超滤膜技术用于处理电厂循环冷却排污水

收稿日期:2004-02-25

作者简介:苏金坡(1974-),在读硕士研究生,研究方向为水与废水处理技术。

超滤膜技术用于处理电厂循环冷却排污水

Using Super -filter Film to Treat Circulating Cooling Water Drainage

苏金坡1,尹连庆1,莫莉萍1,檀素丽2

(1.华北电力大学环境工程与科学学院,河北　保定　071003;

2.河北省第四建筑工程公司,河北　石家庄　051000)

摘要:在简单介绍超滤的分离机理、分离性能之后,阐述了超滤膜技术可用于处理电厂循环冷却排污水,有效去除循环冷却水的悬浮物,降低胶体含量,对COD Cr 的去除率在65%以上,出水SDI ≤1.5,超滤膜处理过的循环冷却排污水的水质、水量可满足反渗透进水要求。

关键词:循环冷却水超滤膜;预处理;反渗透

Abstract :After the separation mechanism and performance of su 2per -filter briefly introduced using super -filter to treat drainage water from circulating cooling water can get following results :effectively removal of suspended solid ,reduction of colloid con 2tent ,removing CODc r by more than 65%,and the SDI in outlet water lowered to 1.5or less.The quality and quantity of treated water meet the requirement of inlet water for reverse osmosis.K ey words :circulating cooling waler super -filter film ;pretreat 2ment ;reverse osmosis

中图分类号:T K223.5文献标识码:B

文章编号:1001-9898(2004)03-0035-03

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(U F )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]。

HY DRAcap 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。

HY DRAcap60超滤膜主要技术参数为:需要精度为150μm 预过滤;p H 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/m 2/h ;反洗频率15～60min/次;反洗时间30～60s/次。组件公

称膜面积46m 2,中空丝外径/内径φ0.8mm/φ1.3mm 。2　原水水质及工艺流程2.1　原水水质

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取水地点为河津热电厂#1冷却水池,期间浊度变化为10～30N TU ,进水温度8～20℃。河津电厂循环冷却水水质报告见表1。

表1　循环冷却水水质情况表

项目p H 全硅/

(mg ・L -1)

活性硅

(mg ・L -1)胶体硅/

(mg ・L -1)

参数8.85

67.8

62.28

5.52项目镁/

(mg ・L -1)

总硬度

(mmoL ・L -1)

总碱度

(mmoL ・L -1)

HCO -1/(mg ・L -1)参数1002.4

13.9

8.6

372.2项目钡/

(mg ・L -1)

锶/

(mg ・L -1)

钙/

(mg ・L -1)

CO 32-/(mg ・L -1)参数0.32 3.02

113.2375.00

项目SO 42-/(mg ・L -1)可溶物/

(mg ・L -1)

CL -/(mg ・L -1)浓缩倍率

参数

503.3

1749.4

315.00

4.02

2.2　试验工艺流程

试验工艺流程见图1。

化学清洗箱→化学清洗泵

↓ 原水箱→提升泵→盘式过滤器→超滤滤筒→清水箱

↑ 清水箱→反洗加药泵→超滤反洗泵

图1　试验流程图

HY DRAcap 超滤膜采用恒压控制,全量过滤。

过滤周期分别设置30min 和45min 两个过滤周期。30min 的产水量分别为3.2t/h 、3.6t/h 、4.0t/h ;45min 的产水量为4.0t/h 。为防止循环冷却水夹带大颗粒划伤膜表面,在超滤组件前设置150μm

的盘式过滤器。3　试验结果分析

在试验中,对于超滤膜能否作为反渗透的预处理,主要从超滤产水的水量和水质来考虑。超滤的产水水质必须符合反渗透膜的进水要求,否则反渗透膜会很快被污染,大大影响膜的使用寿命。同时超滤膜产水量需比较稳定,以便于整个设备的宏观设计和运行操作过程的控制。3.1　产水水量图2分别为运行时间为30min 和45min 的产水量随时间的变化曲线。

由图2可知,随着运行时间的延长,此超滤膜能够维持比较稳定的产水量。3.2　产水水质在整个实际运行期间,主要监测了超滤膜进水浊度、产水的浊度、SDI 、COD Cr 、余氯的去除率等几项指标,在此根据其在试验中的变化规律对超滤膜的水处理能力及变化进行讨论。3.2.1　系统浊度变化图2　产水量随时间的变化曲线

运行前后浊度变化见表2。

表2　超滤膜进出水浊度变化表

运行时间/h

进水浊度/N TU

出水浊度/N TU

1/225.30.1522.20.101016.70.071525.30.102022.40.102522.90.0.93021.60.083520.70.074018.90.0745

19.8

0.08

由表2可知,在不同进水水质、不同过滤周期、不同处理水量的条件下,出水浊度可稳定在0.07～0.11N TU 之间,水质稳定,满足反渗透进水要求。3.2.2　出水SDI

经超滤膜处理后水的SDI 变化见图3。

图3　超滤膜后水的SDI 变化曲线

由图3可知,在系统稳定运行过程中,产水的SDI 都保持在2以下,完全可以满足反渗透进水对SDI 的要求。3.3　COD Cr 和余氯的去除率在不同的产水量、不同的运行周期下测得超滤膜前后的COD Cr 和余氯的关系曲线,见图4、图5。

由图4、图5可以看出,超滤膜对COD Cr 的去除

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