论文部分内容阅读
【摘 要】反渗透技术由于具有除盐率高、易于自动化操作等特点，在海水淡化、纯水制备等方面得到了广泛的应用。特别近年来，在电力行业锅炉补给水预脱盐、循环水排污水再利用等方面的应用越来越普及。文章以新疆西气东输二线压气站余热发电项目工程为例，介绍了几种水处理方案，并综合比较了几种方案的优劣。
【关键词】反渗透技术；电厂水处理
1.水处理的规模及水处理方案
本工程为西气东输二线精河压气站配套工程，将废气通过余热锅炉产生中压、低压过热蒸汽用于汽轮发电机发电。本工程水处理量约为30t/h。
根据锅炉汽水系统对补给水的水质要求，拟采用以下锅炉补给水处理系统方案进行对比：
方案一：反渗透装置+脱气膜装置+EDI
生水→生水箱→生水泵→汽水混和加热器→双层滤料过滤器→活性炭过滤器→5μ保安过滤器→高压泵→反渗透装置→缓冲水箱→缓冲水泵→脱气膜装置→EDI装置→除盐水箱→除盐水泵→主厂房。
方案二：二级反渗透装置+EDI
生水→生水箱→生水泵→汽水混和加热器→双层滤料过濾器→活性炭过滤器→一级5μ保安过滤器→一级高压泵→一级反渗透装置→除碳器→中间水箱→中间水泵→二级5μ保安过滤器→二级高压泵→二级反渗透装置→二级反渗透缓冲水箱→缓冲水泵→EDI装置→除盐水箱→除盐水泵→主厂房。
方案三：反渗透装置+混床
生水→生水箱→生水泵→汽水混和加热器→双层滤料过滤器→活性炭过滤器→5μ保安过滤器→高压泵→反渗透装置→除碳器→中间水箱→中间水泵→混床→除盐水箱→除盐水泵→主厂房
上述系统出水水质均为：
二氧化硅 ≤20μg/L
电导率 ≤0.2μs/cm（25℃）
硬度 ≈ 0μmol/L
二氧化硅：应保证蒸汽二氧化硅符合标准。
2.方案比较及分析
从以上的方案我们不难看出，三个方案的最大区别在于精除盐系统的选择，方案三选择的为混床，这是一种传统的除盐工艺，通过离子交换树脂来完成除盐的过程。而方案一、二选择的均为EDI，这是一种新型的除盐工艺，是一种电渗析和离子交换结合的产品，无需再生，无环境污染。
2.1工艺技术分析
方案一：一级反渗透RO+膜脱气+EDI
优势：
（1）EDI工艺技术最敏感最脆弱的是弱电解质，通过膜脱气技术将CO2除掉，大大减轻了EDI 的弱电解质负荷，使EDI运行完全稳定；
（2）EDI工艺技术担心有CaCO3浓水室的结垢形成，导致频繁的清洗，而通过脱除CO2，将其进水浓度控制在2ppm或1ppm以下，人为的打破离子平衡，消除了CaCO3结垢的阴离子因素，从而在高的进水硬度条件下运行，EDI也不会结垢；
（3）膜脱气技术非常节能，功率消耗只是二级反渗透的10%左右，一般脱气膜运行功耗为：0.08～0.12kWh/m3产水，取决于进水CO2的水平和出水CO2的要求；
（4）工艺流程短，辅助设备和电控单元的投资可以大大节省，而且可以减少水的多次提升；
（5）膜脱气设备占地很少，只需要二级反渗透设备面积的10%左右；
（6）方案一和方案二相比，方案一的整体设备投资要比方案二节省30%以上。
方案二：二级反渗透+EDI
劣势：
（1）反渗透的设计规模庞大，根据整个系统流量平衡计算，“一级RO+二级RO”总体设计进水量为增加；
（2）由于一级RO的设计规模要放大25%，因此，机械过滤器的设计规模最少要增大25%；
（3）二级RO的功率消耗相当巨大，一般RO运行功耗为：0.8～1.0kWh/m3产水；
（4）增加一级反渗透系统功耗，大约为0.4～0.5kWh/m3产水；
（5）辅助设备和电控单元的投资很大；
（6）设备整体占地面积大。
方案三：一级反渗透+混床
劣势：
（1）需要设计采用酸碱对离子交换树脂进行再生；
（2）需要设计酸碱废水的收集、处理、排放等辅助系统；
（3）容易产生严重的安全和设备腐蚀；
（4）每年酸碱费用和防腐费用较大；
（5）辅助设备和电控单元的投资较大；
（6）主体设备和辅助设备系统的整体占地面积大。
2.2水处理方案综合比较
混床技术虽然成熟，但是有许多应用上的缺点，而EDI技术是对二级除盐技术的革命，也是未来的趋势，当然EDI有众多应用上的优势，比较如表1。
3.结论
根据本项目的原水水质、产水要求、工艺技术分析。在满足系统产水水质的要求，以及满足安全可靠稳定运行的条件下，同时，结合国家的节约用水、节约资源、减少污染、节能降耗、保护环境和科技领先的政策指导，我们建议优先选择先进的EDI（电去离子技术）工艺作为二级除盐工艺路线，重点推荐工艺：方案一：机械过滤器+一级反渗透+脱气膜+EDI。
【关键词】反渗透技术；电厂水处理
1.水处理的规模及水处理方案
本工程为西气东输二线精河压气站配套工程，将废气通过余热锅炉产生中压、低压过热蒸汽用于汽轮发电机发电。本工程水处理量约为30t/h。
根据锅炉汽水系统对补给水的水质要求，拟采用以下锅炉补给水处理系统方案进行对比：
方案一：反渗透装置+脱气膜装置+EDI
生水→生水箱→生水泵→汽水混和加热器→双层滤料过滤器→活性炭过滤器→5μ保安过滤器→高压泵→反渗透装置→缓冲水箱→缓冲水泵→脱气膜装置→EDI装置→除盐水箱→除盐水泵→主厂房。
方案二：二级反渗透装置+EDI
生水→生水箱→生水泵→汽水混和加热器→双层滤料过濾器→活性炭过滤器→一级5μ保安过滤器→一级高压泵→一级反渗透装置→除碳器→中间水箱→中间水泵→二级5μ保安过滤器→二级高压泵→二级反渗透装置→二级反渗透缓冲水箱→缓冲水泵→EDI装置→除盐水箱→除盐水泵→主厂房。
方案三：反渗透装置+混床
生水→生水箱→生水泵→汽水混和加热器→双层滤料过滤器→活性炭过滤器→5μ保安过滤器→高压泵→反渗透装置→除碳器→中间水箱→中间水泵→混床→除盐水箱→除盐水泵→主厂房
上述系统出水水质均为：
二氧化硅 ≤20μg/L
电导率 ≤0.2μs/cm（25℃）
硬度 ≈ 0μmol/L
二氧化硅：应保证蒸汽二氧化硅符合标准。
2.方案比较及分析
从以上的方案我们不难看出，三个方案的最大区别在于精除盐系统的选择，方案三选择的为混床，这是一种传统的除盐工艺，通过离子交换树脂来完成除盐的过程。而方案一、二选择的均为EDI，这是一种新型的除盐工艺，是一种电渗析和离子交换结合的产品，无需再生，无环境污染。
2.1工艺技术分析
方案一：一级反渗透RO+膜脱气+EDI
优势：
（1）EDI工艺技术最敏感最脆弱的是弱电解质，通过膜脱气技术将CO2除掉，大大减轻了EDI 的弱电解质负荷，使EDI运行完全稳定；
（2）EDI工艺技术担心有CaCO3浓水室的结垢形成，导致频繁的清洗，而通过脱除CO2，将其进水浓度控制在2ppm或1ppm以下，人为的打破离子平衡，消除了CaCO3结垢的阴离子因素，从而在高的进水硬度条件下运行，EDI也不会结垢；
（3）膜脱气技术非常节能，功率消耗只是二级反渗透的10%左右，一般脱气膜运行功耗为：0.08～0.12kWh/m3产水，取决于进水CO2的水平和出水CO2的要求；
（4）工艺流程短，辅助设备和电控单元的投资可以大大节省，而且可以减少水的多次提升；
（5）膜脱气设备占地很少，只需要二级反渗透设备面积的10%左右；
（6）方案一和方案二相比，方案一的整体设备投资要比方案二节省30%以上。
方案二：二级反渗透+EDI
劣势：
（1）反渗透的设计规模庞大，根据整个系统流量平衡计算，“一级RO+二级RO”总体设计进水量为增加；
（2）由于一级RO的设计规模要放大25%，因此，机械过滤器的设计规模最少要增大25%；
（3）二级RO的功率消耗相当巨大，一般RO运行功耗为：0.8～1.0kWh/m3产水；
（4）增加一级反渗透系统功耗，大约为0.4～0.5kWh/m3产水；
（5）辅助设备和电控单元的投资很大；
（6）设备整体占地面积大。
方案三：一级反渗透+混床
劣势：
（1）需要设计采用酸碱对离子交换树脂进行再生；
（2）需要设计酸碱废水的收集、处理、排放等辅助系统；
（3）容易产生严重的安全和设备腐蚀；
（4）每年酸碱费用和防腐费用较大；
（5）辅助设备和电控单元的投资较大；
（6）主体设备和辅助设备系统的整体占地面积大。
2.2水处理方案综合比较
混床技术虽然成熟，但是有许多应用上的缺点，而EDI技术是对二级除盐技术的革命，也是未来的趋势，当然EDI有众多应用上的优势，比较如表1。
3.结论
根据本项目的原水水质、产水要求、工艺技术分析。在满足系统产水水质的要求，以及满足安全可靠稳定运行的条件下，同时，结合国家的节约用水、节约资源、减少污染、节能降耗、保护环境和科技领先的政策指导，我们建议优先选择先进的EDI（电去离子技术）工艺作为二级除盐工艺路线，重点推荐工艺：方案一：机械过滤器+一级反渗透+脱气膜+EDI。