摘要：近些年，随着水资源的匮乏和环保呼声的提高，合理利用水资源，已成为人类可持续发展的当务之急。膜法水处理技术作为一种集浓缩和分离于一体的高效无污染净化技术，具有操作简便，维护方便，适应性强等特点，其常结合混床工艺，用于制备锅炉补给水。
在火力发电厂中，锅炉补给水要求经过除盐处理，以确保锅炉的安全经济运行。未经除盐处理的水中除含有少量悬浮杂质外，还存在钙、镁、钠等阳离子和硫酸根、氯根、硅酸氢根等阴离子所组成的溶解盐类及氧气、二氧化碳等气体杂质，这些杂质随水进入锅炉中，会对锅炉产生很大的危害。
本文阐述了用含盐量较高的原水来制备锅炉补给水的工艺，采用超滤作为预处理，反渗透为预脱盐工艺，后处理采用混床。
关键词：除盐水、超滤，反渗透，混床，加药
绪论
某发电厂工程是响应国家节能减排政策的技改项目，需要配套建设火电机组锅炉补给水处理系统，该系统将单独建设为一座除盐水站。
随着水资源的日益紧缺，保护环境、节约用水的问题也已刻不容缓，恶化的水质危及工业生产和人们的健康，增加了整个社会获取水资源的成本，本着水资源节约利用的原则，该电厂采用地表水，经过絮凝、沉淀、过滤等预处理后，进入除盐水站用于制备锅炉补给水。
一、项目概况
1、原水水源及水质
水源为经过絮凝、沉淀、初步过滤处理的地表水，加入杀菌剂后进入清水箱贮存，通过清水泵提升至除盐水站；
设计温度：保持在25℃左右。
2、产水水质：
总硬度≈0mmol/L，电导率（25℃）：≤0.2μS/cm，SiO2：≤20μg/L
二、水质分析及工艺流程
1、原水水质分析
本项目的水源是地表水，地表水的典型特点是含有较高的悬浮物、有机物、胶体、藻类、细菌等妨碍后续反渗透运行的杂质[1]。
经过絮凝、沉淀和过滤预处理后，进水悬浮物含量将降低，但由于地表水的季节性变化，进水含有一定胶体和有机物，需要在除盐水站内再增设超滤装置，去除几乎所有的微粒、细菌、大多数病菌及胶体[2]，减少反渗透膜的污堵。
原水的电导率为1063μS/cm，属于含盐量较高的原水，为了得到合格的产水水质，需设置2级反渗透脱盐装置，同时后续采用混床进行精制除盐。由于反渗透已经去除了水中97%以上的离子，故大大延长了混床的再生周期，减少了酸碱中和废水的排放，更加节能环保。
2、工艺流程选择
三、工艺描述
1、预处理系统
（1）盘式过滤器
盘式过滤器是由3英寸（75mm）的过滤头为基本单元组成组合式过滤器，过滤精度为100μm。每套设备全自动运行，连续出水，反洗根据压差和运行时间自动进行，可去除大部分悬浮物，部分去除了胶体、蛋白质、微生物等，保护超滤膜。
（2）超滤系统
盘式过滤器产水进入超滤系统，经过超滤处理后，水的浊度≤0.5NTU ，SDI：≤3；为了最大限度的提高产水效率，需要周期性的使用超滤产水对系统进行反洗，一般每次过滤60分钟后需要对超滤进行反洗，根据设定的程序按预设时间间隔进行反洗。
空气反洗采用主厂区来的无油压缩空气，在除盐水站内配置一台工艺用压缩空气储罐及配套系统。
超滤产水进入超滤水箱，超滤水箱的容积应能满足15-30分钟的超滤产水量。
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2、预脱盐系统
（1）一级反渗透系统
超滤水箱的水通过一级反渗透升压泵送入一级反渗透系统，用于去除大部分的离子，降低含盐量。
系统中设备包括一级保安过滤器，一级高压泵及反渗透本体装置。高压泵的作用是为反渗透本体装置提供足够的进水压力，保证反渗透膜的正常运行，保安过滤器用于截留生水带来的大于5μm的颗粒，以防止其进入反渗透系统。这种颗粒经高压泵加速后可能击穿反渗透膜组件，造成大量漏盐的情况，同时划伤高压泵的叶轮。
同时需要设置还原剂、阻垢剂加药装置一套，用于防止反渗透膜氧化及浓水侧结垢，药剂投加点在反渗透保安过滤器进水母管的管道混合器上。
一级反渗透产水TDS将达到16mg/L，产水进入中间水箱，中间水箱能贮存15-30分钟的一级反渗透产水量。
（2）二级反渗透系统
中间水箱的水经提升泵提升至二级反渗透系统，用于进一步去除水中的离子，因一级反渗透产水偏酸性，故在二级反渗透保安过滤器进水母管上设置管道混合器，投加NaOH，调整二级反渗透进水的PH值，并使反渗透膜不能去除的游离CO2溶解于水，形成HCO3-在通过二级反渗透装置时被去除。
二级反渗透产水TDS达到0.4mg/L，进入100m3的反渗透产水箱贮存，同时二级反渗透浓水回流至超滤水箱，作为一级反渗透的进水，达到水利
用率最大化。
3、混床及再生系统
反渗透产水箱中的水经提升泵到混床进行精制处理，混床的阴、阳离子树脂在交换过程中，由于是处于混合的状态，交错排列，互相接触，类似于无数级阳、阴床串联的效果，从而获得极好的产水水质。由于二级反渗透产水含盐量极低，故大大延长了混床再生周期，混床再生周期可达到63天。混床出水到除盐水箱贮存。
4、附属系统
（1）超滤及反渗透清洗系统
超滤膜在使用一段时间后，反洗和反洗加药已不能清除附着于膜壁内的深层污垢；同时反渗透膜组长期运行后，会受到无机盐垢、微生物、胶体颗粒和不溶性的有机物质污染。操作过程中，这些污染物沉积在膜表面，导致标准化的产水流量和系统脱盐率分别下降或同时恶化，运行压力升高[3]，因此必须使用化学药剂对超滤及反渗透膜进行清洗，以恢复正常的除盐能力。
超滤和反渗透装置共用一套清洗系统。
（2）废水中和系统
超滤的反洗废水及混床再生排放废水流入中和池中和，达标排放。
（3）压缩空气系统
设置1台工艺用压缩空气储罐，供超滤反洗及混床混脂用气。
同时设置除盐水站内配套的气动阀门及仪表用空气储罐1台。
结论
对于含盐量较高的原水，采用超滤技术替代传统的砂滤及活性炭，反渗透技术替代阳阴床一级除盐，后续工艺采用混床精制的工艺，在电厂锅炉补给水的制备工艺中是可行的[4]。实际的运行结果表明，系统运行稳定可靠，无大量的酸碱消耗，自动化程度高，占地省，产水水质完全满足锅炉用水要求。
水资源化利用已成为城市可持续发展的必由之路。膜技术在污水处理方面的应用也将越来越广泛。根据具体工程情况，将各种膜技术组合使用，已成功应用于电力、石化、石油、冶金、制药及市政等多个领域，能够将市政及工业废水、海水、苦咸水等处理成符合各种要求的工业用水或生活用水。
参考文献
[1] 金熙，项成林，齐冬子．工业水处理技术问答（第三版）．化学工业出版社．2003：6-10,272-273
[2] DOWTM Ultrafiltration产品技术手册:10-11
[3] 陶氏化学水处理事业部．FILMTECTM反渗透和纳滤膜元件产品与技术手册：206-210
[4] 冯逸仙，杨世纯．反渗透水处理工程．中国电力出版社．2000:132-133
论文作者:于红艳
论文发表刊物:《基层建设》2017年第17期
论文发表时间:2017/10/16
标签：反渗透论文; 超滤论文; 系统论文; 水箱论文; 锅炉论文; 盐水论文; 过滤器论文; 《基层建设》2017年第17期论文;