火电厂废水深度处理回用技术研究及工程应用

沙谦 梁静

摘要：某火电厂采用药剂软化+ 管式膜固液分离+高压反渗透脱盐处理高含盐废水，介绍了其工艺流程和出水水质，并对系统性能进行试验，结果表明，该废水处理系统运行稳定，高压反渗透装置回收率≧95%，脱盐率≧90%，出水水质指标符合回用要求，能够普满足生产需求。

关键词：管式膜;高盐废水;反渗透

0     前言

某火电厂外排水主要为循环冷却水系统排污水和高含盐废水，为进一步节约水资源，降低公司发电水耗，杜绝废水外排，电厂实施了废水深度处理项目，增加TMF膜装置和高压反渗透装置，将循环冷却水系统排污水和高含盐废水经深度处理作为循环水补水及锅炉补给水水源回用。浓缩减量后产生的高浓盐水一部分引致煤泥系统利用，一部分用于煤场降尘及灰库放灰加湿。

1     工艺流程及出水水质

1.1  工艺流程

二期冷却塔排污水同暗涵水一起汇入集水池，经提升泵进入慢速脱碳装置去除部分硬度、胶体和悬浮物，出水在经过无阀过滤器深度去除胶体和悬浮物，过滤后的水经加酸调节PH后自流入中间水池。中间水池出水一部分供二期冷却塔使用;另一部分出水流入调节池经过滤器+ 超滤+ 反渗透处理后供除盐系统使用，反渗透浓水先经药剂软化去除大部分硬度和少量硅后进入管式软化膜装置，进行固液分离，再进入高压反渗透装置做减量化处理，产出的清水供二期冷却塔使用，浓水供拌灰等使用。图1 为反渗透浓水处理系统工艺流程图。

1.2出水水质

按最大循环水排污量及反渗透浓水排放量考虑设计处理能力，设计处理能力为60m3/h。设计出水水质满足《城市污水再生利用工业用水水质》，具体设计出水水质如下：浊度≦2NTU，COD2mg/l，电导率≦210us/cm，总硬度≦5mg/l，悬浮物≦5mg/l，二氧化硅≦0.5mg/l，PH6-9，余氯≦0.1mg/l。

2主要处理单元

废水水源是经过RO浓缩处理的反渗透浓水，此水质特点是盐分、硬 度及碱度高，且水量大，无法直接回收利用，需要进一步进行浓水减量化。根据水质特点，选用软化预处理+ 浓缩组合工艺进行处理。大大缩短流程，并且经一次性加药反应之后，通过过滤分离就可将钙、镁、钡、锶和二氧化硅这些无机致垢成分降至极低的程度，有效保护后续的回收反渗透单元，并大大提高其回收率。其中的管式膜是本处理工艺的最关键部分，承担着取代沉淀池做固液分离和向后端回收反渗透装置输送合格进水的双重功能。

2.1反应槽

高含盐废水流入反應槽，在第一反应槽内添加相关药剂，进行pH粗调，形成碳酸钙和氢氧化镁的沉淀物，同时氢氧化镁携带二氧化硅形成共沉淀，然后废水流入第二反应槽，继续补充添加药剂（液碱），对pH进行精调，使得反应更加完全。两级反应槽分别进行机械搅拌和pH监控。经过反应后的水（含有反应生成的悬浮固体）溢流到管式膜的浓缩槽内，用循环泵输送到管式膜进行固液分离。同时，还产生一定量的浓缩液（污泥），需要送往污泥脱水系统，经过板框压滤机脱水之后，脱水泥饼委外处理或直接填埋，脱离水则回流到系统前端再次处理。

2.2  管式膜系统

管式膜系统由浓缩水池、管式膜和其他配套设备组成。浓缩水池可接收不断被管式膜浓缩的污水，保持污泥浓度达到最佳状态。管式膜的结构是膜被浇铸在多孔材料管的内部。含被过滤物质（固体）的水流透过膜后，再透过多孔支撑材料，进入产水侧（水被净化）。被膜截留的固体颗粒在水流的推动下，不会停留在膜的表面，而是在膜表面起到一定的冲刷作用，避免污染物在膜表面停留。

与普通的中空纤维超滤不同，管式膜可以承受很高的污泥浓度（2-5%），和极高的pH值，在pH为强碱性的条件下也能正常稳定的工作。管式膜产水基本无压，自流到过滤水槽，在出水管道设置PH调整槽，添加酸将pH回调到大约7.5-8.0。

2.3  高压反渗透膜工艺

反渗透高压膜系统采用一套设计，设计进水60m3/h，回收率≥75%，设计膜运行通量不大于15L/m2.h。配置膜系统84支膜元件，6芯膜壳，膜组件选用国际知名品牌。

反渗透的工作过程是原水在膜的一侧从一端流向另一端，水分子通过膜表面，从原水侧到达另一侧，而无机盐离子就留在原水侧。随着原水的流程逐渐增长，水分子不断从原水中取走，留在原水中的含盐量逐渐增大，即原水逐步得到浓缩，而最终成为浓水，从装置中排出。

设计回收率大于75%，且进水为前端反渗透浓水，含盐量高，处理难度大，为保证出水稳定达标，且将浓水产量降到最低，现设计一级多段反渗透工艺，浓水经软化除盐后进入反渗透经浓缩分离后，最终产水率达80%，浓水回收约12m3/h。

3运行情况

经过对废水处理系统进行168小时试运行，系统出水水质统计见表2。由表1 可见，在性能测试过程中，工业废水处理系统出水水质指标全部满足设计要求

4结论

通过实验表明，药剂软化+ 管式膜固液分离+ 高压反渗透脱盐处理高含盐废水系统运行稳定，出水水质符合设计要求，满足火电厂工业用水水质要求。选择行业领先的管式膜技术，缩短了工艺流程、减少了系统占地面积、减少化学药品用量，综合成本也大大下降。该项目实施完成后，解决了循环水对设备腐蚀的问题，确保机组长周期运行;同时将浓缩减量后产生的高浓盐水一部分引致煤泥系统利用，一部分用于煤场降尘及灰库放灰加湿，实现了废水近零排放目标，对生态环境做出了贡献，树立企业良好的社会形象。

参考文献：

[1]GB/T50050-2017工业循环冷却水处理设计规范

[2]GB/T19923-2005城市污水再生利用工业用水水质

[3]   张文耀，张志勇.抗污染超滤- 反渗透膜在电厂中水回用中的应用.给水排水，2014，40（12）：：5-55.

[4]   王晓义.高效反渗透技术在市政污水回用中的应用.工业用水与废水，2013，44（1）：78-80.