全膜法水處理技術(shù)制備火力發(fā)電廠鍋爐補(bǔ)給水的應(yīng)用

摘 ? ?要：此次研究主要是探討全膜法水處理技術(shù)制備火力發(fā)電廠鍋爐補(bǔ)給水的應(yīng)用，詳細(xì)論述了全膜法水處理技術(shù)在補(bǔ)給水工藝不同處理單元當(dāng)中的控制要點(diǎn)，分析各單元運(yùn)行期間所產(chǎn)生的各項(xiàng)問題，并且提出針對(duì)性的解決措施。按照研究結(jié)果表明，全膜法水處理系統(tǒng)具有較高的可靠性，便于應(yīng)用和管理，比較滿足電廠鍋爐補(bǔ)給水的要求。

關(guān)鍵詞：全膜法水處理技術(shù);火力發(fā)電廠;鍋爐補(bǔ)給水;應(yīng)用分析

中圖分類號(hào)：TM621.2 ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A ? ? ? ? ? ? ? 文章編號(hào)：1004-7344（2019）03-0078-02

全膜法水處理技術(shù)有效結(jié)合了離子交換技術(shù)，電滲析技術(shù)和膜分離技術(shù)。因此該項(xiàng)技術(shù)既可以處理單一使用電滲析技術(shù)無法深度脫鹽的不足，還可以解決離子交換混床水處理技術(shù)無法持續(xù)工作運(yùn)行的問題，全膜法水處理技術(shù)被廣泛應(yīng)用于火力發(fā)電廠，電子，制藥等行業(yè)[1]。此次研究主要是在火力發(fā)電廠鍋爐補(bǔ)給水中應(yīng)用全膜法水處理技術(shù)，希望可以對(duì)相關(guān)人員起到參考性價(jià)值。

1 ?水質(zhì)與工藝流程分析

此次所研究的火力發(fā)電廠供水水源主要來源于附近水庫，在經(jīng)過全膜法技術(shù)處理之后作為鍋爐補(bǔ)給水。水源硬度為1.15mmol/L，電導(dǎo)率為278μS/cm，總堿度為1.15mmol/L，該水源水質(zhì)屬于低濁度水。圖1為全膜法水處理工藝流程，設(shè)計(jì)總產(chǎn)水量為298t/h。

從圖1可以看出，預(yù)處理主要采用高密度澄清池、多介質(zhì)過濾器、超濾設(shè)備和碟片過濾器。其中，過濾時(shí)間主要控制多介質(zhì)過濾器運(yùn)行周期，碟片過濾器系統(tǒng)的反洗信號(hào)為進(jìn)出口壓差和運(yùn)行時(shí)間，反洗和過濾的自動(dòng)切換則需要利用控制模塊裝置實(shí)現(xiàn)。超濾采用全自動(dòng)控制機(jī)制，其運(yùn)行方式為定時(shí)間，定流量自動(dòng)反洗循環(huán)方式[2]。預(yù)脫鹽系統(tǒng)主要應(yīng)用二級(jí)反滲透裝置，第一級(jí)膜組件水回收率為75%，第一級(jí)膜組件水回收率為90%。

2 ?工藝特點(diǎn)分析

2.1 ?預(yù)處理系統(tǒng)

在初期設(shè)計(jì)期間，預(yù)處理系統(tǒng)主要包括超濾裝備、碟片過濾器和高密度澄清池。然而由于機(jī)械攪拌澄清池出水水質(zhì)無法滿足標(biāo)準(zhǔn)要求，會(huì)使超濾膜和碟片過濾器出現(xiàn)堵塞情況，增加進(jìn)出口壓差，影響系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定。導(dǎo)致該種現(xiàn)象的原因主要是由于水質(zhì)為低溫低濁水，高密度澄清池的凈化難度比較高。其次，在設(shè)計(jì)期間僅僅注重水質(zhì)當(dāng)中的鐵含量，沒有全面分析運(yùn)輸距離的影響因素，導(dǎo)致在進(jìn)入高密度澄清池后，水體中全鐵質(zhì)量濃度達(dá)到1.1mg/l。在改造高密度澄清池之后增設(shè)多介質(zhì)過濾器，可以形成全新預(yù)處理工藝，出水水質(zhì)滿足要求。

2.2 ?反滲透處理單元

反滲透處理單元主要是由反滲透裝置所形成的預(yù)脫鹽系統(tǒng)。一級(jí)反滲透對(duì)于氯化鎂，氯化鈣和氯化鈉的脫除率能夠達(dá)到95%，還可以將細(xì)菌，微生物和有機(jī)物去除。二級(jí)反滲透可以將細(xì)菌，微生物，有機(jī)物，無機(jī)鹽等物質(zhì)去除，脫鹽率能夠超過93%。

將保安過濾器安裝在反滲透裝置之前，這樣可以在預(yù)處理之前加某些雜質(zhì)顆粒去除，主要是由于顆粒經(jīng)過反滲透高壓泵處理之后，會(huì)對(duì)反滲透膜組件造成擊穿影響，進(jìn)一步出現(xiàn)串水和鹽漏問題，對(duì)出水水質(zhì)造成極大影響[3]。為了避免出現(xiàn)大量微生物，需要將次氯酸鈉添加在超濾系統(tǒng)當(dāng)中，然而由于含有次氯酸鈉的水體會(huì)氧化物反滲透膜元件，因此需要將還原劑添加到反滲透裝置進(jìn)水口，將水中富余氯去除[4]。將阻垢劑加入的粉滲透裝置進(jìn)水口，能夠?qū)Ψ礉B透裝置結(jié)垢問題進(jìn)行抑制，確保其運(yùn)行穩(wěn)定性。

2.3 ?電去離子裝置

電去離子裝置主要采用卷式膜單元，操作電壓在93V左右，在操作過程中，需要將電流控制在45A左右。

3 ?運(yùn)行效果分析

從此次運(yùn)行效果可以看出，該系統(tǒng)的超濾進(jìn)水濁度在0.5～3.5NTU之間，出水濁度小于0.3NTU。抽樣檢測(cè)超濾產(chǎn)水的污泥密度指數(shù)小于2。按照運(yùn)行情況可以看出，超濾進(jìn)水化學(xué)需氧量和出水化學(xué)需氧量分別在8mg/L和3mg/L左右，化學(xué)需氧量的去除率可以達(dá)到63%。超濾進(jìn)水總鐵與出水總鐵分別為23μg/L和2μg/L，鐵去除率超過90%。從上述分析可以看出，超濾系統(tǒng)初始水質(zhì)滿足要求。

脫鹽率可以表示反滲透脫鹽效果，在工程當(dāng)中主要使用電導(dǎo)率作為含鹽量指標(biāo)對(duì)脫鹽率進(jìn)行計(jì)算。

從圖1可以看出，一級(jí)反滲透產(chǎn)水電導(dǎo)率在6.8～8.9μS/cm，二級(jí)反滲透在0.6～0.8μS/cm。反滲透系統(tǒng)出口水的電導(dǎo)率通常在295μS/cm，因此一級(jí)反滲透脫鹽率超過97%，二級(jí)凡滲透低于93%，該種現(xiàn)象的原因主要是由于水體當(dāng)中的含鹽量比較低，因此，一級(jí)反滲透的除鹽效果通常都會(huì)超過95%，二級(jí)反滲透電導(dǎo)率比較低，這樣就導(dǎo)致其脫鹽率無法滿足要求。

4 ?系統(tǒng)運(yùn)行期間存在的問題和解決措施

（1）水錘效應(yīng)。系統(tǒng)在實(shí)際運(yùn)行期間超濾反洗進(jìn)水管道出現(xiàn)破裂問題破裂，導(dǎo)致該種現(xiàn)象的原因主要是由于反洗水泵和進(jìn)水閥門開關(guān)順序不合理所造成的水錘效應(yīng)。在改進(jìn)期間需修改開關(guān)時(shí)序，先開啟閥門后再開啟泵，先關(guān)閉泵后再關(guān)閉閥門，這樣能夠有效消除水錘效應(yīng)。在改進(jìn)之前開關(guān)時(shí)序主要為了保護(hù)泵，在開啟泵期間會(huì)瞬間啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)，增加電機(jī)電流[5]。若泵出口開啟度比較大，則會(huì)使電動(dòng)機(jī)超負(fù)荷運(yùn)行，增加啟動(dòng)電流和運(yùn)行電流，電動(dòng)機(jī)容易出現(xiàn)燒毀故障。

（2）加藥泵出力不足。系統(tǒng)在運(yùn)行期間反滲透進(jìn)出口差壓上升。導(dǎo)致該種現(xiàn)象的原因主要是由于加藥泵出力不足，降低阻垢劑效果，導(dǎo)致反滲透裝備結(jié)垢。在進(jìn)行處理之后提升加藥泵出力，系統(tǒng)恢復(fù)正常運(yùn)行。從以上問題可以看出，系統(tǒng)在日常運(yùn)行期間需要注重跟宗教對(duì)足夠劑加藥泵出力。

（3）余氯超標(biāo)。電去離子裝置進(jìn)水里余氯超標(biāo)，該項(xiàng)問題不僅會(huì)導(dǎo)致離子交換樹脂出現(xiàn)破碎情況，升高進(jìn)出水壓差，降低產(chǎn)水量，還會(huì)對(duì)短膜組件的使用壽命造成影響。為了避免出現(xiàn)該類問題，需要定期校驗(yàn)煩滲透入口安裝的氧化還原電位儀。

（4）電去離子裝置產(chǎn)水量和水回收率。電去離子裝置在運(yùn)行期間平均產(chǎn)水量在每小時(shí)54.4m2，排水量為每小時(shí)4m2，極水排放量在每小時(shí)1.5m2。水平均回收率為91.5%。盡管產(chǎn)水量沒有達(dá)到相關(guān)要求然而卻不能提升水回收率來達(dá)到相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。這主要是由于增加回收率會(huì)減少濃水流量，相應(yīng)增加濃水室離子濃度，使?jié)馑页霈F(xiàn)結(jié)垢問題。也不能通過提升水回收率來增加水循環(huán)系統(tǒng)電導(dǎo)率。

（5）電去離子系統(tǒng)淡水室和濃水室的壓降問題。電去離子系統(tǒng)在運(yùn)行過程中淡水進(jìn)水壓力在0.26MPa，濃水進(jìn)水壓力在0.19MPa。盡管進(jìn)口壓力滿足平衡要求，但在實(shí)際運(yùn)行期間也需要對(duì)濃水室和淡水室之間的壓降問題進(jìn)行控制，避免濃水內(nèi)漏到產(chǎn)品水當(dāng)中。在系統(tǒng)運(yùn)行期間還需要將淡水壓力控制在高于濃水壓力之上，若淡水室和濃水室之間的壓差在0.03MPa以下，將會(huì)導(dǎo)致濃水滲流到淡水側(cè)。若兩者之間的壓差大于0.07MPa，則會(huì)導(dǎo)致離子交換膜變形。

5 ?結(jié)束語

綜上所述，在火力發(fā)電廠應(yīng)用全膜法水處理工藝，有效聯(lián)合電去離子裝置，二級(jí)反滲透裝置和超濾裝置，可以在一定程度上提升機(jī)組運(yùn)行效率。通過此次研究可以看出，全膜法水處理工藝運(yùn)行過程比較可靠，具有較高的經(jīng)濟(jì)性和環(huán)保性，便于后期管理，產(chǎn)水電導(dǎo)率和硬度滿足鍋爐補(bǔ)給水要求，因此全膜法水處理技術(shù)將成為火力發(fā)電廠鍋爐補(bǔ)給水的主要水處理技術(shù)，值得推廣使用。

參考文獻(xiàn)

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收稿日期：2018-12-6

作者簡(jiǎn)介：潘秀奎（1980-），男，壯族，廣西平果人，化水工程師，主要從事發(fā)電廠化水專責(zé)工作。