双膜法海水淡化工艺在超超临界电厂的应用_周飞梅

200817年第3期双膜法海水淡化工艺在超超临界电厂的应用ApplicationofSeawaterDesalinationofDoubleMembranesinUltraSupercriticalPowerStation周飞梅,于志勇,李海燕(浙江省电力试验研究院,杭州310014)摘要:介绍了华能玉环电厂超超临界机组海水淡化的技术特点,对运行状况进行了阐述,分析了存在的问题,提出了解决的方法,以期对其它海水淡化系统的运行维护起到一定的借鉴作用。关键词:双膜法;海水淡化;超滤;反渗透;能量回收中图分类号:TM621.8文献标识码:B文章编号:1007-1881(2008)03-0017-03海水淡化是指从海水中获取淡水的技术和过程,通过脱除海水中的大部分盐类,使处理后的海水达到生活和生产用水标准。目前海水淡化方法有数10种,但达到商业规模的主要有反渗透法和蒸馏法,即膜法和热法[1]。随着能量回收装置等新技术的使用,膜法海水淡化技术的能耗远远低于热法海水淡化技术,但目前业内对热法和膜法海水淡化能耗指标的准确比较还没有统一的标准,因此在选择工艺时要根据不同的行业、不同的水质和地理条件以及应用的不同目的等进行综合比较。华能玉环电厂选择了“超滤+反渗透”的双膜法海水淡化工艺,制水量为3.5万t/d,为国内起步较早的大型海水淡化工程,也是目前国内已投产的最大的海水淡化工程。工程自2006年3月投产以来,不但满足现场4台1000MW超超临界机组的用水需求,还在缺水时向当地提供生活用水。1海水淡化工程简介华能玉环电厂(4×1000MW)地处浙东南沿海的乐清湾东岸,玉环岛西侧。玉环岛面积不足200km2,淡水来源主要为天然降水,淡水资源紧张。为保障机组供水的安全可靠,玉环电厂所有的生产、生活用水均由双膜法海水淡化系统供给。系统流程见图1。2预处理系统预处理系统采用长春联创公司的微涡絮凝沉淀池,其混凝澄清处理工艺是在原哈尔滨建筑大学承担的国家建设部“八五”课题“高效除浊与安全消毒”的科研成果“涡流混凝低脉动沉淀给水处理技术”基础上发展而来的,是第一次在海水预处理项目中应用。系统由1座容量1600m3的海水原水池、4×1300m3的反应沉淀池及容量1500m3的污泥沉淀池等组成,并根据在线流量计及进出口浊度计等的检测信号,通过混凝剂自动加药装置来控制加药量,保证澄清池出水水质稳定。另外,配一套助凝剂自动加药装置,可人工切换是否投入运行。3超滤系统经过混凝沉淀澄清处理之后的海水仍然浙江电力ZHEJIANGELECTRICPOWERDOI:10.19585/j.zjdl.2008.03.005182008年第3期达不到海水反渗透系统(SWRO)进水水质的要求,即进水淤泥污堵指数(SDI)小于4,为此设置了超滤系统,以进一步对海水进行净化预处理,这是双膜法海水淡化工艺的核心。超滤(UF)是一种以压力为推动力的膜分离技术,其膜孔径通常为2～100nm,截留分子量一般为2000～500000道尔顿[2]。UF能够截留海水中固体悬浮物、胶体和部分细菌,降低SDI,使出水水质稳定,从而降低对反渗透的膜污染。超滤系统采用了加拿大泽能(ZENON)公司的浸入式ZeeWeed1000型超滤系统。Zee-Weed1000型超滤系统安装在现场建造的混凝土膜池中,分为并行的6套,每套超滤膜池内设有4列膜箱,并预留1列膜箱的位置,每列膜箱由60个膜元件组成,其中有4个为备用位置,每套超滤系统配备专用透过液泵,将透过液从膜列中抽吸出来。在所有膜列共同运行的情况下每套超滤系统的出力是540m3/h。若一个膜列清洗或备用时,单套超滤系统的流量可达到640m3/h。超滤达到额定出力运行一段时间后,透膜压差(TMP)上升,产水流量下降。通过日常的反洗,盐酸、次氯酸钠维护性清洗,以及定期的次氯酸钠恢复性清洗,使超滤运行基本良好,出水SDI<3,浊度<0.2NTU,膜通量(FLUX)>53L/m2·h。但经过一段时间运行后,发现透膜压差上升较快,造成清洗频繁,影响正常制水。经过试验研究并与膜厂家协商后,决定用“次氯酸钠+杀菌剂2881+柠檬酸”进行清洗。清洗后,膜的恢复性良好,不仅透膜压差较低,且运行较之前稳定,清洗周期也随之延长。4反渗透(RO)系统RO系统采用带PX能量回收装置的一级海水淡化RO系统6组(240m3/h)和二级预脱盐RO系统3组(130m3/h)。配套设备由一级RO提升泵、保安过滤器、高压泵、PX能量回收装置、增压泵、反渗透膜组件、加药装置、仪表控制等主要设备组成。为了降低能耗,除了采用工作效率大于94%的PX之外,高压泵、增压泵均采用变频技术,使系统的出力可在60%～100%容量范围内调节。4.1能量回收装置PX高压海水流经反渗透膜元件,除产水外,45%～60%的