化学水处理系统方案的比较

所属栏目:水力论文 发布日期:2017-12-23 14:02 热度:

   电厂化学水处理系统在电厂的正常运行中发挥着至关重要的作用,本文列举了化学水处理系统方案,并对此进行分析比较。

浙江水利科技

  《浙江水利科技》浙江省杂志发表,创刊于1973年,由浙江省水利河口研究院、浙江省水利学会主办。是经国家科委批准的集实用性、技术性、学术性一体的水利专业期刊,主要服务对象是广大水利科技人员和管理人员,信息量大,可读性强。是浙江省水利行业唯一的公开出版的技术类刊物。

  为了更加充分、合理得利用水资源,响应国家对水资源节约保护的各项政策,实现保护环境、节约水资源的目标,本文针对火电厂化学水处理系统提出了两种方案,分别为:一级除盐加混床(过滤器+超滤+反渗透+一级除盐+混床)和全膜法(过滤器+超滤+一级反渗透+二级反渗透+EDI)两种方案。同时,以工艺合理、技术先进,能够实现安全、经济运行,满足环保要求,以合理的投资获得最大的综合经济效益为原则,对其进行了详细的经济技术比较。其中,一级除盐加混床是一种技术成熟可靠,投资较低,运行费用低,系统稳定的传统工艺,应用最为广泛。全膜法是一种新型的水处理工艺系统,具有技术先进、环保水平高、系统自动化程度高等优点。

  1 引言

  除盐水水质的优劣直接决定了发电机组运行的经济性和安全性。废水的处理及回收利用,则是对环境保护和降低运行成本的有利保障。根据机组的不同型式,主要包括以下几个系统:锅炉补给水处理系统、凝结水精处理系统、工业废水处理系统、循环水处理系统、热力系统加药及取样监测系统、脱硫废水处理系统、生活污水处理系统、含煤废水处理系统等,另外根据水源及水质的不同,有些电厂还包括海水淡化系统、再生水处理系统等。根据水源及水质的不同,锅炉补给水处理系统工艺方案众多,主要包括以下三种水处理工艺:过滤器+一级除盐+混床、过滤器+反渗透+一级除盐+混床、过滤器+超滤+反渗透+EDI 等系统。目前应用较多的是后续两种水处理工艺系统,本篇文章重点对这两种工艺进行技术及经济比较。

  2 化学水处理系统方案比较

  2.1 水源水质

  电厂水源较多,主要包括地表水(水库水、河水等)、地下水、海水、城市中水等。为保护地下水资源,国家已禁止采用地下水作为电厂用水,鼓励采用城市中水,做到水资源的循环利用。表1为中的水质作为本篇文章的研究资料,仅供本文使用。

  2.2 以某2X660MW 机组为例,确定锅炉补给水处理容量

  对于2X660MW机组水汽循环损失,每小时需要补给除盐水56.94吨,加上由于其它蒸汽损失所需要的除盐水每小时10吨之后,即锅炉每小时总共需要补给除盐水66.94吨。

  2.3 选择系统工艺

  根据原水水质特点及机组对水质的要求,对以下两个方案进行比较选择:方案一:水库水(经过澄清、过滤)→生水箱→生水泵→双介质过滤器→超滤装置→超滤水箱→反渗透给水泵→反渗透装置→淡水箱→淡水泵→强酸阳离子交换器→强碱阴离子交换器→混合离子交换器→除盐水箱→除盐水泵→主厂房。方案二:水库水(经过澄清、过滤)→生水箱→生水泵→双介质过滤器→超滤装置→超滤水箱→一级反渗透给水泵→一级反渗透装置→中间水箱→二级反渗透给水泵→二级反渗透装置→淡水箱→淡水泵→EDI 装置→除盐水箱→除盐水泵→主厂房。经上述两种方案处理后,锅炉补给水水质:电导率(25℃)≤0.15μs/cm,SiO2≤10μg/L,TOC≤200μg/L。两种方案出水水质均能够满足机组对水质的要求。

  2.4 两种方案的设备规范和技术比较

  2.4.1 两种方案的主要设备规范

  (1)方案一水处理系统设2×114t/h 的超滤装置,2×75t/h 的反渗透,2×150t/h 的一级除盐+混床离子交换设备,锅炉补给水处理系统主要设备规范如表2所示。

  (2)方案二的主要设备规范如表3所示。

  2.4.2 两种方案的技术特点

  (1)方案一技术特点是采用反渗透装置用于预脱盐工艺,脱除水质中约97%的盐量,剩余盐量进入一级除盐加混床系统。一级除盐加混床技术是一种传统的成熟的离子交换除盐系统,运行稳定可靠。一级除盐为单元制,共两列。方案一为传统的配置方案,具有技术成熟、可靠,且对水质、水量的适应能力强等优点,系统出力稳定、操作弹性大,适应的水质范围广,对运行人员的要求低,也是目前广泛采用也是最为可靠的除盐方法,技术非常成熟。缺点是离子交换树脂需定期进行再生,有酸碱废液排放,但因有反渗透预除盐系统,极大延长了再生周期,酸碱排放量小。

  (2)方案二技术特点:电除盐(EDI)是利用装填在阴、阳离子交换膜之间的离子交换树脂来去除水中的离子,又利用电渗析的直流电场为推动力,一方面使树脂间的水解离成H+和OH-来不断地使树脂再生,另一方面使树脂再生交换下来的离子迁入另一水体。既克服了电渗析不能深度脱盐的缺点,又弥补了离子交换不能连续工作、需消耗酸碱再生的不足,把离子交换、离子迁移、树脂再生融为一起,达到连续除盐连续再生的目的。该方案中EDI 系统出力按2×75t/h 考虑;二级RO 系统出力按2×84t/h 考虑;一级RO 系统出力按2×93t/h 考虑。系统中RO 和EDI 均为动态的除盐过程,设备运行的同时有浓水排出,二级RO 与EDI 系统排水由于水质较好,均回收至前一级系统进行循环使用,2 套设备同时运行。

  EDI 方案具有工艺系统连接简单,自动化程度高,运行操作和维护方便,占地面积小,不需要酸碱再生等优点,对环境无污染无需排放酸碱废水,为绿色环保技术。但EDI 采用两级反渗透产水,对进水要求较高且对水质、水量变化的适应能力低,药品费及膜更换费用高。同时,EDI 设备也存在检修维护工作量较大的问题。

  2.5 两种方案占地比较

  两种方案的占地情况如表4所示,从表中可以看出:方案二占地面积较小。

  2.6 两种方案投资及运行费用比较

  2.6.1 两种方案投资比较

  两种方案的投资情况如表5所示。从表中可以看出,方案一投资费用较低。

  2.6.2 两种方案运行费用比较

  两种方案的运行费用情况如表6所示。从表中可以看出,方案一运行费用较低。

  3 结语

  通过上述分析,可以得出如下结论:方案一技术成熟可靠,投资比全膜法方案低约280 万元,运行费用比全膜法方案低约117.4 万元/年。虽然有一定的酸碱消耗,但是由于采用了反渗透作为预处理措施,大大延迟了再生的频率,降低了酸碱的消耗。酸碱废水中和回用,几乎不会对环境造成危害。

文章标题:化学水处理系统方案的比较

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