火電廠廢水深度處理回用技術研究及工程應用

沙謙 梁靜

摘要：某火電廠采用藥劑軟化+ 管式膜固液分離+高壓反滲透脫鹽處理高含鹽廢水，介紹了其工藝流程和出水水質，并對系統性能進行試驗，結果表明，該廢水處理系統運行穩定，高壓反滲透裝置回收率≧95%，脫鹽率≧90%，出水水質指標符合回用要求，能夠普滿足生產需求。

關鍵詞：管式膜;高鹽廢水;反滲透

0???? 前言

某火電廠外排水主要為循環冷卻水系統排污水和高含鹽廢水，為進一步節約水資源，降低公司發電水耗，杜絕廢水外排，電廠實施了廢水深度處理項目，增加TMF膜裝置和高壓反滲透裝置，將循環冷卻水系統排污水和高含鹽廢水經深度處理作為循環水補水及鍋爐補給水水源回用。濃縮減量后產生的高濃鹽水一部分引致煤泥系統利用，一部分用于煤場降塵及灰庫放灰加濕。

1???? 工藝流程及出水水質

1.1? 工藝流程

二期冷卻塔排污水同暗涵水一起匯入集水池，經提升泵進入慢速脫碳裝置去除部分硬度、膠體和懸浮物，出水在經過無閥過濾器深度去除膠體和懸浮物，過濾后的水經加酸調節PH后自流入中間水池。中間水池出水一部分供二期冷卻塔使用;另一部分出水流入調節池經過濾器+ 超濾+ 反滲透處理后供除鹽系統使用，反滲透濃水先經藥劑軟化去除大部分硬度和少量硅后進入管式軟化膜裝置，進行固液分離，再進入高壓反滲透裝置做減量化處理，產出的清水供二期冷卻塔使用，濃水供拌灰等使用。圖1 為反滲透濃水處理系統工藝流程圖。

1.2出水水質

按最大循環水排污量及反滲透濃水排放量考慮設計處理能力，設計處理能力為60m3/h。設計出水水質滿足《城市污水再生利用工業用水水質》，具體設計出水水質如下：濁度≦2NTU，COD2mg/l，電導率≦210us/cm，總硬度≦5mg/l，懸浮物≦5mg/l，二氧化硅≦0.5mg/l，PH6-9，余氯≦0.1mg/l。

2主要處理單元

廢水水源是經過RO濃縮處理的反滲透濃水，此水質特點是鹽分、硬 度及堿度高，且水量大，無法直接回收利用，需要進一步進行濃水減量化。根據水質特點，選用軟化預處理+ 濃縮組合工藝進行處理。大大縮短流程，并且經一次性加藥反應之后，通過過濾分離就可將鈣、鎂、鋇、鍶和二氧化硅這些無機致垢成分降至極低的程度，有效保護后續的回收反滲透單元，并大大提高其回收率。其中的管式膜是本處理工藝的最關鍵部分，承擔著取代沉淀池做固液分離和向后端回收反滲透裝置輸送合格進水的雙重功能。

2.1反應槽

高含鹽廢水流入反應槽，在第一反應槽內添加相關藥劑，進行pH粗調，形成碳酸鈣和氫氧化鎂的沉淀物，同時氫氧化鎂攜帶二氧化硅形成共沉淀，然后廢水流入第二反應槽，繼續補充添加藥劑（液堿），對pH進行精調，使得反應更加完全。兩級反應槽分別進行機械攪拌和pH監控。經過反應后的水（含有反應生成的懸浮固體）溢流到管式膜的濃縮槽內，用循環泵輸送到管式膜進行固液分離。同時，還產生一定量的濃縮液（污泥），需要送往污泥脫水系統，經過板框壓濾機脫水之后，脫水泥餅委外處理或直接填埋，脫離水則回流到系統前端再次處理。

2.2? 管式膜系統

管式膜系統由濃縮水池、管式膜和其他配套設備組成。濃縮水池可接收不斷被管式膜濃縮的污水，保持污泥濃度達到最佳狀態。管式膜的結構是膜被澆鑄在多孔材料管的內部。含被過濾物質（固體）的水流透過膜后，再透過多孔支撐材料，進入產水側（水被凈化）。被膜截留的固體顆粒在水流的推動下，不會停留在膜的表面，而是在膜表面起到一定的沖刷作用，避免污染物在膜表面停留。

與普通的中空纖維超濾不同，管式膜可以承受很高的污泥濃度（2-5%），和極高的pH值，在pH為強堿性的條件下也能正常穩定的工作。管式膜產水基本無壓，自流到過濾水槽，在出水管道設置PH調整槽，添加酸將pH回調到大約7.5-8.0。

2.3? 高壓反滲透膜工藝

反滲透高壓膜系統采用一套設計，設計進水60m3/h，回收率≥75%，設計膜運行通量不大于15L/m2.h。配置膜系統84支膜元件，6芯膜殼，膜組件選用國際知名品牌。

反滲透的工作過程是原水在膜的一側從一端流向另一端，水分子通過膜表面，從原水側到達另一側，而無機鹽離子就留在原水側。隨著原水的流程逐漸增長，水分子不斷從原水中取走，留在原水中的含鹽量逐漸增大，即原水逐步得到濃縮，而最終成為濃水，從裝置中排出。

設計回收率大于75%，且進水為前端反滲透濃水，含鹽量高，處理難度大，為保證出水穩定達標，且將濃水產量降到最低，現設計一級多段反滲透工藝，濃水經軟化除鹽后進入反滲透經濃縮分離后，最終產水率達80%，濃水回收約12m3/h。

3運行情況

經過對廢水處理系統進行168小時試運行，系統出水水質統計見表2。由表1 可見，在性能測試過程中，工業廢水處理系統出水水質指標全部滿足設計要求

4結論

通過實驗表明，藥劑軟化+ 管式膜固液分離+ 高壓反滲透脫鹽處理高含鹽廢水系統運行穩定，出水水質符合設計要求，滿足火電廠工業用水水質要求。選擇行業領先的管式膜技術，縮短了工藝流程、減少了系統占地面積、減少化學藥品用量，綜合成本也大大下降。該項目實施完成后，解決了循環水對設備腐蝕的問題，確保機組長周期運行;同時將濃縮減量后產生的高濃鹽水一部分引致煤泥系統利用，一部分用于煤場降塵及灰庫放灰加濕，實現了廢水近零排放目標，對生態環境做出了貢獻，樹立企業良好的社會形象。

參考文獻：

[1]GB/T50050-2017工業循環冷卻水處理設計規范

[2]GB/T19923-2005城市污水再生利用工業用水水質

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[4]?? 王曉義.高效反滲透技術在市政污水回用中的應用.工業用水與廢水，2013，44（1）：78-80.