反渗透浓水回用的可行性分析_王卫红

Testing&Researchwww.syshjn.com2011年第9期石油石化节能反渗透水处理技术因具有脱盐率高、操作简便和对环境污染小的优点被广泛应用于水处理中。电厂排水主要有循环水排水和化学水处理排水两部分。化学水处理排水中，反渗透浓排水约45×104t/a占化学水处理排水的70%。反渗透系统的浓水大量排放，不仅造成水资源浪费，而且给企业带来很大的废水排放压力。因此，合理利用反渗透浓排水，实现废水回用，具有十分重要的经济和环保效益。大庆油田电力集团宏伟热电厂化学分厂共有6列反渗透，设计出力为一期4列120t/h和二期2列100t/h。为了避免反渗透设备的频繁启停，同时为了冬季防冻，当除盐水补水小于110t/h时，6列反渗透均采取静压运行方式；当除盐水补水在110~150t/h时，启动1列反渗透，其余5列静压运行；当除盐水补水在150~200t/h时，启动2列反渗透，其余4列静压运行。反渗透在运行过程中浓水总排放量约60~80t/h，通过对不同运行方式下反渗透浓水指标的分析，考虑反渗透浓水回用，作水塔循环水补水是完全可行的。1可行性分析1.1反渗透浓水特点1）反渗透浓水是经反渗透膜分离出75%淡水后的浓缩水，浓水的碱度、硬度、氯离子、总固体含量均是入口水的3倍[1]。宏伟热电厂反渗透入口水（表1）是经高效过滤器及弱酸阳离子交换器处理后的产品水，含盐量较低，所以浓排水的含盐量一般小于800mg/L。表1反渗透入口水水质水样名称弱阳出口水碱度/（mmol·L-1）1.1硬度/（mmol·L-1）0.1钙离子/（mmol·L-1）0.1氯离子/（mg·L-1）34电导率/（μS·cm-1）2802）反渗透浓水是经过RO装置的出水，含盐量虽然较高，但有害离子如重金属、氨氮、亚硝酸盐等含量不高，色度和浊度几乎为零，有机物含量很低。3）反渗透静压运行状态产品水回收率（约65%）低于高压泵启动运行状态（75%），因而静压运行时的浓水含盐量低于高压泵启动运行状态。因受除盐水补水量的影响，长期以来该厂RO运行方式为6列静压运行，或1列启动其余5列静压运行。反渗透静压运行状态与高压泵启动运行状态浓水指标见表2、表3。表2静压运行浓水指标水样名称一期浓水二期浓水碱度/（mmol·L-1）3.02.0硬度/（mmol·L-1）0.200.15Cl-/（mg·L-1）7454Ca2+/（mmol·L-1）0.200.15电导率/（μS·cm-1）740431浓水流量/（t·h-1）1010注：产品水率65%浓水流量按单台计。表3启动高压泵运行时浓水指标水样名称一期浓水二期浓水碱度/（mmol·L-1）7.64.3硬度/（mmol·L-1）1.00.6Cl-/（mg·L-1）162116Ca2+/（mmol·L-1）0.950.55电导率/（μS·cm-1）14961050浓水流量/（t·h-1）3025注：产品水率75%浓水流量按单台计。反渗透浓水回用的可行性分析王卫红高丛辉（大庆油田电力集团宏伟热电厂）摘要：电厂化学水处理排水中，反渗透浓排水约45×104t/a，占化学水处理排水的70%。反渗透系统的浓水大量排放，不仅造成水资源浪费，而且给企业带来很大的废水排放压力。将反渗透浓排水回用为循环水补水，年节约循环水45×104t，年节约生产成本260×104元，具有十分重要的经济和环保效益。关键词：浓水回用循环水补充水反渗透经济效益DOI:10.3969/j.issn.2095-1493.2011.09.003第一作者简介：王卫红，1990年毕业于西北大学，高级工程师，从事技术管理工作，E-mail：wangwh_1@163.com，地址：大庆油田电力集团宏伟热电厂，163314。6试验·研究www.syshjn.com2011年第9期石油石化节能1.2反渗透浓水回收的可行性1.2.1反渗透浓水无结垢倾向为了防止反渗透膜结垢，在原水进入反渗透装置之前，先经过弱酸阳离子交换器除去硬度和部分碱度，这种方法有效的防止了无机盐在设备和管道中结垢。弱酸阳离子交换器出口水经过反渗透装置后，虽然大部分盐分被截留在浓水中，但浓水中的硬度含量依然很低，这样的浓水不会在回用的管道中结垢，因而具有回收的可行性。1.2.2混合循环水补水水质较好反渗透浓排水总量约60~80t/h，包括5列静压运行的浓水和1列启泵运行的浓水。宏伟热电厂循环水补水量冬季为120~180t/h，春秋季为300~350t/h。因此，即使RO浓排水全部用于循环水补水，在数量上也不能满足要求，还需要补充循环弱酸阳离子交换器出口水，混合后作为循环水补水。春秋季和冬季，RO浓排水分别占循环水总补水量的53%和25%。表4循环冷却水水质要求项目碱度/（mmol·L-1）硬度（以钙计）/（mmol·L-1）