托電循環(huán)水排污水膜法處理

大唐托克托發(fā)電有限責任公司(以下簡(jiǎn)稱(chēng)托電)一、二期4×600MW機組循環(huán)水排污水處理系統于2004年7月投運，采用澄清、過(guò)濾、超濾、反滲透等水處理工藝，其產(chǎn)品水作為托電二、三期鍋爐補給水處理系統離子交換除鹽設備的水源。

1 系統簡(jiǎn)介

（1）系統流程和運行控制特點(diǎn)

托電循環(huán)水排污水處理系統工藝流程為：

循環(huán)水排污水—生水池—機械加速澄清池—多介質(zhì)過(guò)濾器—超濾—5μm保安過(guò)濾器—反滲透—產(chǎn)品水箱

生水池進(jìn)水電動(dòng)閥根據生水池液位自動(dòng)開(kāi)啟和關(guān)閉；澄清池定期或連續排泥；多介質(zhì)過(guò)濾器根據累計制水量進(jìn)行自動(dòng)反洗；超濾裝置的運行及反洗自動(dòng)控制，根據超濾水池的水位自動(dòng)控制啟停；反滲透系統的運行根據超濾水池、滲透水箱的水位及系統制水量自動(dòng)控制運行。

（2）主要設備和特點(diǎn)

系統主要設備見(jiàn)表1。

凝聚澄清、超濾、反滲透裝置及整個(gè)水處理設備采用1套可編程邏輯控制器(PLC)控制裝置，其設計有與全廠(chǎng)水控制點(diǎn)(在鍋爐補給水車(chē)間)的通訊接口。

a 機械加速澄清池

機械加速澄清池對保證超濾、反滲透裝置的穩定運行起重要的作用。從2004年10月底至2005年4月，該系統處理的循環(huán)水濁度高達(50～90)NTU，機械加速澄清池的出水在進(jìn)水水質(zhì)波動(dòng)不大時(shí)一直很穩定，維持在(5～10)NTU左右。如需向澄清池內加PAM(聚丙烯酰胺)，須選用分子量為400萬(wàn)-800萬(wàn)的陰離子型或中性的PAM，因為陽(yáng)離子型PAM會(huì )對反滲透膜產(chǎn)生不可逆轉的破壞，即反滲透膜表面呈負電荷，容易與正電荷相吸，導致反滲透膜清洗不凈。

b　超濾裝置

超濾裝置水的利用率設計為90％左右，配置80根1.5m長(cháng)的225PVCUFC0.8型膜元件。膜元件分別安裝在20只容器中，容器材質(zhì)為玻璃鋼(FRP)，臥式布置。超濾膜以串聯(lián)的形式安裝在容器內。膜元件采用荷蘭NORIT公司產(chǎn)品，膜孔徑為20nm中空纖維膜，由親水性的聚醚砜中空纖維組成。水中最小顆粒的外徑一般都大于20nm，因此超濾系統能產(chǎn)出SDI指數小于2、濁度小于0.15 NTU的高品質(zhì)水，托電超濾裝置產(chǎn)水的污染密度指數SDI一般為1-2。

每只超濾膜元件有效過(guò)濾面積為35m2，截留分子量為15萬(wàn)。中空膜絲的內徑為O.8mm，為內壓式，被截留的懸浮物、細菌、大分子有機物、膠體等積在中空纖維內表面。超濾膜的壓差隨運行時(shí)間會(huì )逐漸增加，經(jīng)過(guò)20min運行后需用產(chǎn)水進(jìn)行1次反洗，反洗流量一般為產(chǎn)水量的3～4倍，反洗排水回收到生水池。經(jīng)過(guò)15次左右的反洗之后，分別進(jìn)行1次加HCl反洗和加NaC1O反洗，以清洗膜表面粘附著(zhù)的不易沖洗掉的污染物和微生物。在超濾裝置反洗過(guò)程中，要求反洗壓差<0.05MPa，并保證清洗水運行指標為150L／(m2·h)。

超濾過(guò)程類(lèi)似常規的微孔全量過(guò)濾，即在過(guò)濾過(guò)程中無(wú)濃水排放。進(jìn)水溫度要求控制在20℃左右，若溫度太高，超濾膜會(huì )加速水解。為避免大顆粒堵塞中空膜絲的通道，每套超濾進(jìn)水裝置配置1臺精度為150μm的管道式保安過(guò)濾器，進(jìn)水壓力一般<0.2MPa(進(jìn)水壓力不要超過(guò)O.3MPa)，進(jìn)出口壓差要求<0.1 MPa。

c 反滲透裝置

反滲透水回收率設計為60％，配置120只1m長(cháng)的美國陶氏BW30-365FR膜元件。膜元件分別安裝在20只材質(zhì)為FRP(玻璃鋼)的容器中，容器排列形式為一級兩段，1段、2段膜組件比例為13：7。反滲透進(jìn)水加HCl、阻垢劑和NaHSO3。運行中控制反滲透進(jìn)水pH值在7-7.5，阻垢劑加藥量為6mg／L左右，氧化還原電位(ORP)為(350～500)mV，余氯(5～20)μg/L。反滲透l段、2段可以串聯(lián)清洗，也可以單獨清洗，均為順流清洗。

2 超濾裝置運行中發(fā)現的問(wèn)題

（1）超濾裝置的化學(xué)清洗

超濾裝置于2004年7月投運后，到2005年10月之前一直運行正常，當運行壓差上升到0.12MPa左右，可以通過(guò)在線(xiàn)加強化學(xué)清洗方式恢復壓差到0.06MPa，出力恢復到正常出力167m3/h。2005年底之后，超濾產(chǎn)水sDI值惡化和水通量衰減后，在線(xiàn)加強化學(xué)清洗方式已基本失去作用。

經(jīng)分析認為，超濾系統運行過(guò)程中，在線(xiàn)加強化學(xué)清洗方式只能實(shí)現定期反洗，不能做錯流沖洗，導致膜絲內部淤集沉積物，長(cháng)期累積導致超濾產(chǎn)水量下降，壓差增加。因此，決定采用錯流清洗方式恢復超濾膜的產(chǎn)水通量。實(shí)施錯流清洗恢復了超濾膜元件的水通量后，還需進(jìn)行膜絲的完整性測試和修復工作，才能確保出水水質(zhì)得到恢復。

在2006年7月對超濾膜采用了離線(xiàn)清洗的方式，清洗效果比較理想。在被污染的膜絲內，懸浮物和無(wú)機鹽相互覆蓋，用次氯酸鈉Aquaklean7314(有機螯和劑，表面活性劑)對超濾膜進(jìn)行交替清洗可以獲得較好的清洗效果(表2)。

（2）超濾裝置清洗、反洗注意事項及工藝優(yōu)化

超濾裝置的出力要大于反滲透進(jìn)水流量的20％左右，才能保證反滲透裝置的連續穩定運行，這是因為超濾的白用水率隨著(zhù)超濾污染程度的增大而增大。超濾裝置反洗加Na0H，有利于清洗膜表面粘附的不易沖洗掉的污染物和微生物，但反洗水中若含有因加絮凝劑產(chǎn)生的A13+，極易生成大量乳狀沉淀，所以反洗時(shí)不宜加NaOH。反洗水來(lái)自水塔循環(huán)水，硬度一般在(10-14)mmol／L，加NaOH進(jìn)行超濾反洗，易生成Ca（OH)2沉淀，污染超濾膜。

實(shí)踐證明，加NaCL0進(jìn)行超濾反洗對降低超濾壓差比加HCl更有效。由于NaCL0溶液在偏酸性條件下的殺菌效果更好，所以建議在設計NaCL0加藥系統時(shí)，在NaCL0藥箱設計1根加HCI管。加藥反洗時(shí)，超濾反洗泵出力太大，使得進(jìn)入超濾的藥液濃度過(guò)稀，不利于提高或控制合適的藥液浸泡濃度。如果單設1臺小流量反洗泵，專(zhuān)門(mén)用于加藥步序，則有利于提高或控制合適的藥液浸泡濃度，增強反洗效果，節約藥品。

為了使超濾裝置自用水率低于10％，達到節水目的，設計將超濾反洗水回收到生水池，但是當超濾運行壓差增大后，需要進(jìn)行大劑量、高頻次的在線(xiàn)加藥化學(xué)清洗時(shí)，短時(shí)間內會(huì )有大量NaCL0隨著(zhù)超濾反洗水進(jìn)入到生水池內，而反滲透進(jìn)水母管上的NaHSO3。加藥量不能及時(shí)足量加入(用于超濾反洗的NaCL0計量泵出力為1000L/h，反滲透進(jìn)水母管上的NaHSO3。計量泵出力只有15 L/h，容易發(fā)生余氯超標，使得反滲透膜被氧化而影響性能。因此，建議將超濾反洗水回收到生水池內的同時(shí)，增設1根直排地溝的排水管。托電于2006年6月加裝了1根直排地溝的超濾反洗水排水管，避免了上述問(wèn)題的發(fā)生。