探讨火电厂废水处理中的反渗透技术

探讨火电厂废水处理中的反渗透技术

阳西海滨电力发展有限公司广东阳江529800

摘要:当前社会文明进步十分迅速,伴随着不断加快的工业化脚步,国家发电量也与日俱增,尤其是火电厂发电,更是占据了主要的一部分,与火电厂发电相对应的,就是火电厂废水的排放,为了响应国家低碳环保的号召,文章针对当前火电厂废水处理中应用到的反渗透技术做了相关介绍,并对其中存在的问题进行了探讨,提出了解决方式,对反渗透技术在火电厂废水处理中的应用做了前景展望。

关键词:反渗透技术;火电厂;废水处理

引言

我国现代工业化发展进程不断加快,用电量与日俱增,据统计,我国在2008年的发电量已经有34000亿kW.h以上,而一如既往的是,火电厂发电量占据了其中的80%以上,依然是我国发电的主要力量。和发电主力军相对应的,是火电厂大量的污水排放,一个大型的火电厂每日污水排放量足可以抵得上一个中小城市每日的用水量。

现代社会强调的是低碳环保的理念,所以污水排放控制的也很严格,再加上近年来电厂发电技术的不断革新,废水排放量也有明显减少,但是控制污水的排放指标也是需要技术成本的,要求越来越高,成本也越来越高,为了降低成本,很多电厂发现将废水变废为宝是一个很不错的想法,这样可以污水零排放,并且能够重复利用水资源。

基于这个想法,于是出现了反渗透污水处理技术和膜分离污水处理技术。前者耗能低,工作效率高,并且工艺比较简单,操作起来比较易于自动化,维护起来比较方便等有优点;后者所使用的设备比较小巧紧凑,不需要准备大面积的工作场地,并且其应用范围比较广泛,对污水的杂质去除比较彻底,也有很高的自动化程度以及低能耗、操作简单等优点,文章下面就针对前者做相关介绍。

1反渗透技术在火电厂污水处理中的各种应用

1.1在循环冷却污水回收中的应用

循环水在火电厂耗水量中占了2/3,当前有发电厂对这部分废水采取连续微滤+反渗透(CMF+RO)的废水处理回收利用工程技术,把回用水用作循环冷却水重新利用,引入电厂的冷却塔中。经过一年半的实践证明,此种处理方式得到的水质可以满足循环冷却系统补充水对水质的要求,并且该处理系统使用起来也是安全可靠的,虽然在价格上比传统的水回用工艺要稍微贵一点,但是出水水质也要比传统工艺得到的水质好。

也有发电厂建立了反渗透除盐水的项目应用,水源就是循环冷却排污水,经过反渗透技术得出的水就用来给锅炉预脱盐作为补充水用,产生的浓水用泵运输到输煤栈桥以及煤场,用作喷淋水。该电厂的这个项目运行一年多,检测含盐量始终低于锅炉补给预脱盐水对补充水的含盐量要求。

反渗透技术在火电厂循环水排污水中的应用也有其弊端。随着季节的变化,进入循环水排污水中的水质不断变化,加上水质本身也不好,致使进行反渗透及其预处理的机器需要经常清洗,还要根据当时的水质情况往水里加适当的药进行调整。

1.2在锅炉酸洗废液里的应用

有人对发电厂锅炉的柠檬酸酸洗废液处理方式进行了相关的模拟实验,实验采用了反渗透技术与循环技术,对比了低压复合膜、醋酸纤维素膜、以及海水膜三种反渗透膜的处理效果。结果如下:

经过实验研究,得出锅炉酸洗废液的反渗透处理效果最好的是海水膜,其次是低压复合膜,醋酸纤维素膜效果最不好。用海水膜对锅炉酸洗废液进行循环处理效果最佳。对某火电厂一组300MW的机组锅炉运用反渗透技术进行炉前系统柠檬酸酸洗废液处理,最终达到了目的。

所以对锅炉柠檬酸酸洗废液进行处理的最佳方式是:对酸洗废液进行反渗透浓缩处理,反渗透出来的水进行处理后达标排放或者回收利用,对经过处理之后得到的浓缩液进行除铁之后喷雾干燥处理,回收柠檬酸钠盐。最重要的是,这样的处理方式是解决锅炉酸洗废液对环境产生污染问题的有效手段。

1.3在火电厂废水处理中的综合应用

西柏坡电厂应用了当前我国的第一个废水零排放系统,该系统主要分为废水回收与废水处理两个部分。第一部分废水的回收是对含有酸碱物质等污染物的废水、生活生产废水、冷却塔维修时候排放的废水、凝结水精处理捧水再生废水、工厂厂房地面冲洗用的水等等废水进行回收,用于除渣灰或者经过处理后重复利用。第二部分废水的处理是通过对回收的废水用弱酸处理、反渗透处理以及外排系统等方式进行废水再生,然后加以重复利用的一个过程。

通过以上两个过程,该系统实现了火电厂废水的零排放目标。值得一提的是,这个过程中的反渗透出水将会用作锅炉的补给水原水加以利用,由于锅炉补给水也是耗水量十分巨大的一部分,所以这个小细节带来的是巨大的节省。经过实践,采用这个系统之后,该火电厂一年节约下来的水量,足够满足一个50万上下人口的城市,一年的用水需要。

2反渗透技术在污水处理应用中存在的问题

进行回收处理的废水水质一般很差,水中的污染物成分也比较复杂,反渗透系统经过一段时间的运行,经常会出现反渗透膜被污染的现象,导致一段时间的运行之后反渗透系统的产水率和脱盐率都有所下降。当前我国处理这个问题的方式就是对发渗透膜进行不定期的检查和清洗或换新。这一方式是十分被动的,经常清洗使反渗透膜的使用寿命大大降低,换新增加了系统的运行成本。想要从根本上解决这个问题,可以从以下几个方面出发。

①在废水源头上进行堵截。对进行反渗透处理的废水进行预处理,使进行反渗透处理的废水水质也要达到一定的要求,通过对水质进行试验,做好水质处理;②在运行系统的过程中,不断探索发现最佳的工艺条件,使反渗透设备在最佳的运行参数下,达到最优的运行效果;③对反渗透系统的进水水质要求和出水水质要求进行适当的提高,比如对细菌指标的控制,废水里面的细菌含量比清水多很多,也是主要的污染反渗透膜的污染物,所以可以通过实践研究,得到一个合理的细菌控制指标,按照这个指标对反渗透进出水里面的细菌进行测量控制;④改变反渗透膜的性质。对反渗透膜抗污染机理进行研究,改变膜的材料性能,提高反渗透膜的抗污染性能,这样也是从根本上解决反渗透膜污染的办法。

3动态与展望

当前,反渗透技术在火电厂废水处理中的应用主要还是集中在循环水排污水的处理以及城市中水处理后供电厂用水两个方面,在这两方面的应用技术也比较成熟,出水水质也比较稳定,经过一段时间的实践证明,这两方面的应用也有明显的社会经济效益。相比于这两个技术而言,其他方面的应用就显得稍微生疏一点。膜分离技术和传统的分离耦合、集成技术正在逐渐满足稳定性方面的要求。

对于反渗透膜的污染问题,相关人员正在对其污染机理进行日益深化的研究,也已经对膜的污染机理和结构演变规律有了进一步的阐述,对反渗透膜的分离过程工艺优化有很大帮助,能够减轻反渗透膜的深入,近几年来人们研究出的新型聚合物材料和人们对聚合物改性方面的进步,也能满足反渗透膜对耐酸碱、耐热、抗微生物降解、抗氧化等方面的要求,进而延长膜的使用寿命。

4结语

尽管近几年来反渗透技术大部分应用还尚处于起步和推广阶段,这主要是由于上面提到的寿命短、造价高等因素导致的,除此之外,还受到了废水来源的复杂性和多样性、废水预处理技术的不完善、系统运行技术的生疏等原因,但是随着现代各种技术的不断发展进步,随着反渗透技术运用经验的不断积累,我国反渗透技术在火电厂废水处理中的应用会越来越广泛和娴熟。

参考文献:

[1]吴华雄.反渗透技术在锅炉酸洗废液处理中应用[J].广东电力,2007,20(2):51~54.

[2]王罗春,蒋爱国,李新学,等.化学预处理一膜法处理电厂锅炉EDTA清洗废水的研究[J].华东电力,2007,35(6):50~52.

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