火电厂采用膜法实现城市中水回用的工程实践_董双梅

火电厂采用膜法实现城市中水回用的工程实践Applicationofmembranetechnologyonurbanmid-waterrecyclinginthermalpowerplants董双梅(大唐太原第二热电厂,山西太原030041)摘要:介绍了膜法及其在城市污(中)水回用方面的技术发展、原理、工艺,并结合工程实践对火电厂采用的膜生物工艺(MBR)进行了技术经济分析和比较。关键词:火电;膜法;中水;水处理Abstract:Thedevelopment,theprincipleandthetechnologicalcraftofthemembranetechnologyappliedonurbanmid-waterrecyclingusagewereintroduced.Thetechnicalandeconomicanalysisofthemembranetechnologyappliedinthermalpowerplantswerediscussedbasedonsomepracticalprojects.Keywords:thermalpowerplant;membranetechnollogy;mid-water;watertreatment中图分类号:X703.1文献标识码:B文章编号:1009-4032(2008)04-055-030引言火电厂是用水大户,其用水量占全国工业用水量的40%左右。近年来,火电厂在节水方面采取了一系列技术措施,如厂内废水重复利用、提高循环冷却水浓缩倍率以及改进除灰方式等,使发电的单位用水量显著下降。目前常规火电厂百万千瓦机组装机容量耗水量已降到0.7m3/s,年用水量在2000万m3左右。但这么大的用水量,无论是抽取地下水还是从江河湖泊取水,代价都非常大。随着城市规模的扩大和人民生活水平的提高,大量城市污水外排,既污染了环境又浪费了资源,城市污水作为第二水源,经过处理后回用于火电厂,具有良好的经济效益、环境效益和社会效益,而且符合国家产业政策。为了防止热力设备水、汽系统的腐蚀、结垢,火电厂用水有严格的要求,根据近年来对北方地区火电厂用水水质以及水处理项目案例的调查分析,水处理技术面临的主要问题是如何安全、经济地利用城市中水,以及高含盐量的水如何高浓缩倍率运行。由于膜法具有一定的技术优势,在近几年新建的大型火电项目中得到广泛应用。1城市中水的水质特点从《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)、《污水再生利用工程设计规范》(GB50335-2002)及电厂回用标准的比较中可以看出,即使是污水处理厂污染物排放标准最严格的A标准,也不能满足电厂的回用要求,而一般城市污水处理厂,尤其是早期建设的污水处理厂,其出水指标大部分仅达到二级排放标准。因此,需要对城市污(中)水进行深度处理后,才能回用于火电厂。2城市中水回用的深度处理火电厂使用的城市中水一般来自大型污水处理厂的出水。目前,我国城市污水处理厂的处理工艺繁多,运行管理水平差距很大。调查中发现,为了减少处理成本而停用设备或投药不足、设备维修不善的情况比较普遍。这些现状决定了我国的城市中水水质差别很大,因此,中水深度处理工艺应根据中水水质及其供水质量的稳定程度确定。一般来说,城市中水中的残留污染物对发电厂安全生产构成危害的主要是氨氮和COD。这是因为我国投入运行的城市污水处理设施多数未考虑脱氮,出水氨氮在5～40mg/l之间。污水厂二级处理出水的COD一般在60～120mg/l之间。均不能满足发电厂用水的最低标准。居民使用洗涤剂形成的磷酸盐污染一般不会对发电厂构成危害,但磷酸盐污染严重的城市中水也有发生冷却设备结垢的危险。由于水的洗涤和溶解作用、在使用和排放过程中的蒸发作用,使得城市中水往往比当地天然水含有更多的溶解性盐类。北方地区高含盐量的水足以对火电厂循环冷却水系统造成结垢和腐蚀危害。552008年8月电力环境保护第24卷第4期一般来说,将城市中水用作火电厂水源,所关心的问题可以归纳为以下几点:(1)NH3-N的去除或硝化,使其质量浓度在3mg/l以下;(2)低浓度、难生物降解有机物的去除,使CODCr≤30mg/l;(3)含盐量(往往伴随着高碳酸盐硬度)的降低,更关心的是把高浓度的碳酸盐硬度降到一个较低的水平;(4)稳定的处理效果、比较低的建设投资和运行费用,以及和发电厂管理水平相当的控制水平。城市中水要达到上述要求,其处理难度较大,多数传统工艺均无法实现。但近几年发展起来的新技术有多种工艺路线可以满足单一指标要求。处理方法涉及生物、化学和物理过程。3膜生物反应器(MBR)工艺3.1国内外MBR工艺的发展现状早在20世纪60年代末,美国就将膜生物反应器用于废水处理,当时由于受膜生产技术所限,膜的使用寿命短、水通透量