国产反渗透膜在热电厂锅炉补给水项目应用
反渗透技术是近年来新兴的水处理技术，具有除盐率高、适应水质范围广、环保、占地面积小、自控操作强等特点，在海水淡化、苦咸水脱盐、纯水制备等方面得到广泛应用，纯水，并产生了重大的社会效益和经济效益。近年来在电力行业的锅炉补给水预脱盐方面应用较为广泛 [3, 4]。
北方某大型热电厂装机2台30万kW机组，除向网内供电外，还承担当地1个行政区的供暖任务，锅炉补给水的需求量很大。该电厂地处黄河沿岸，取黄河水经简单机械过滤和投加sha菌剂后进入电厂化水车间进行预处理，采用反渗透预脱盐、离子交换树脂深度脱盐后用作锅炉补给水，有效保证了电厂的稳定运行，带来良好的社会和经济效益。
1 进水水质
该热电厂选用当地自来水作为水源，自来水厂选用黄河水，经过机械过滤及投加sha菌剂后进入供水管网，但当地黄河水受到上游不同程度的污染，虽经过自来水厂处理，仍存在较高COD、有机物、胶体及悬浮物等，同时水中总硬度、碱度及硫酸根等较高。具体水质数据如表1所示。
2 水处理系统
整个水处理系统分为预处理系统、反渗透预脱盐系统和离子交换深度除盐系统，终除盐水进入供水管网。预处理系统由盘式过滤器+在线sha菌+超滤系统组成，主要通过盘式过滤器和超滤系统去除水中的泥沙颗粒、悬浮物、胶体，连续投加非氧化性sha菌剂去除微生物，避免发生微生物污染，满足反渗透的进水条件。反渗透系统主要起到预脱盐的功能，由保安过滤器、加药系统、反渗透膜堆以及反渗透清洗系统组成，在保安过滤器之前添加阻垢剂和还原剂，分别防止反渗透系统发生结垢和氧化，保证反渗透系统长期稳定运行。离子交换系统由阳床、阴床、混床和再生系统组成，除盐水经泵加压进入供水管网。具体水处理流程如图1所示。笔者着重介绍反渗透系统的运行情况。
图1 工艺流程
3 反渗透系统介绍
该热电厂的反渗透系统共4组，单组系统设计为一级两段：(6∶4)×6排列，锅炉软水，单组共60 支膜元件。该热电厂此前使用的是国外知名品牌膜元件，使用2 a后产水脱盐率下降明显，产水水质较差，导致离子交换系统再生周期短，药剂用量大，运行成本高。此次更换膜元件选用VONTRON公司的抗污染反渗透膜，该膜元件适用于中水回用、地表水处理等高污染水源，使用寿命长，同时更易清洗。抗污染膜元件性能参数如表2所示。
4 反渗透系统的运行情况
更换膜元件后系统连续稳定运行，运行效果较好，为电厂提供了稳定的合格除盐水。电厂有效利用了该厂的余热资源，保证进水温度一直维持在20 ℃左右;系统的运行压力一直在1.2 MPa以下，进水电导率维持在900~1 200 μS/cm，产水电导率始终在20 μS/cm以下，系统脱盐率在98.5%以上;系统平均产水量在40 m3/h左右，回收率在75%左右波动，满足供水要求。2014年1—3月对反渗透系统运行情况进行记录，系统进水流量、产水流量和回收率随时间变化情况如图2所示。
4 反渗透系统的运行情况
更换膜元件后系统连续稳定运行，运行效果较好，为电厂提供了稳定的合格除盐水。电厂有效利用了该厂的余热资源，保证进水温度一直维持在20 ℃左右;系统的运行压力一直在1.2 MPa以下，进水电导率维持在900~1 200 μS/cm，产水电导率始终在20 μS/cm以下，系统脱盐率在98.5%以上;系统平均产水量在40 m3/h左右，回收率在75%左右波动，满足供水要求。2014年1—3月对反渗透系统运行情况进行记录，系统进水流量、产水流量和回收率随时间变化情况如图2所示。
从图2可以看出，系统的回收率非常稳定，一直在75%左右，保证了水资源利用率;系统初产水流量在45 m3/h左右，后期由于用水量下调，调低高压泵频率，降低了进水流量，系统产水流量在40 m3/h左右。总之，反渗透系统一直稳定运行。系统进水、产水电导率和系统脱盐率随时间变化情况如图3所示。
图3 系统产水、进水电导率和系统脱盐率随时间变化情况
#p#分页标题#e#由于季节变化，系统的进水电导率在900～1 200 μS/cm之间浮动，产水电导率始终在15 μS/cm以下，平均产水电导率在11 μS/cm左右;反渗透系统的脱盐率维持在98.5%以上，平均脱盐率在98.8%以上。反渗透系统产水水质一直非常稳定，延长了后续离子交换工艺的再生周期，减少了药剂用量，降低了运行成本，抗污染膜对已污染的黄河水有很好的适应性。
5 反渗透系统的清洗情况
反渗透系统运行6个月后发现一段压差升高，系统产水量衰减，判断系统出现了有机物、胶体、微生物等物质的污染，需要对系统进行化学清洗，清洗药剂组成为：NaOH+Na-SDS(十二烷基苯磺酸钠)+ STPP(三聚磷酸钠)等，pH为11.5左右，清洗时间为8 h左右;之后进行酸洗，清洗液为盐酸+柠檬酸，pH为2~3，清洗时间为1 h，清洗液温度为30 ℃;后用非氧化性sha菌剂进行sha菌处理。系统清洗时选择分段清洗，先低流量清洗，单支膜壳流量为5 m3/h，循环清洗，然后进行浸泡，再大流量清洗，单支膜壳流量为9~10 m3/h左右，循环清洗;后用除盐水大流量冲洗，单支膜壳流量在10 m3/h左右，直至清洗液被冲净为止。清洗后系统一段压差恢复正常，系统产水量为45 m3/h。反渗透系统清洗前后数据对比如表3所示，说明膜元件清洗恢复性良好，适于以地表水为水源的电厂水处理项目，具有推广意义。具体参见更多相关技术文档。
6 结论
国产反渗透膜在北方某大型热电厂稳定运行，既满足了电厂的锅炉用水需求，又降低了产水含盐量，延长了后续离子交换工艺的再生周期，减少药剂用量，降低运行成本及减少酸碱废液排放，产生了良好的经济效益和环境效益;此外，该膜元件具有良好的清洗恢复性，对已被污染的黄河水表现出很好的适应性。国产膜元件很好地替代了国外知名品牌的产品，对以地表水为水源的热电厂锅炉补给水项目有很好的推广借鉴意义，推进了国产化进程。
原标题:国产反渗透膜在热电厂锅炉补给水项目应用
西安迪奥环保科技有限公司
