城市污水在火电厂锅炉补给水系统的应用

1、城市污水在火电厂锅炉补给水系统的应用高 岩（中国大唐集团科技工程有限公司，北京，100097）摘 要：随着水资源的日益短缺，火电厂作为用水大户也面临着越来越多的困境。本文主要介绍采用微滤+反渗透+离子交换处理工艺对城市污水进行再深度处理后作为锅炉补给水的工程实例。该项目为辽宁大唐国际锦州热电厂为实现节水增效的目的，决定用当地城市污水深度处理作为锅炉补给水系统的水源。通过运行表明：城市污水做电厂锅炉补给水，出水合格运行稳定，为实现城市污水资源化开辟了道路。关键词：深度处理污水回用、锅炉补给水、微滤、反渗透、离子交换1 绪论在当今水资源短缺的情况下，部分城市已经开始减少对火电厂的自来水供应量或限制

2、其对地下水的取用，因此为保证机组安全和用水要求，减少环境污染，电厂开始以城市中水经深度处理后做锅炉补给水。污水回用是缓解水资源危机、保护水环境的有效途径之一。辽宁大唐国际锦州热电厂位于辽宁省锦州市大齐村。本期工程建设2300MW国产燃煤发电供热机组，规划容量 4300MW，并留有扩建条件。设计方决定用城市深度处理水做为锅炉补给水的水源，自来水做为备用水源。以锦州市滴水壶污水处理厂出水达到城镇污水排放标准一级B标准。经提升送至电厂，采用微滤+反渗透+离子交换（阳阴床+混床）处理工艺进行深度处理，作为锅炉补给水回用，实现节约用水的目标。2 水质及工艺2.1 污水处理厂出水水质表1 污水厂出水水质指

3、标序号项 目水质控制指标项 目单位1pH值 (25)6.58.52悬浮物mg/L 103浊度NTU 54BOD5mg/L105CODCrmg/L 606铁mg/L 0.37锰mg/L 0.18Cl-mg/L 2509钙硬度（以CaCO3计）mg/L 45010甲基橙碱度（以CaCO3计）mg/L 35011NH3-Nmg/L 512总磷（以P计）mg/L 113溶解性总固体mg/L 100014游离氯mg/L0.0515石油类mg/L 116粪大肠菌群个/mL 2000表2 锅炉补给水水质标准项 目氢电导率（25C）mS/cm二氧化硅mg/L铁mg/L铜mg/L钠mg/LTOC注mg/L氯离子

4、注mg/L挥发处理加氧处理标准值0.200.151510352005期望值0.150.10105122注1：根据实际运行情况不定期抽查2.2 锅炉补给水系统工艺流程大唐国际锦州热电厂锅炉补给水系统工艺方框图见图1。图1 大唐国际锦州热电厂锅炉补给水系统工艺流程图3 锅炉补给水处理工艺流程说明除盐的主要工艺包括反渗透和离子交换处理工艺。当反渗透系统正常稳定运行时，其出水水质高于离子交换系统的进水水质。同时，反渗透系统进水水质相对要求较高，所以预处理系统的运行效果决定了反渗透运行状况的好坏，预处理的主要是为了去除水中的SS、COD、胶体、微生物等易造成反渗透膜元件污堵的物质。本项目采用微滤做为反渗

5、透系统的预处理。因此，在本项目的工艺重点及核心为微滤和反渗透系统。3.1 微滤（MF）系统微滤系统的由原水泵、自清洗过滤器、微滤主机、反洗系统、反洗加药系统、化学清洗系统组成。自清洗过滤器过滤精度100m，采用吮吸式清洗方式。过滤水中的大颗粒悬浮物，防止微滤被大颗粒污堵。反洗加药系统可以微滤系统进行化能量维持反洗时投加次氯酸钠、HCl、NaOH，抑止膜元件中微生物的生长，并清除膜元件内的污染物。微滤膜采用UNA-620A型中空纤维膜，膜元件材质为PVDF，过滤精度0.1m，采用外压式过滤，可进行进气反洗。系统共设计4套，一期为3套，二期为1套，每套微滤装置由36支膜元件组成，净产水量为：90m

6、3/h套。微滤膜设计能量为：60L/（m2h），回收率90%，产生浓水通过排水沟排放至废水池。微滤系统运行包括正常过滤、水反洗、气水反洗、正冲等四个阶段组成。每套微滤运行周期为30min进行一次反洗，同时每天需进行30min的强化能量维持（EFM，Enhanced Flux Maintance），以恢复膜的过滤性能。当微滤系统跨膜压差（TMP）超滤0.15MPa或连续运行超过2个月时，微滤膜则需进行化学清洗（CIP），更好的恢复膜的过滤性能。3.2 反渗透（RO）系统反渗透系统由清水泵、加药系统、5m保安过滤器、高压泵、反渗透主机、冲洗系统和清洗系统组成。保安过滤器过滤精度为5m。加药系统主要

7、投加还原剂、阻垢剂、盐酸等药剂。高压泵为反渗透膜堆提供正常运行所需的能量。反渗透膜元件采用BW30-365FR型卷式复合膜，系统共设计4套，一期为3套，二期为1套，每套反渗透由84支膜元件组成，膜壳按9：5进行排列，每支膜壳内含6支。反渗透设计通量为：18L/（m2h），设计回收率：75%，产生浓水通过排水沟排放至废水池。反渗透主机每次停机或每天至少进行一次停机冲洗，冲洗水取自淡水箱，冲洗时间为：1520min，防止膜元件表面发生污堵或微生物污染。当反渗透膜元件压差上升15%或连续运行2个月时，需进行一次化学清洗（CIP），以恢复膜元件的脱盐效果。3.3 离子交换系统离子交换系统包括阳离子交换

8、器（阳床）、阴离子交换器（阴床）、混合离子交换器（混床）及再生系统。系统共设计3个系列，一期为2个系列，二期为1个系列。每个系统由1台阳床，1台阴床和1台混床组成。阳床规格为：DN2000，树脂层高：2000mm，树脂规格：001x7。阴床规格为：DN2000，树脂层高：2000mm，树脂规格：201x7。混床规格为：DN1600，树脂层高：500/1000mm，树脂规格：001x7MB/201x7MB。阳床和阴床采用单元制串联运行，混床采用母管制并联运行。当阴床出水电导大于2S/cm时，即阳阴床单元失效，需通过再生系统对阳阴床分别进行再生。当混床出水电导大于0.2S/cm时，即混床失效，需通

9、过再生系统对混床进行再生。3.4 运行效果该项目通过一年的正常运行后，系统最终出水水质如下：项 目氢电导率（25C）mS/cm二氧化硅mg/L铁mg/L铜mg/L钠mg/LTOC注mg/L氯离子注mg/L挥发处理加氧处理标准值0.200.151510352005期望值0.150.10105122实际值0.100.08512注：实际值为根据电厂具体运行数据统计整理后得出。3.5 附属系统本工程全部生产运行环节由操作员站PLC进行控制，可实现整个锅炉补给水系统的自动化运行。同时，车间内所有生产流程及出水水质可传输至集控DCS，实现集控中心对锅炉补给水系统的远程控制及监测，达到车间无人值守的要求。4

10、 技术经济本工程直接投资为：2400万元。采用城市深度处理污水制备除盐水，其中生产成本主要包括：动力费2.40元/吨，人工费0.15元/吨，药剂费0.50元/吨，膜元件折旧更换费0.65元/吨，酸碱再生费0.36元/吨，其它费用0.30元/吨，由此可知，每吨合格除盐水的制备成本为：4.45元/吨。低于传统工艺即用城市自来水直接通过离子交换工艺制备除盐水的8.00元/吨的制备成本。5 结论（1）采用微滤+反渗透+离子交换处理工艺对城市深度处理污水进行再深度处理后作为锅炉补给水，在技术上切实可行。经连续运行表明，该系统出水水质稳定，处理效果良好。达到了保证电厂机组正常运行和节能节水的目标；（2）微滤和反渗透系统的稳定运行，可保证阳阴床单元再生周期大概在1个月左右，混床的再生周期可达到23个月左右，极大的降低了酸碱用量，从而减少了电厂锅炉补给水系统带来的酸碱二次污染问题；（3）实现了城市生活污水的循环再利用，达到了节水增效的目的，同时取得了良好的社会效益和经济效益。使得其在电力、化工或水资源缺乏地