超滤结合反渗透新工艺处理矿区循环冷却排污水

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超滤_反渗透工艺对电厂废水处理效果的探讨

超滤_反渗透工艺对电厂废水处理效果的探讨

露天采矿技术2009年第1期1引言据预测,我国工业用水总量将从1999年的370亿m3增长到2030年的660亿m3。

电力生产过程用水量很大,其中冷却水的消耗占电厂总耗水量的90%以上。

减少热电厂循环冷却水的新鲜水补充量和冷却水排污量,不仅能节水减排为热电厂带来经济效益,同时也是实现节水型社会、发展我国循环经济的一项根本措施。

抚顺某电厂的废水主要为工业废水和厂区生活污水。

冷却塔排污和溢流,转机冷却水,空冷器、冷油器冷却水,输煤栈桥冲洗水等统称工业废水,其含盐量高达450mg/L。

生活污水主要来源于厂区的卫生设施、食堂等服务部门用水和家属区的日常生活污水,与工业污水相混和作为原水。

电厂循环水的水质特点是浊度高、含盐量高,回用处理主要是除浊和除盐。

目前常用的回用工艺是超滤—反渗透〔1~2〕。

循环水、排污水进入反渗透系统前必须经过严格的预处理,即采用超滤技术作为反渗透除盐的预处理,产水能够满足反渗透除盐系统进水的水质要求。

高分子材料的超滤膜可以截留溶液中1mm以上的大分子溶质及其它杂质,为反渗透提供最大限度的保护。

2污水特征及处理工艺2.1污水水质特征电厂污水水质指标见表1。

该电厂污水具有含盐量高、瞬间的悬浮物浓度较高、微生物含量高、温度比常温高等特点。

此外还有有机物、细菌、硅酸化合物以及在循环水处理过程中加入的各种化学品。

除了随原水带入的杂质之外,水在循环过程中还滋生了很多的藻类、微生物膜等杂质,对膜处理设备的污染性较强。

水中所含的CaCO3等低溶解度盐因浓缩过饱和,容易发生沉淀。

因此循环水系统排污水的处理难度极大,处理系统往往很复杂,处理成本很高。

既要尽量降低水的过饱和度,防止在继续浓缩分离阶段结垢,又要尽量地减少各种有机杂质和胶体杂质,使污染指数(SDI)满足反渗透的要求,减轻对反渗透膜的污染。

2.2超滤—反渗透工艺流程(1)系统流程。

整套系统包括超滤装置和反渗透脱盐装置。

污水处理总流程如图1所示。

0629.超滤膜技术用于处理电厂循环冷却排污水

0629.超滤膜技术用于处理电厂循环冷却排污水

超滤膜技术用于处理电厂循环冷却排污水随着水资源的日趋紧张,废水回用在节水工作中所占的比例越来越大。

目前,国内电厂一般用循环排污水进行冲灰,但随着高浓度水力输灰和干除灰技术的逐渐成熟,循环排污水量已大大超过灰渣系统用水量,同时循环排污水比离子交换系统的再生废水水质好,因此回收再利用电厂循环水排污水已成为必然[1]。

我国山西煤炭资源丰富,但干旱少雨,水的再生回用成为必然。

为配合山西华泽铝电有限公司2×300MW机组的建设,节约用水,拟采用超滤(UF)技术对循环冷却排污水进行预处理,以达到反渗透系统的进水要求。

为了确定运行过程中超滤工艺的可行性、相关运行参数以及超滤出水进入反渗透的安全性,进行了大量的试验研究,并通过了实际循环冷却排污水连续化操作试验。

下面主要讨论超滤系统现场试验过程中超滤膜的相关运行参数及变化规律。

1超滤技术概述1.1 超滤原理超滤是一种以机械筛分原理为基础,以膜两侧压差(100~1000kPa)为驱动力的膜分离技术。

它可分离液相中直径在0.05 ~0.2μm的分子和分子量为1~10万的大分子。

超滤膜的筛分孔径小,它可截留病毒病菌、胶体、大有机分子、油脂、蛋白质、悬浮物等[2]。

通过超滤膜后的出水,水质稳定,受原水水质、运行操作条件的影响很小。

1.2 超滤膜超滤膜的类型有板式、管式、中空纤维、涡卷式等多种类型。

其中中空纤维膜是超滤技术中最为成熟与先进的一种形式,它与其它形状的膜相比具有体积小、膜面积大、水通量大、不易堵塞等优点[3]。

HYDRAcap是美国海德能公司新开发的一种大直径中空纤维超滤膜组件。

新型工业用中空纤维设备具有可自动、频繁脉冲式冲洗中空纤维管的性能,其特点是通过短时间的停运,来保持稳定的产水量;可在很低的错流速度下工作,甚至可以在单向流速下工作。

HYDRAcap60超滤膜主要技术参数为:需要精度为150μm预过滤;pH为2~13;连续余氯≤5mg/L;最高运行温度≤40℃;运行方式可以是错流过滤或全量过滤;20℃时透膜压差为28~150kPa;反洗压力240kPa;反洗水流量315L/m2/h;反洗频率15~60min/次;反洗时间30~60s/次。

优化超滤—反渗透工艺应用于工业冷却水系统排污水回用处理系统

优化超滤—反渗透工艺应用于工业冷却水系统排污水回用处理系统

优化超滤—反渗透工艺应用于工业冷却水系统排污水回用处理系统总结运行的经验与简讯,归纳与膜处理系统相关的主要问题有如下两方面:(1)膜污染对系统危害很大,需要切实有效的方案对被污染的膜进行清洗;(2)反渗透系统产水效率存在沿程降低的现象,亟待优化设计。

2 超滤技术及其优化设计2.1 超滤技术液体通过超滤膜进行分离的膜过程称为超滤(UF)。

超滤膜孔径范围为0.001 μm(接近微滤)~1 nm(接近纳滤),工作压力一般为0.1~0.5 MPa。

超滤过程以静压力为推动力。

此外,超滤几乎不能截留无机离子。

超滤的几个基本参数:(1)渗透通量:反映的是膜面积、时间、渗透物体积三者之间的关系,单位:m3/(m2·h)。

(2)截留率:对于给定的超滤膜系统,用高浓度侧物料浓度与渗透物料浓度之差和高浓度侧物料浓度的比值来表示某种物料的截留率。

(3)回收率:膜的物料平衡过程用如下公式计算(1)(2)其中,Q——流量,C——浓度。

那么,回收率η为(3)2.2 超滤系统优化设计超滤系统优化设计采用节能型膜系统——全流过滤超滤系统,其产水率可达75~85%,节能效果显著。

在采用了全流过滤的超滤装置中,系统设置两台泵,在不同过程中交替运行。

过滤时,P01泵运行,提供进水所需压力;反洗和化学加强反洗时,P02泵运行,超滤的过滤出水同时用于反洗和化学加强反洗;系统化学加强反洗时,P03加药泵在反洗水中加入化学清洗剂,如图1所示。

这种设计使得系統运行能耗通常不到0.1 kWh/m3。

3 反渗透技术及其优化设计3.1 反渗透技术反渗透(RO)是渗透过程的溶剂反向迁移运动的过程,而反渗透除盐技术是利用压力作为驱动力,将溶液中的溶质与溶剂分离的一种方法。

这个过程并非是利用半透膜的选择截留作用,故能阻挡分子量大于100的有机物和几乎所有溶解性盐,脱盐率可达97%以上。

反渗透主要工艺指标有:透水率、盐透过率和脱盐率。

(1)透水率:单位时间内通过单位膜面积的水体积通量;(2)盐透过率:溶液中盐透过膜的速率,与压力无关;(3)脱盐率S:膜对水溶液中盐的脱除能力,在膜制造成形时就已确定。

超滤-反渗透在中水回用的工艺及运行

超滤-反渗透在中水回用的工艺及运行

超滤-反渗透在中水回用的工艺及运行再生水回用工业途径分为冷却用水、洗涤用水和锅炉用水三大类。

回用水用于冷却时,需要控制水中的余氯、有机物、营养物质、无机盐、悬浮物等指标的含量,以降低微生物生长、结垢、腐蚀现象等对冷却系统稳定运行的影响。

此外,若采用冷却塔以及其他可能使再生水与居民、工人接触的雾化冷却方式,则需要控制水中的病原微生物和有毒物质含量,以控制污染物所带来的潜在健康风险。

锅炉补给水必须是高质量的水,与自来水水质一致,回用水进入锅炉前必须要达到国家现行的锅炉水质标准。

典型回用工艺出水水质安全性影响分析以城市污水处理厂二级出水为水源的集中式城市污水处理回用(以下简称“回用”),总体上可以划分为混凝沉淀过滤工艺(俗称“老三段”工艺)、膜处理工艺和生物处理工艺三类。

由于不同回用途径对水质有特殊要求,因此水质安全是影响回用工艺选择和安全利用的关键因素。

典型再生水厂实际出水水质指标值与标准值比较根据地域性特征选择北京、大连与银川三个典型城市,以不同回用工艺的再生水厂为例,在不同工艺条件下,进行不同再生水厂出水水质与国家相关标准指标值间的比较分析。

工业指标限值选取用途最广泛的冷却水再生水水质指标值。

由于国内再生水回用于娱乐性景观环境用水和湿地环境用水涉及的实际工程实例很少,故主要对回用于观赏性景观环境用水的再生水水质进行比较分析。

回用于工业工艺安全性影响分析使用混凝沉淀过滤工艺的再生水厂出水水质基本能符合国家再生水水质标准。

但是由于混凝沉淀工艺对于氯离子去除效果较弱,因此对进水水质中氯离子含量较高的一些地区,或污水处理厂来水中部分为工业污水的一些城市,应根据实际情况,在再生水厂或用户端增加处理氯离子、去除氨氮及色度的工艺。

超滤膜工艺对悬浮物、浊度和有机物有很好的去除能力,能基本去除细菌和病毒等微生物,减少消毒剂使用量;该工艺出水水质好且比较稳定,满足工业一般性水质标准要求。

膜工艺除了应用于将污水出水处理为供循环冷却水外,还可以增加反渗透或离子交换工艺,将再生水进一步处理为锅炉用水,从而替代新鲜水源。

超滤-反渗透组合工艺处理电厂循环冷却排污水

超滤-反渗透组合工艺处理电厂循环冷却排污水

1 设计水量与水质
1. 1 设计水量 设计水量 1 50m3 / h ,淡水产量 112. 5,回收率 75 %.
1. 2 设计水质 原水采用循环冷却排污水 ,其水质见表 1. 表 1 原水水质全分析报告
Tab. 1 Ana lys is of wa te r 单位 :除 pH外其余均为 m g / l
参考文献
[ 1 ] 钱达中 .发电 厂水 处理 工程 [ M ]. 北京 :中国电力出 版社 , 1998 [ 2 ] 孟宪革 ,谢春 玲. 超滤 - 反渗透膜技术在循环冷却排污水回用中的工 业应 用试 验 [ J ]. 宁夏电力 , 2006 (5) [ 3 ] 王纪军 ,张永 泽 ,魏明宝 .反 渗透 工艺处理回用循环水排污水技术工业应用 [ J ]. 能源环境保护 , 2006, 20 (4) [ 4 ] 李福勤 ,唐跃 刚 ,何绪文 . 火 力电 厂循环冷却排水回用处理工艺研究 [ J ]. 工业水处理 , 2005, 25 ( 11) [ 5 ] 张先 ,李福勤 ,杨静等 . 西柏 坡电 厂循环冷却排水回用处理中试研究 [ J ]. 煤炭工程 , 2005 ( 10) [ 6 ] 梁建瑞 . 超滤 - 反 渗透 膜工艺处理电厂循环排污水 [ J ]. 水处理技术 , 2006, 32 ( 6)
超 滤 -反 渗 透 组 合 工 艺 处 理 电 厂 循 环冷 却排 污 水
李 江 1 ,鄢贵权 2 ,李福勤 3
(1.贵州 大学 资 源与环境工程学院 ,贵州 贵阳 550003; 2. 贵州科学院 ,贵州 贵 阳 550001; 3. 河北工 程大 学 城市建设学院 ,河北 邯郸 056038)
原水质变化较大 ,原水悬浮物平均为 36. 4mg/ l,但有时因启动废水泵 ,悬浮物超过 200mg/ l,故选用机械 搅拌澄清池. 循环冷却排污水和泥渣在机械搅拌澄清池内充分混和 、絮凝 、分离. 澄清池直径 D 为 8. 28m,澄

超滤与反渗透系统处理循环排污水在电厂中的应用

超滤与反渗透系统处理循环排污水在电厂中的应用



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60M 发 电机组 ,一期循环冷却水系统为 敞开式 6 W 循 环 系统 , 季补 水 量 为 253mS , 季补 水 量 为 夏 2 / 冬 h
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作 者简介 : 马晋杰 ( 9 9 ) 男 , 原钢铁 集 团有限公 17 一 , 太
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其 中一期锅炉补给水水源采用地下水 ,机械搅
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优化超滤反渗透系统 实现循环水排污高回收

优化超滤反渗透系统 实现循环水排污高回收

优化超滤反渗透系统实现循环水排污高回收【摘要】水作为热能传递的介质,在火力发电厂在生产过程中要大量的消耗,且诸多生产环节会排出大量的废水。

面对淡水资源匮乏的严峻现实,科学处理电厂循环水排污废水并最大限度的利用于生产过程中,就是利用现代水处理技术实现废水高回收。

就是为企业增效,为社会创造财富。

更是我们减缓水资源匮乏实现可持续的使命。

现将本企业的超滤反渗透系统在排污水处理技术方面的、运行情况及其中发现的问题和优化改进措施作介绍,以便增进技术交流,完善节水措施,实现减排增效,促进科学发展。

【关键词】循环水排污;超滤反渗透系统;改造;完善;高回收水作为热能传递的介质,在火力发电厂在生产过程中要大量的消耗,且诸多生产环节会排出大量的废水。

面对淡水资源匮乏的严峻现实,科学处理电厂循环水排污废水并最大限度的利用于生产过程中,就是利用现代水处理技术实现废水高回收。

就是为企业增效,为社会创造财富。

更是我们减缓水资源匮乏实现可持续的使命。

现将本企业的超滤反渗透系统在排污水处理技术方面的、运行情况及其中发现的问题和优化改进措施作介绍,以便增进技术交流,完善节水措施,实现减排增效,促进科学发展。

1.系统介绍反渗透是依靠反渗透膜在压力下使溶液中的溶剂与溶质进行分离的过程。

由于反渗透膜的表面微孔的直径一般在0.5-10nm,因此能够有效地去除水中的溶解盐类、胶体、微生物、有机物(去除率高达97%-98%)等杂质。

反渗透膜按材料主要分为醋酸酸纤维素膜、芳香聚酰胺膜等。

本公司使用的是卷式芳香族聚酰胺复合膜。

为防止反渗透膜的污染及结垢,延长使用寿命,结合反渗透装置对进水水质的要求,在反渗透装置前设置过滤装置和超滤装置。

过滤装置采用全自动盘式过滤器,过滤孔径一般在5um-200um,本公司采用过滤精度100um的滤盘。

超滤膜是一种孔径规格一致范围为0.001-0.02um的微孔过滤膜。

超滤膜按材料主要分为醋酸纤维素、芳香族聚酰胺、聚醚砜、聚偏氟乙烯等,本公司采用亲水性聚醚砜中空纤维膜。

基于超滤_反渗透技术的核电站循环冷却排污水处理成本分析_付正辉孙冠中黄奎等

基于超滤_反渗透技术的核电站循环冷却排污水处理成本分析_付正辉孙冠中黄奎等

次循环的用水系统。根 据 相 关 资 料 可 知,1 000 MW 级核 电 机 组 循 环 冷 却 水 量 为 52~67 m3/s,因 此 桃 花 江 核 电 站 每 年 循 环 冷 却 水 的 总 需 水 量 为 (64~84) ×108 m3。根据 国 家 发 改 委 组 织 编 写 的 “中 国 节 水 技 术 政 策 大 纲 ”要 求 ,循 环 冷 却 排 污 水 的 浓 缩 倍 数 定
式中 E1———预处理药剂费,万元/a;
(2)
E2 ——— 能 源 费 ,万 元/a;
E3 ——— 设 备 折 旧 费 ,万 元/a;
E4 ——— 膜 更 换 费 ,万 元/a。
(1)预处理药剂费用模型。预处理过程 中 的 成
本 主 要 是 消 耗 药 剂 产 生 费 用 ,包 括 混 凝 剂 、助 凝 剂 和
虽然现有的试验结果证明超滤—反渗透工艺可 以对核电站循环 冷 却 排 污 水 进 行 有 效 处 理,达 到 回 收利用的 目 的 ,但 [9,10] 是 工 艺 运 行 成 本 是 限 制 其 广 泛应用的主要 因 素,因 此 对 超 滤—反 渗 透 组 合 工 艺 运行成本的核算至关重要。本研究考虑循环冷却排 污水处理的全过程,将成本构成分为如下几点 : [9]
3 案 例 研 究
(7)
3.1 案 例 概 况
本研究选取位于湖南省益阳市桃江县沾溪乡荷
叶山的桃花江核 电 站 为 研 究 对 象,该 核 电 站 毗 邻 洞
庭湖水系资水下游干流右岸。资水自西北向东南,
从桃花江核电站厂址北侧约600m 经过。按照现有
规划,桃花江核 电 站 预 计 将 成 为 我 国 第 一 座 内 陆 核
基于超滤—反渗透技术的核电站循环冷却排污水处理成本分析
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1 2 处理 水质 .
处理水质见表 1 。
表 1 循环水排污水质
注 :除 p H无单位外 ,其它为 m /。 g1
2 工艺流 程及 说 明
2 1 工 艺 流 程 .
工 艺 流 程 见 图 1 。
絮凝剂 Na I CO
突破发展 ,超滤技术 已逐 步应 用于工业性 生产 的各个 领域 。 超滤对去除 水 中的微粒 、胶体 、细 菌 、热 源和各 种 有机 物 有较好的效果 ,但它几乎不 能截 留无 机离子 。 现场 中试 采用 了 日本东丽 公司 中空 纤维超滤 膜 HF 一 M
分析 。
关 键词 :循 环冷 却排 污水 ;超 滤 ;反 渗 透
中 图分 类号 :X 0 73 文献标 识 码 :B 文章编 号 :17 0 5 (0 7 0 -0 60 6 1— 9 9 2 0 )20 7 -3
题 ,拟采用超 滤作 为反渗 透前 的预 处理 ,本 试验对 超滤 + 反渗透处 理循 环排污水进行 了可行性分析 。
标 准孔径/ m
巫亟

匝因一匦
图 1 工 艺 流 程 图
产水 品
有 效 膜 面积 / m 过 滤水 通 量/m h ・
阻垢 剂 、 原剂 还
最大进水压力/ P ka
最 大 透 膜 压 差 / P ka
30 0
30,常 用 2 0 0 0
4 0
最高运行温度/ ℃ p H值 耐受 范围 运行方式
1 处理 水 量及水 质
1 1 处理 水量 .
本试验 为现场中试规模 ,超 滤处理 量为 4— m / ,反 7 h
渗透处理量 为 3— m / 。 5 d
不 到设计要求 ,出水 S I 偏 高 ,结 果带 来保 安过 滤器 滤 D值
芯更换频繁 ,反 渗透 系统产水 量下 降 ,膜清洗 周期 缩短 等 诸多 问题 ,大大缩 短 了反渗透 膜 的使 用 寿命 ,增加 了系 统 的运行维护成本 J 了解决 上述 工艺 处理 中存 在 的问 。为

要 :本实验采用超滤与反渗透联合 工艺处理矿 区电厂循环冷却排污水,将 出水作为锅炉
补 给水 的原水 。通 过现 场试验 ,研 究 了超 滤 系统对 于该循 环排 污水 的耐 受性 、超 滤与反 渗透联 合
工艺的可行性 ,确定了超滤与反渗透 系统的最佳 工况,并对该工艺处理成本和运行 问题进行 了
2 2 工 艺 流 程 说 明 .
超滤是 当前新 兴 的膜 分离 技术 之一 ,由于制膜 技术 的
收稿 日期 :2 0 06—1 — 9 1 0 基金项 目介 :国家 自然科学基金项 目(0 7 12 56 8 7 )
运行时 1一l O,清洗时 0一l 2
外 压 式 全 量 过 滤
作者简介 :刘建斌( 9 8一) 16 ,男 ,陕西丹凤人 ,博士后 ,主要从事水与废水处理 的教 学与科研工作 。
表 3 高脱 盐型反渗透膜元件 T ML一1 0性能参数表
性 能项
膜材质 有效膜面积/ 标准脱盐率/% 产水量/ m ・ d 最高操作压 力/ P Ma 最高操作温度/ ℃ 进水 p H范 围 最大进水 S I D
2 )进水 p H值 6 1 74 ,温度 2 . 0— .6 5—3  ̄ 0C,设定水 量
3 试 验 结果 与分 析 3 1 试 验参 数确 定与优 化 .
循环排污水经 澄清一过 滤后 进人 U F—R O系统 ,原 水 p H值在 1 右 ,投加 盐酸调节 p 0左 H值 。经过 5个月 的现场 试验 ,超滤运行最适参数 如下 :
1 给 水 1 i,过 滤 3 mn ) mn 0 i,反 洗 1 i,反 洗 水 量 mn 1 m / ,气洗 1 i,排空 2 i。 2 h mn mn
7 6
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20 0 7亦称逆 渗透 ( O) R 。是用一 定的压力 使溶液 中的 溶剂通过反渗透膜 ( 称半透 膜 ) 或 分离 出来 。因为 它和 自然 渗透 的方 向相反 ,故 称反 渗透 。根 据各种 物料 的不 同渗 透 压 ,就可 以使 大于 渗透压 的反 渗透法 达 到分 离、提取 、纯 化 和浓缩 的 目的。反渗透是一种精密 的膜法液体 分离技术 , 它能阻挡 几乎 所 有溶 解性 盐及 分 子 量大 于 10的有 机物 , 0
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20 0 7年第 2期
超 滤 结 合 反渗 透 新 工 艺 处 理 矿 区循 环 冷 却 排 污 水
刘建斌 ,杨 静 静 ,陈
(.北京 师范 大学 环境学 院 ,北京 107 ;2 1 0 8 5 .中 国矿业大学北京校 区 ,北京 10 8 ) 0 0 3
22 0 0,其性能参数 见表 2 。 表 2 中空纤维超滤膜 HF 2 2 M一 0 0性 能参数表
循 排 水 垂 环污 — 亟÷ 匡
L _— 一
叵 ÷亘 卜 垂 压 亘
性能项
膜 材 质
性能参数 聚偏氟乙烯 ( V F PD)
0 0 . 8 7 2 3~l 2
但允许水 分子 透过。 反渗透 系统 的组 成为供 水单 元 、预处 理 系统 、高压 泵
人单元 、膜装 配单元 、仪表及 控制 系统 、渗透 处理 及贮存 单元 、清洗单元 。本 现场 中试 中采 用 了 日本东 丽公 司 的抗 污染 高脱 盐型反渗透膜元件 T ML一1 ,其性能参数见表 3 0 。
为了缓 解矿 区用 水 紧张 的局 面 ,合 理地 利用 水 资 源 , 许 多矿 区开展 了多种用 途 的水 回用 工作 ,其中将 循环 排污 水用 于锅炉补给 水是水 回用 中的一项 重要 工作 。在循 环排 污水处理 中一般采用 “ 多介质 过滤 +活性炭 ”作 为反 渗透
预处理工艺 ,在 实际运 行 中,该 预处理 工艺 的处 理效果 达
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