袋式過濾器在電廠鍋爐補給水處理應(yīng)用的研究

李權(quán)耕，鄭洪義，周乃康，尤姍姍

(1.國家電投集團電站運營技術(shù)(北京)有限公司，北京 102209；2.內(nèi)蒙古錫林郭勒白音華煤電有限責(zé)任公司赤峰新城熱電分公司，內(nèi)蒙古 赤峰 024000)

隨著水資源的匱乏和用水成本的升高，將中水回用于火電廠作為鍋爐補給水的原水，具有明顯的社會、經(jīng)濟和環(huán)境價值[1]。超濾具有透水量高、分離效率高、占地面積少及運行管理簡單等技術(shù)優(yōu)勢，在發(fā)電廠水處理領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用[2-3]。但由于中水雜質(zhì)較多、成分復(fù)雜，火電廠鍋爐補給水原水改為中水后，會對超濾系統(tǒng)的運行產(chǎn)生影響。賈建波[4]對某電廠超濾(UF)系統(tǒng)進水水源改為中水對超濾系統(tǒng)運行影響的研究表明，使用中水后UF系統(tǒng)的跨膜壓差升高了30%。商繼鵬[5]研究表明，山西瑞光熱電廠改用中水后出現(xiàn)超濾膜、保安過濾器濾芯嚴重污堵的現(xiàn)象。

蒙東地區(qū)某火電廠化學(xué)制水流程為污水廠中水管線→機械加速澄清池→變孔隙濾池→除碳過濾器→超濾保安過濾器→超濾→反滲透保安過濾器→反滲透→陽離子交換器→陰離子交換器→混合離子交換器，其中超濾系統(tǒng)分為3個系列。電廠投入商業(yè)運行后，水源由市政自來水變?yōu)槲鬯畯S中水，出現(xiàn)超濾系統(tǒng)產(chǎn)水速率下降嚴重的問題，且超濾系統(tǒng)運行壓差升高明顯，增加了電能消耗。

袋式過濾器具有高效、運行成本低、占地面積小、設(shè)備簡單、易改造等特點，已經(jīng)在生活飲用水和水產(chǎn)養(yǎng)殖水處理領(lǐng)域得到應(yīng)用[6-7]。

1 試驗部分

該廠超濾系統(tǒng)來水經(jīng)保安過濾器(孔徑100 μm)前處理后，再經(jīng)超濾系統(tǒng)處理，產(chǎn)水進入后續(xù)處理工藝。研究人員在1號超濾系列前加裝孔徑為50 μm的袋式過濾器，對比1號超濾系列和2號超濾系列的產(chǎn)水速率，分析袋式過濾器進水和出水，分析超濾系列的運行成本，研究袋式過濾器對超濾產(chǎn)水速率、運行經(jīng)濟性的影響。

超濾膜是北京坎普爾公司生產(chǎn)的PVDF卷式膜，膜型號為CPO-1060。試驗試劑為哈希COD測試包，超純水為實驗室自制，電導(dǎo)率小于4 μS/cm。采用紫外可見分光光度計(DR 5000)檢測水樣COD，采用便攜式濁度儀檢測水樣濁度(2100Q)。

2 結(jié)果與討論

2.1 袋式過濾器對超濾系統(tǒng)產(chǎn)水速率的影響

將1、2號超濾系列進行化學(xué)清洗后，每日運行10 h至第15天，研究單個布袋過濾器運行周期內(nèi)1、2號超濾系列產(chǎn)水速率，結(jié)果見表1。加裝袋式過濾器對超濾系列的產(chǎn)水速率有明顯提升作用，1、2號超濾系列經(jīng)化學(xué)清洗后初始產(chǎn)水速率基本相同，分別為105 t/h和108 t/h。從第3天開始，1號超濾系列產(chǎn)水速率大于2號超濾系列的產(chǎn)水速率，且隨運行時間增長差值越大，從第3天的3.2%升到第15天的24%。

表1 超濾系列產(chǎn)水速率隨時間變化情況

2.2 袋式過濾器入口、出口水質(zhì)隨時間變化的研究

袋式過濾器運行周期為15天，分別在第2天、第5天、第9天、第13天取袋式過濾器入口、出口水樣，分析濁度和COD(Mn)。濁度和COD(Mn)隨運行時間變化分別見表2和表3。袋式過濾器在運行第2天對濁度的去除率為45%，隨著運行時間增長，去除率下降，運行第13天對濁度的去除率為18%。袋式過濾器在運行第2天對COD(Mn)的去除率約為28%，隨著運行時間增長，去除率下降，運行第13天對濁度的去除率為11%。袋式過濾器可改善超濾系列入口水質(zhì)，減小水中顆粒質(zhì)量濃度，緩解超濾膜污染和產(chǎn)水通量下降。

表2 水樣濁度(NTU)隨袋式過濾器運行時間變化情況

表3 水樣COD(Mn)隨布袋過濾器運行時間變化

2.3 袋式過濾器對超濾系列化學(xué)清洗成本和用水的影響

1號超濾系列化學(xué)清洗周期為90天，單次化學(xué)清洗成本為12 000元，單次清洗消耗除鹽水50 t，袋式過濾器布袋15天更換1次，單次更換成本為600元，1號超濾系列化學(xué)清洗及布袋更換年成本共計約為63 120元；2號超濾系列化學(xué)清洗周期為60天，單次化學(xué)清洗成本為12 000元，單次清洗消耗除鹽水50 t，2號超濾系列化學(xué)清洗年成本約72 000元；加裝布袋過濾器的超濾系列年化學(xué)清洗成本比未加裝布袋過濾器的超濾系列低12%，年節(jié)水100 t。

3 結(jié)束語

采取袋式過濾器作為火電廠補給水處理系統(tǒng)中超濾前處理工藝，可改善超濾系列入口水質(zhì)，減小水中顆粒質(zhì)量濃度，緩解超濾膜污染。有效提升超濾產(chǎn)水速率、減少清洗成本，緩解以中水作為原水的影響。