膜技术在神头发电厂水处理中的应用

工程技术工程技术水电工程20152015年1010月·月·147147·膜技术在神头发电厂水处理中的应用膜技术在神头发电厂水处理中的应用李明鑫王毅斌中电投电力工程有限公司，上海200233摘要：摘要：随着膜技术的发展，采用膜技术进行水的除盐处理越来越多。本文主要结合山西朔州中电神头发电有限公司电厂锅炉补给水水处理工艺，介绍了超滤+反渗透+EDI的膜法水处理工艺，与传统工艺比较，具有运行简单、废液排放少等优点。对于同样采用黄河水作为水源的超临界锅炉机组具有参考借鉴意义。关键词：关键词：电厂水处理；超滤；反渗透；电除盐中图分类号：中图分类号：TK223.75文献标识码：文献标识码：A文章编号：文章编号：1671-5586(2015)55-0147-0211引言引言热力系统中水的品质是影响电厂设备安全经济运行的重要因素。恶劣的水质会引起热力设备的腐蚀、结垢、积盐等问题，增加检修工作量，降低锅炉使用寿命和经济效益。传统的水处理工艺一般采用机械过滤的方法去除水中悬浮物等杂质，再先后经过阳床、除碳器、阴床进行离子交换除盐，最后通过混床进行深度除盐，从而达到水质要求。由于离子交换树脂需要酸碱进行再生，因此采用传统工艺方法，会产生酸碱废液，并且设备不能连续运行，运行操作较为复杂，占地面积较大。22膜分离技术膜分离技术用膜对混合物的分组进行分离、分级、提纯和浓缩的方法称膜分离法。膜分离大致分为电渗析、电除盐、膜过滤和渗析四种。电渗析（ED）是利用离子交换膜易透盐而难透水以及带电离子在直流电场中定向移动的特性，实现带电物质与不带电物质的分离，常用于水的脱盐。电除盐（EDI）是以离子交换树脂作为离子迁移的载体，以阳膜和阴膜作为鉴别阳离子和阴离子通过的关卡，在直流电场的推动下，实现盐和水的分离。膜过滤是反渗透（RO）、纳滤（NF）、超滤（UF）和精密过滤（MF）的总称，用压力作推动力，利用膜的选择透过性实现物质的分离。渗析又名透析，用浓度差作推动力，借助膜对物质透过速度的差异，实现物质的分离，如血液透析。在火力发电厂的水处理中，反渗透常用于离子交换的预脱盐，以降低离子交换器进水含盐量，延长机组运行周期，减少废酸废液排放量。电除盐用于水的深度除盐。超滤和精密过滤主要用于反渗透和电除盐进水的深度除浊处理。纳滤介于反渗透和超滤之间，可用于除去盐类、有机物、细菌、病毒。反渗透是目前发展较快的水处理技术之一。随着膜技术的发展，采用膜技术进行水的除盐处理也越来越多。采用膜技术进行除盐能有效降低水中有机物含量；无酸碱废水的排放，废水处理费用较低，符合环保要求。2.12.1超滤（超滤（UFUF）超滤作为一门成熟的膜分离技术，以广泛应用于水的深度处理。由于超滤膜的孔径介于反渗透膜和微滤膜之间，因此超滤装置通常设置在过滤器之后，反渗透装置之前。超滤膜的孔径一般为0.002-0.1μm，其原理可以看成是机械筛分、物理吸附的综合作用。超滤可以滤除水中细菌、胶体、悬浮物和蛋白质等大分子物质。2.22.2反渗透（反渗透（RORO）反渗透是从动植物细胞膜的渗透现象中得到启发而开发出来的一门新的水处理技术。植物细胞膜具有选择透过性，并通过渗透作用从土壤吸收养料。反渗透膜对物质的透过也有选择性，水容易透过它，而盐难以透过它。若在盐水液面上施加一个超过渗透压差的外压，则可以驱使一部分水分子循渗透相反的方向进入淡水中，从而从盐水中获得淡水。2.32.3电去离子（电去离子（EDIEDI）EDI装置中布置着阴阳膜，阴膜只允许阴离子通过，阳膜只允许阳离子通过。装置分为淡水室和浓水室，淡水室中充填着阳离子交换树脂和阴离子交换树脂。水中的离子与树脂活性基团上的离子进行交换，并在直流电场的作用下进行定向迁移。由于淡水室中阳树脂颗粒的接触，使阳树脂的活性基团形成了一个只允许阳离子通过的“阳离子通道”，同样阴树脂的活性基团形成了一个只允许阴离子通过的“阴离子通道”。通过这一过程，淡水室中的离子不断减少，达到去除水中盐类的目的。33膜技术在神头发电厂中的应用膜技术在神头发电厂中的应用神头发电厂为2×600MW超临界间接空冷燃煤机组。本工程锅炉补给水水源为黄河水，备用水源为东石湖水库地表水。中电山西神头发电有限公司，位于山西省朔州市，地处内陆，远离海洋，干旱少雨，有利于可溶性组分积累，河水中的离子总量达到1000mg/L,硬度大于5-6mmol/L,是全国河水离子总量和硬度最高的地区，大都属于氯化物型钠组水型。为满足锅炉水质量要求，保证机组安全运行，锅炉补给水处理系统拟采用超滤+反渗透+EDI的处理工艺，其工艺流程如下：生水生水加热器生水箱生水箱生水箱生水泵多介质过滤器自清洗过滤器超滤装置二级淡水箱二级反渗透二级高压泵升压泵一级淡水箱一级反渗透一级高压泵清水泵清水箱淡水泵EDI除盐水箱除盐水泵厂房系统共设置