葉小偉，華靜芳

(上海華電閔行能源有限公司，上海 201108)

0 引言

近年來(lái)，以超濾、反滲透(RO)、電解除鹽(EDI)為代表的膜分離技術(shù)作為新型的水處理應(yīng)用技術(shù)取得了跨越式的發(fā)展。膜分離技術(shù)用于電廠水處理系統(tǒng)，工藝簡(jiǎn)單、運(yùn)行維護(hù)方便、環(huán)境友好、產(chǎn)品水質(zhì)量穩(wěn)定可靠，受到普遍歡迎，在電力系統(tǒng)中得到了廣泛應(yīng)用。

1 傳統(tǒng)工藝和膜法工藝介紹

傳統(tǒng)的水處理技術(shù)主要采用預(yù)處理+陽(yáng)床+陰床+混床的全離子交換工藝。通過(guò)多介質(zhì)過(guò)濾+活性炭過(guò)濾預(yù)處理地表水，用陽(yáng)床+陰床+混床的全離子交換確保水質(zhì)穩(wěn)定達(dá)標(biāo)。

膜法工藝是指超濾+RO+EDI的處理工藝，該工藝主要采用膜分離技術(shù)制取脫鹽水。超濾是在一定的壓力下，使大分子溶質(zhì)不能透過(guò)而小分子溶質(zhì)能透過(guò)一定孔徑的特制薄膜，使水得到純化的技術(shù)。RO是一種以壓力差為推動(dòng)力，從溶液中分離出溶劑的技術(shù)，因?yàn)樗妥匀粷B透的方向相反，故稱反滲透。EDI利用兩端電極高壓使水中帶電離子移動(dòng)，并配合離子交換樹(shù)脂及選擇性樹(shù)脂膜以加速離子移動(dòng)去除而進(jìn)行深度除鹽。

2 傳統(tǒng)工藝和膜分離工藝特點(diǎn)對(duì)比

某項(xiàng)目一期建設(shè)260MW級(jí)燃?xì)猓羝?lián)合循環(huán)供熱機(jī)組，根據(jù)現(xiàn)有的熱負(fù)荷資料以及保證機(jī)組各項(xiàng)水汽質(zhì)量指標(biāo)符合GB/T 12145—2008《火力發(fā)電機(jī)組及蒸汽動(dòng)力設(shè)備水汽質(zhì)量》的相關(guān)規(guī)定，對(duì)該工程水源水質(zhì)進(jìn)行取樣分析(2012年3月)，結(jié)果見(jiàn)表1。

對(duì)該項(xiàng)目一期工程的鍋爐補(bǔ)給水處理系統(tǒng)采用的傳統(tǒng)工藝和膜法工藝進(jìn)行了比較。

表1 某工程水源水質(zhì)取樣結(jié)果

2．1 出水水質(zhì)

2種工藝都能滿足項(xiàng)目一期工程鍋爐補(bǔ)給水的水質(zhì)要求。傳統(tǒng)工藝出水濁度設(shè)計(jì)值≤3度，對(duì)污染指數(shù)(SDI)值無(wú)法控制，通常為3～4。膜法工藝出水SDI一般≤2，提高了系統(tǒng)的產(chǎn)水率。傳統(tǒng)工藝只能對(duì)有機(jī)物進(jìn)行一定的去除，難以去除微生物，膜法工藝可以攔截有機(jī)物及細(xì)菌等微生物，可有效預(yù)防系統(tǒng)微生物的滋生，對(duì)水處理系統(tǒng)進(jìn)行很好的保護(hù)，同時(shí)可減少殺菌劑用量。傳統(tǒng)工藝一般需設(shè)置混凝/助凝加藥裝置，增加了后續(xù)反滲透系統(tǒng)的污堵風(fēng)險(xiǎn)。

2．2 投資成本

該期工程按照初設(shè)階段的供熱負(fù)荷確定補(bǔ)給水量為120m3/h，最終都采用3×60 m3/h的設(shè)計(jì)方案，2種工藝的建設(shè)成本對(duì)比見(jiàn)表2。

表2 2種工藝的建設(shè)成本比較 萬(wàn)元

由此分析:膜法工藝的設(shè)備購(gòu)置費(fèi)比傳統(tǒng)工藝高，但膜法工藝廠房占地面積是傳統(tǒng)工藝的1/2，車間凈高也低于傳統(tǒng)工藝，土建投資比傳統(tǒng)工藝低，總建設(shè)成本相差不大。

2．3 運(yùn)行成本

從該項(xiàng)目的年運(yùn)行小時(shí)、電費(fèi)成本、當(dāng)?shù)厮幤穬r(jià)格、樹(shù)脂價(jià)格、超濾及反滲透更換周期、生產(chǎn)定員等方面分析了膜法工藝和傳統(tǒng)工藝的運(yùn)行費(fèi)用，具體見(jiàn)表3。

表3 膜法工藝和傳統(tǒng)工藝運(yùn)行費(fèi)用 萬(wàn)元/年

膜法工藝和傳統(tǒng)工藝都需要進(jìn)行反洗。傳統(tǒng)工藝運(yùn)行時(shí)需要使用混凝劑、助凝劑、殺菌劑等加藥系統(tǒng)，膜法工藝反洗需要酸、堿、殺菌劑等輔助加藥系統(tǒng)。經(jīng)分析比較，傳統(tǒng)工藝和超濾工藝運(yùn)行成本基本相當(dāng)。

2．4 占地面積

受預(yù)處理和離子交換的局限，傳統(tǒng)工藝多介質(zhì)+活性炭裝置的占地面積遠(yuǎn)大于膜法工藝裝置的占地面積。一般情況下，膜法工藝裝置占地面積僅為傳統(tǒng)工藝裝置的50%左右。

2．5 操作穩(wěn)定性比較

傳統(tǒng)工藝和膜工藝都可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)運(yùn)行。但多介質(zhì)、活性炭等濾料清洗維護(hù)工作量大，特別是活性炭在有機(jī)物吸附飽和后需進(jìn)行活性炭的更換及再生。運(yùn)行良好的膜法水處理系統(tǒng)可運(yùn)行5年以上，而且不需要進(jìn)行任何人力維護(hù)。同時(shí)，采用膜法工藝能有效減少設(shè)備的維護(hù)工作量，有利于系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行。

3 結(jié)束語(yǔ)

傳統(tǒng)工藝有著設(shè)備占地面積大、系統(tǒng)操作維護(hù)頻繁復(fù)雜、出水水質(zhì)呈周期性波動(dòng)的缺陷，而且需要投加絮凝劑和耗費(fèi)大量的酸堿，不利于環(huán)境保護(hù);同時(shí)，離子交換器多為直徑較大的罐體，體積大、質(zhì)量大，不便于運(yùn)輸及安裝調(diào)試，施工周期長(zhǎng)。膜法工藝從根本上降低了酸堿以及酸堿廢水的環(huán)境污染問(wèn)題，且出水水質(zhì)穩(wěn)定、可靠，運(yùn)行費(fèi)用低，設(shè)備采用模塊化設(shè)計(jì)，可任意拆卸、組裝，配置靈活，安裝調(diào)試方便，運(yùn)行維護(hù)和設(shè)備維修工作量少;設(shè)備結(jié)構(gòu)緊湊，占地少、質(zhì)量小，便于運(yùn)輸和安裝調(diào)試;超濾和反滲透裝置均為撬裝設(shè)備，出廠前已進(jìn)行了調(diào)試檢驗(yàn)，大大減少了現(xiàn)場(chǎng)的安裝調(diào)試工作，縮短了施工周期。與傳統(tǒng)處理工藝相比，具有較大的經(jīng)濟(jì)、技術(shù)和環(huán)保優(yōu)勢(shì)。

因此，膜法工藝是一種先進(jìn)且成熟的工業(yè)水處理工藝，在環(huán)保、可靠性、經(jīng)濟(jì)性等方面比傳統(tǒng)工藝更具優(yōu)勢(shì)，將逐漸取代傳統(tǒng)工藝。

［1］許振良．膜法水處理技術(shù)［M］．北京:化學(xué)工業(yè)出版社，2001．

［2］周柏青．全膜法水處理技術(shù)［M］．北京:中國(guó)電力出版社，2001．

［3］張葆宗．反滲透水處理應(yīng)用技術(shù)［M］．北京:中國(guó)電力出版社，2004．

［4］范茂軍，張東，傅金祥．粉末活性炭和超濾膜組合工藝深度處理黃浦江原水［J］．沈陽(yáng)建筑大學(xué)學(xué)報(bào):自然科學(xué)版，2006，22(5):799 －803．