文章來源:志恒環保 作者:志恒環保 發布時間:2019-05-27 19:10:33 瀏覽次數:0
電廠化學水處理排水中,反滲透濃排水約45×104t/a,占化學水處理排水的70%。反滲透系統的濃水大量排放,不僅造成水資源浪費,而且給企業帶來很大的廢水排放壓力。將反滲透濃排水回用為循環水補水,年節約循環水45×104t,年節約生產成本260×104元,具有十分重要的經濟和環保效益。
反滲透水處理技術因具有脫鹽率高、操作簡便和對環境污染小的優點被廣泛應用于水處理中。電廠排水主要有循環水排水和化學水處理排水兩部分?;瘜W水處理排水中,反滲透濃排水約45×104t/a占化學水處理排水的70%。反滲透系統的濃水大量排放,不僅造成水資源浪費,而且給企業帶來很大的廢水排放壓力。因此,合理利用反滲透濃排水,實現廢水回用,具有十分重要的經濟和環保效益。
大慶油田電力集團宏偉熱電廠化學分廠共有6列反滲透,設計出力為一期4列120 t/h和二期2列100 t/h。為了避免反滲透設備的頻繁啟停,同時為了冬季防凍,當除鹽水補水小于110 t/h時,6列反滲透均采取靜壓運行方式;當除鹽水補水在110~150 t/h時,啟動1列反滲透,其余5列靜壓運行;當除鹽水補水在150~200 t/h時,啟動2列反滲透,其余4列靜壓運行。反滲透在運行過程中濃水總排放量約60~80 t/h,通過對不同運行方式下反滲透濃水指標的分析,考慮反滲透濃水回用,作水塔循環水補水是完全可行的。
1 可行性分析
1.1 反滲透濃水特點
裝配式建筑墻體在變電站中的實際應用還有很多不足,未完全實現工廠化預制,現場還存在較多的組裝和二次飾面裝修工作量。要真正實現裝配式的理念,今后還應在變電站建設中加大新材料的研究、推廣和應用。
表1 反滲透入口水水質
2)反滲透濃水是經過RO裝置的出水,含鹽量雖然較高,但有害離子如重金屬、氨氮、亞硝酸鹽等含量不高,色度和濁度幾乎為零,有機物含量很低。
3)反滲透靜壓運行狀態產品水回收率(約65%)低于高壓泵啟動運行狀態(75%),因而靜壓運行時的濃水含鹽量低于高壓泵啟動運行狀態。因受除鹽水補水量的影響,長期以來該廠RO運行方式為6列靜壓運行,或1列啟動其余5列靜壓運行。
反滲透靜壓運行狀態與高壓泵啟動運行狀態濃水指標見表2、表3。
表2 靜壓運行濃水指標
注:產品水率65%濃水流量按單臺計。
表3 啟動高壓泵運行時濃水指標
注:產品水率75%濃水流量按單臺計。
1.2 反滲透濃水回收的可行性
1.2.1 反滲透濃水無結垢傾向
為了防止反滲透膜結垢,在原水進入反滲透裝置之前,先經過弱酸陽離子交換器除去硬度和部分堿度,這種方法有效的防止了無機鹽在設備和管道中結垢。弱酸陽離子交換器出口水經過反滲透裝置后,雖然大部分鹽分被截留在濃水中,但濃水中的硬度含量依然很低,這樣的濃水不會在回用的管道中結垢,因而具有回收的可行性。
1.2.2 混合循環水補水水質較好
反滲透濃排水總量約60~80 t/h,包括5列靜壓運行的濃水和1列啟泵運行的濃水。宏偉熱電廠循環水補水量冬季為120~180 t/h,春秋季為300~350 t/h。因此,即使RO濃排水全部用于循環水補水,在數量上也不能滿足要求,還需要補充循環弱酸陽離子交換器出口水,混合后作為循環水補水。春秋季和冬季,RO濃排水分別占循環水總補水量的53%和25%。
表4 循環冷卻水水質要求
循環水補水對水質的要求:一是控制硬度、堿度,防止碳酸鹽結垢;二是控制氯離子含量,防止發生腐蝕。參照表4中的循環冷卻水水質要求[2],混合濃水后的循環水補水各項指標均遠遠低于要求,完全可以作為循環水補水回用。
2 濃水回收方案設計
2.1 濃水回用補水系統
反滲透濃水回用是將其作為循環水補水。由于反滲透濃排水本身具有一定的壓力,因此不需要外加升壓設備,只需將一、二期反滲透濃排水總管與循環水補水出口管連接,見圖1。
2.2 合理調整濃水補水量
1)反滲透濃水是經反滲透膜分離出75%淡水后的濃縮水,濃水的堿度、硬度、氯離子、總固體含量均是入口水的3倍[1]。宏偉熱電廠反滲透入口水(表1)是經高效過濾器及弱酸陽離子交換器處理后的產品水,含鹽量較低,所以濃排水的含鹽量一般小于800 mg/L。
2.3 混合濃水后的循環水高濃縮倍率運行方式
2.3.1 超聲波除垢
混合濃水的循環水水質在有超聲波除垢裝置的循環水系統中,無需任何處理,完全可以滿足高濃縮倍率的運行要求。
2.3.2 硫酸加水質穩定劑
在沒有超聲波除垢裝置的循環水系統中,混合濃水后的循環水水質由于堿度稍高,采用硫酸加水質穩定劑的處理方法,可使循環水在高濃縮倍率下運行。
2.3.3 通過現場試驗確定混合補水后的濃縮倍率
混合濃水的循環水水質由于堿度稍高,在現運行方式下,要保持高濃縮倍率運行,需要加入硫酸降低循環水堿度,通過試驗確定濃縮倍率。
3 經濟效益分析
回用濃水按生水計,單價5.65元/t,濃水年排放量45×104t,年節約補水費254.25×104元;中和池排水泵功率30 kW,出力70 t/h,電價0.3448元/kWh,年節約電費7.66×104元,年總節約費用約260×104元。
4 結論
通過分析反滲透濃水指標,說明反滲透濃水用做水塔循環水補水是完全可行的,既能廢水利用,又能確保熱力設備安全經濟運行。反滲透濃水回用,是企業在水資源利用和環境保護方面的巨大進步,循環水總運行成本及廢水排放成本明顯降低,具有顯著的經濟效益和社會效益。
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