超滤和反渗透技术在电厂中水回用中的应用

超滤和反渗透技术在电厂中水回用中的应用

彭巧玲1，曹顺安1，郑观文2

【摘 要】以湛江电力有限公司中水回用工程为实例，介绍了超滤+反渗透技术在中水回用处理工艺中的应用。结果表明，超滤+反渗透的双膜法工艺能有效除去中水经预处理后残留的污染物，对有机物、氨氮、无机盐类的去除率分别为91.67%，93.22%，98.49%，出水水质优良且稳定，经离子交换系统处理后，满足锅炉补给水水质要求，在适当的运行维护条件下，长期运行膜性能没有明显变化。

【期刊名称】应用化工 【年(卷),期】2017(046)001 【总页数】4

【关键词】中水回用；超滤；反渗透

随着水资源的日益短缺和水污染的不断加剧，作为耗水大户的火电厂以水限电、以水定电的情况日益严重，节能减排、中水回用是火电厂缓解这一矛盾的重要手段[1-2]。中水作为一种水量充足、水质稳定的潜在水资源，回用于火电厂主要作为循环冷却水系统的补充水和锅炉补给水的原水，具有明显的社会、经济和环境效益。目前火电厂中水深度处理工艺包括石灰混凝澄清过滤法、膜处理法和膜生物反应器(MBR)处理法[3]，其中石灰混凝澄清过滤法工艺成熟，出水水质稳定，运行费用低，可满足电厂循环冷却水补水水质要求[4]，在火电厂中水回用中应用广泛。膜处理法和MBR处理法能耗低、效率高、出水水质好、设备控制简单[5]，常用于水质要求较高的锅炉补给水系统，在中水回用深度处理中具有广阔的应用前景。

湛江电力有限公司装机容量4×330 MW，为亚临界汽包炉，是广东省首家将污水处理厂尾水(城市中水)作为工业用水水源的电力企业。中水取自赤坎水质净化厂二级处理出水，经深度处理后作为湛江电力有限公司工业水、消防水及锅炉补给水处理系统的水源，其锅炉补给水处理工艺为预处理(混凝-沉淀-过滤-消毒)+超滤+反渗透+离子交换。本文主要介绍了超滤+反渗透技术在湛江电力有限公司中水回用处理工艺中的应用。

1 工艺流程及进水水质

1.1 工艺流程

湛江电力有限公司中水回用膜处理工艺流程如图1所示。中水经管道输送进入絮凝反应沉淀池，加入混凝剂PAC，通过絮凝沉淀去除水中的悬浮物和胶体等杂质，同时加入次氯酸钠杀灭细菌和藻类等。沉淀池出水经空气擦洗滤池过滤后进入化学水池，池内水保持0.2～0.5 mg/L的余氯，以达到持续杀菌的效果，其出水经自清洗过滤器和超滤进一步去除水中污染物，进入反渗透系统去除水中的盐分、有机物及胶体硅等杂质。为避免残留余氯对反渗透膜元件的氧化破坏进而影响产水水质，在进入反渗透前投加还原剂NaHSO3，使余氯低于0.1 mg/L，并投加阻垢剂PTP-0100、非氧化性杀菌剂BioGuard ACS(S)，抑制反渗透系统的结垢和微生物污染。 1.2 进水水质

中水为赤坎水质净化厂出水，满足《城镇污水处理厂污染物排放标准》GB 18918—2002的一级B标准。中水经混凝-沉淀-过滤工艺处理后进入超滤-反渗透系统，进水水质见表1。进水悬浮物含量、浊度低，而有机物、氨氮及含盐量较高。

2 主要处理单元

2.1 超滤系统

超滤系统设备包含自清洗过滤器和超滤装置，设计出力为2×240 m3/h，回收率为85%，一用一备，交替运行。膜元件为新加坡凯发公司生产的Kristal 2000A高分子中空纤维膜，材料为聚偏氟乙烯(PVDF)，截留分子量为150K道尔顿。超滤每运行45 min气水联合反洗1次，周期反洗累积10次，第11次进行加强反洗，利用次氯酸钠(120 mg/L)与膜污染物质发生化学反应来去除胶体、垢类等污染物质，降低化学清洗次数。当膜压差达到150 kPa或连续运行时间达到6个月，分别用2% NaOH+300 mg/L NaClO、2%盐酸或草酸进行化学清洗。 2.2 反渗透系统

反渗透系统主要包括保安过滤器、高压泵、反渗透膜组件，设计出力为2×180 m3/h，回收率为75%，一用一备，交替运行。反渗透装置的核心为美国海德能公司生产的抗污染PROC10膜元件，具有高脱盐、宽通道、耐清洗、膜面积大、机械破损率低等性能优点。每套装置采用6支装45支压力容器按30∶15一级二段式排列，设计产水水质为TDS≤25 mg/L，CODMn≤2 mg/L。反渗透系统(一般停运时间不超过24 h)交替运行时，注意反渗透装置的低压给水冲洗。当膜元件标准化产水量、压差或脱盐率达到清洗条件或连续运行达到6个月，分别用0.1%NaOH +0.025%SLS+0.1%Na5P3O10+0.5íTA、1%柠檬酸进行化学清洗。

3 系统运行参数分析

3.1 超滤系统进出水量和回收率的变化