鍋爐補給水傳統和膜法處理工藝的比較

葉小偉，華靜芳

(上海華電閔行能源有限公司，上海 201108)

0 引言

近年來，以超濾、反滲透(RO)、電解除鹽(EDI)為代表的膜分離技術作為新型的水處理應用技術取得了跨越式的發展。膜分離技術用于電廠水處理系統，工藝簡單、運行維護方便、環境友好、產品水質量穩定可靠，受到普遍歡迎，在電力系統中得到了廣泛應用。

1 傳統工藝和膜法工藝介紹

傳統的水處理技術主要采用預處理+陽床+陰床+混床的全離子交換工藝。通過多介質過濾+活性炭過濾預處理地表水，用陽床+陰床+混床的全離子交換確保水質穩定達標。

膜法工藝是指超濾+RO+EDI的處理工藝，該工藝主要采用膜分離技術制取脫鹽水。超濾是在一定的壓力下，使大分子溶質不能透過而小分子溶質能透過一定孔徑的特制薄膜，使水得到純化的技術。RO是一種以壓力差為推動力，從溶液中分離出溶劑的技術，因為它和自然滲透的方向相反，故稱反滲透。EDI利用兩端電極高壓使水中帶電離子移動，并配合離子交換樹脂及選擇性樹脂膜以加速離子移動去除而進行深度除鹽。

2 傳統工藝和膜分離工藝特點對比

某項目一期建設260MW級燃氣－蒸汽聯合循環供熱機組，根據現有的熱負荷資料以及保證機組各項水汽質量指標符合GB/T 12145—2008《火力發電機組及蒸汽動力設備水汽質量》的相關規定，對該工程水源水質進行取樣分析(2012年3月)，結果見表1。

對該項目一期工程的鍋爐補給水處理系統采用的傳統工藝和膜法工藝進行了比較。

表1 某工程水源水質取樣結果

2．1 出水水質

2種工藝都能滿足項目一期工程鍋爐補給水的水質要求。傳統工藝出水濁度設計值≤3度，對污染指數(SDI)值無法控制，通常為3～4。膜法工藝出水SDI一般≤2，提高了系統的產水率。傳統工藝只能對有機物進行一定的去除，難以去除微生物，膜法工藝可以攔截有機物及細菌等微生物，可有效預防系統微生物的滋生，對水處理系統進行很好的保護，同時可減少殺菌劑用量。傳統工藝一般需設置混凝/助凝加藥裝置，增加了后續反滲透系統的污堵風險。

2．2 投資成本

該期工程按照初設階段的供熱負荷確定補給水量為120m3/h，最終都采用3×60 m3/h的設計方案，2種工藝的建設成本對比見表2。

表2 2種工藝的建設成本比較 萬元

由此分析:膜法工藝的設備購置費比傳統工藝高，但膜法工藝廠房占地面積是傳統工藝的1/2，車間凈高也低于傳統工藝，土建投資比傳統工藝低，總建設成本相差不大。

2．3 運行成本

從該項目的年運行小時、電費成本、當地藥品價格、樹脂價格、超濾及反滲透更換周期、生產定員等方面分析了膜法工藝和傳統工藝的運行費用，具體見表3。

表3 膜法工藝和傳統工藝運行費用 萬元/年

膜法工藝和傳統工藝都需要進行反洗。傳統工藝運行時需要使用混凝劑、助凝劑、殺菌劑等加藥系統，膜法工藝反洗需要酸、堿、殺菌劑等輔助加藥系統。經分析比較，傳統工藝和超濾工藝運行成本基本相當。

2．4 占地面積

受預處理和離子交換的局限，傳統工藝多介質+活性炭裝置的占地面積遠大于膜法工藝裝置的占地面積。一般情況下，膜法工藝裝置占地面積僅為傳統工藝裝置的50%左右。

2．5 操作穩定性比較

傳統工藝和膜工藝都可實現自動運行。但多介質、活性炭等濾料清洗維護工作量大，特別是活性炭在有機物吸附飽和后需進行活性炭的更換及再生。運行良好的膜法水處理系統可運行5年以上，而且不需要進行任何人力維護。同時，采用膜法工藝能有效減少設備的維護工作量，有利于系統穩定運行。

3 結束語

傳統工藝有著設備占地面積大、系統操作維護頻繁復雜、出水水質呈周期性波動的缺陷，而且需要投加絮凝劑和耗費大量的酸堿，不利于環境保護;同時，離子交換器多為直徑較大的罐體，體積大、質量大，不便于運輸及安裝調試，施工周期長。膜法工藝從根本上降低了酸堿以及酸堿廢水的環境污染問題，且出水水質穩定、可靠，運行費用低，設備采用模塊化設計，可任意拆卸、組裝，配置靈活，安裝調試方便，運行維護和設備維修工作量少;設備結構緊湊，占地少、質量小，便于運輸和安裝調試;超濾和反滲透裝置均為撬裝設備，出廠前已進行了調試檢驗，大大減少了現場的安裝調試工作，縮短了施工周期。與傳統處理工藝相比，具有較大的經濟、技術和環保優勢。

因此，膜法工藝是一種先進且成熟的工業水處理工藝，在環保、可靠性、經濟性等方面比傳統工藝更具優勢，將逐漸取代傳統工藝。

［1］許振良．膜法水處理技術［M］．北京:化學工業出版社，2001．

［2］周柏青．全膜法水處理技術［M］．北京:中國電力出版社，2001．

［3］張葆宗．反滲透水處理應用技術［M］．北京:中國電力出版社，2004．

［4］范茂軍，張東，傅金祥．粉末活性炭和超濾膜組合工藝深度處理黃浦江原水［J］．沈陽建筑大學學報:自然科學版，2006，22(5):799 －803．