UF系統(tǒng)的運行周期為30分鐘，出水濁度在0.06～0.1NTU之間，一級反滲透RO的進水SDI<3，pH=6.8～7.3，ORP<250，其RO出水pH=8～8.5，出水水質穩(wěn)定，可以為除鹽系統(tǒng)提供穩(wěn)定的水源，極大限度的減輕了后續(xù)工藝的負荷。

關鍵詞：海水淡化技術；電廠；應用

巴基斯坦某電廠機組為一套560MW級燃氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電機組，由3臺PG9171E型燃氣輪機發(fā)電機、3臺余熱鍋爐和1臺汽輪發(fā)電機構成。鍋爐補給水系統(tǒng)由海水淡化預除鹽系統(tǒng)和后續(xù)除鹽系統(tǒng)組成。海水淡化系統(tǒng)總產(chǎn)水量為200m3/h，淡化出水電導率在20μs/cm以下，總脫鹽率可以達到99%以上，出水水質穩(wěn)定，完全可以達到海水預除鹽效果，為后續(xù)除鹽系統(tǒng)提供低電導率且水質穩(wěn)定的進水，有效地降低了后續(xù)除鹽系統(tǒng)的負荷，保證了其除鹽水水質。

1 海水淡化系統(tǒng)組成

海水→海水泵→澄清池→清水池→超濾進水泵→超濾保安過濾器→超濾膜組件→超濾產(chǎn)水箱→超濾水泵→5？滋保安過濾器→一級海水升壓泵→海水反滲透膜組件→一級反滲透水箱→二級淡水高壓泵→淡水反滲透膜組件→二級反滲透水箱→至后續(xù)化學除鹽系統(tǒng)

2 運行效果及分析

2.1 澄清池運行效果及分析

在進水中投加聚合硫酸鐵、聚丙烯酰胺和次氯酸鈉溶液。聚合硫酸鐵和聚丙烯酰胺主要是用來去除水中的懸浮顆粒和膠體物質，其加藥量根據(jù)反應區(qū)內(nèi)的絮凝體的生成情況和反應區(qū)內(nèi)的沉淀分離效果而定，保證反應區(qū)內(nèi)有大顆粒的礬花生成而易于沉淀，而又能保證沉淀區(qū)內(nèi)又無過量的細小礬花上浮影響出水水質。次氯酸鈉用來去除海水中有機物的污染，的投加量控制在澄清池的出水中的余氯量在0.1～0.2mg/L。

1#和2#澄清池的出水濁度均在0.15NTU以下，且水質穩(wěn)定，波動很小，達到了預期的處理效果。

2.2 UF運行效果及分析

經(jīng)過一段時間的連續(xù)運行，3套UF膜組件出水水質均處于穩(wěn)定狀態(tài)，在連續(xù)運行的50天里，3套UF組件的運行效果相差不大，出水濁度均在0.06～0.11之間，具有良好的出水水質。在周期反洗時，由上排門和下派門排放的氣洗水呈黃色，表明氣液混合擦洗具有較好的清洗效果，也同樣表明UF膜具有良好的分離效果，能夠從給水中分析出細小的懸浮顆粒物質。其進水壓力控制在1.6～1.8bar之間，跨膜壓差<0.5MPa。

2.3 RO運行效果分析及參數(shù)控制

2.3.1 運行效果

反滲透系統(tǒng)的運行效果主要通過出水電導率來進行評價。一級反滲透在脫鹽處理中起到主要作用，能量回收裝置的出水壓力高達6.5MPa，二級反滲透在一級的基礎之上繼續(xù)脫鹽，壓力為2.5MPa。海水經(jīng)過反滲透膜組件的處理后，出水的電導率很低，表明大部分的離子得到了去除，硬度也到了有效地去除，二者的去除率均在99%以上，到達了預期的處理效果。

2.3.2 運行控制參數(shù)控制

為了保證反滲透系統(tǒng)的安全運行，在運行過程中要嚴格控制各種參數(shù)，具體見表1。

表1 海水淡化系統(tǒng)主要控制參數(shù)表

由表1可以看出，各種運行參數(shù)控制均需要控制在一定的范圍內(nèi)。

（1）SDI值

該系統(tǒng)反滲透進水中SDI值控制3以下，當進水的SDI值大于3時，立即停止運行RO系統(tǒng)。打開一級RO前置保安過濾器的排污門，進行對外排放，同時檢查超標原因，例如：保安過濾器、UF水箱及UF出水SDI的情況，采取相應的應對措施。當SDI滿足進水要求后，方可再啟動RO系統(tǒng)運行。運行過程中，每3天測定一次SDI值，進水SDI在0.7～0.9之間，滿足進水標準，同時表明前續(xù)裝置運行狀況穩(wěn)定，水質水質穩(wěn)定。

（2）溫度

一級反滲透膜組件在運行運行過程中要注意溫度對膜組件的影響，1#一級反滲透膜組件在運行的前17天里，進水的溫度較高，在29.5攝氏度以上，出水的電導率也較高，在400～700μs/cm，而且波動性較大，脫鹽率維持在98%～99%之間。當進水的溫度有所下降，在29.5℃以下時，出水電導率明顯呈現(xiàn)出下降的趨勢看，而脫鹽率也明顯升高，而且波動較小，出水水質保持穩(wěn)定。2#一級反滲透膜組件的運行情況與1#膜組件一致，在溫度較高時，出水呈現(xiàn)出低脫鹽率和高電導率的變化趨勢，低溫度時的出水情況與之相反。

溫度除了影響RO系統(tǒng)的脫鹽率，同時是影響回收率的主要因素。當溫度升高時（設計參考值為25℃），膜的水通量會上升，溫度每升高1攝氏度，水通量會上升2～3%，也可以用下式進行計算。

QT=1.03T-25×Q25

QT-RO膜在T溫度下的產(chǎn)水量

Q25-RO膜在25℃水溫下的產(chǎn)水量

T-RO系統(tǒng)進水水溫℃

所以當水溫升高后，RO膜的水通量會升高，系統(tǒng)的回收率會顯著提高回收率應控制在設計值范圍內(nèi)，回收率過高表明在相同的反滲透壓力下，膜組件的產(chǎn)水量上升，而濃水量相對下降。濃水的流動性下降，長時間運行將會在膜表面出現(xiàn)嚴重的濃差極化現(xiàn)象，導致大量析出的鹽類物質沉積在RO膜表面，造成嚴重的結垢；同時，水通量上升也表明水中離子通過膜孔徑的數(shù)量增多，堵塞RO膜孔徑的幾率也會大大增加，長時間運行將會導致膜阻塞，造成不可修復的損傷。

（3）ORP

進水中ORP含量高低直接代表了氧化劑的量，澄清池和UF膜組件均有次氯酸鈉加藥處理，但進水中的余氯量應控制在0.1mg/L以下，保證RO膜不被余氯所氧化。過高含量的余氯會使RO膜的酰胺鍵被氯化，破壞膜內(nèi)氫鍵，導致其膜的性能下降，造成不可修復性的損傷，系統(tǒng)的脫鹽率隨之下降。ORP值通?？刂圃?50以下，主要通過向進水中加入NaHSO3進行控制。

3 結束語

該海水淡化系統(tǒng)經(jīng)過幾個月的連續(xù)運行，可以達到預期的處理效果，出水的電導率在20μs/cm以下，總脫鹽率在99%以上，可以為后續(xù)的除鹽系統(tǒng)提供低電導且水質穩(wěn)定的水源。在運行過程中，要嚴格控制UF和RO膜組件的控制參數(shù)，保證其安全穩(wěn)定地運行。定期檢查系統(tǒng)內(nèi)的前置過濾器及各加藥系統(tǒng)的工作情況，及時調整，使其處于最佳的工作狀態(tài)，才能使海水淡化系統(tǒng)處于良好的工作狀態(tài)。

參考文獻

[1]鐘素紅，衣守志，李超.海水淡化預處理技術的現(xiàn)狀及發(fā)展[J].海湖鹽與化工，2005，35（1）：27～30.

[2]葉耀先，顧芳.海水淡化及其產(chǎn)業(yè)發(fā)展[J].科技導報，1996，9：59～61.

[3]杜慧玲，馮世宏，王建中.反滲透海水淡化的預處理技術研究進展[J].天津化工，2004，18（6）：12～14.