二级RO和EDI新工艺组合在天然气热电厂中的应用

张 俊

（中电环保股份有限公司，江苏 南京 211100）

1 工程概述

黄埔电厂天然气热电联产工程建设2台400 MW级（F级改进型）燃气-蒸汽联合循环热电联产机组锅炉补给水系统，其采用“超滤+一级反渗透RO+二级反渗透RO+EDI除盐”工艺。本工程锅炉补给水处理系统的水源采用广州市珠江水，根据进水水质的分析和锅炉对补给水的水质要求，该工程项目在建设中采用了“全膜法工艺”[1]。该工艺稳妥地利用先进技术和设备，确保水系统的处理效果，并在设计中采用适合我国国情的自动化仪器及监测仪表，提高了自动控制及管理水平。该工艺还采用模块化标准系统，占地面积小，可有效减少土建投资。整个锅炉补给水处理系统设备经调试和实际运行，其出水水质稳定达标，且系统运行操作简单、维护量小。

2 设计方案

2.1 原水水质

原水采用广州市珠江水，在不同时期对其进行采样，水质报告见表1。

表1 广州市珠江水采样水质情况表

2.2 设计产水水量

根据黄埔天然气热电联产项目锅炉补给水的要求，系统设计为4×215 t/h超滤装置（净出力）+4×184 t/h一级反渗透装置+4×171 t/h二级反渗透装+4×154 t/h EDI装置，并且要3用1备。

2.3 设计产水水质

根据锅炉补给水的要求，设计除盐水的产水品质需要达到如下标准：硬度：≈0 mol/L；二氧化硅：≤10 g/L；电导率（25℃）：≤0.10 S/cm；TOC：≤200 g/L。

2.4 GETM EDI 进水技术要求

2.4.1 使用条件

最高运行压力：4.14 MPa；最高运行温度：45 ℃；连续运行pH值范围：2～10.6；短期清洗pH值范围：1～12；单只膜组件最大压差：0.07 MPa；允许游离氯含量：＜0.1 mg/L。

2.4.2 装置运行时脱盐率（10℃时）

机组168 h期间≥97%，三年内≥96%，五年内≥95%，除满足脱盐率外，产水化学指标还需满足EDI装置进水要求，具体指标如下：活性硅＜250 g/L；二氧化碳＜2 mg/L；铁＜50 g/L；锰＜50 g/L；TOC＜500 g/L；硬度（以CaCO3计）＜500 g/L；电导率<20 μS/cm（25 ℃）；pH值范围为5～9；SDI15＜1。

2.4.3 特别说明

各类进水水质指标不能独立分析，各进水水质指标相互之间有很强的逻辑关系和制约关系，需要综合分析各类进水指标存在的条件，选择稳定和经济性的工艺手段解决EDI的进水负荷。

2.5 系统工艺

结合以往项目经验和使用方对工艺的要求，我公司最终在该项目确定采用“超滤UF+一级RO+二级RO+EDI”的工艺流程[2]。该工艺的特点有：运行程序简单，实现自动化容易，自控阀门少，故障点少；不需要酸、碱、中和系统及树脂罐，没有酸碱废污水排放；连续产水且水质稳定无波动。

本工程锅炉补给水处理系统的详细工艺流程如下：

水工来混凝、澄清、过滤后的清水→超滤升压泵→自清洗过滤器→超滤装置→超滤产水箱→一级反渗透升压泵→一级反渗透保安过滤器→一级反渗透高压泵→一级反渗透装置→一级反渗透产水箱→二级反渗透高压泵→二级反渗透保安过滤器→二级反渗透装置→二级反渗透产水箱→EDI升压泵→EDI保安过滤器→EDI装置→除盐水箱→除盐水泵→主厂房[3]。

2.6 部分设备设计参数

2.6.1 二级反渗透系统

（1）反渗透装置

数量：4套；系统设计出力：171 m3/h；套；系统回收率：90%；系统设计温度：25 ℃；

运行压力：0.8～1.4 MPa 。

（2）膜元件

膜型号：AK8040F-440；单根元件的有效膜面积：37 m2/ 根；膜元件总数量（4套）：600根；膜品牌：美国GE。

2.6.2 EDI 除盐系统

（1）EDI装置

数量：4套；设计出力：154 m3/h；套；回收率：90%（10℃）；产水电导率：≤0.1 mS/cm（10℃）；产水二氧化硅（SiO2）：≤10 µg/L；运行压力：0.3～0.5 MPa。

（2）EDI模块

数量：27块/套，4套共计108块；型号：L3X；单模块设计出力：5.7 m3/h·块；单模块最大出力：8.0 m3/h.块；模块品牌：美国GE。

3 现场运行数据

3.1 二级 RO 设备运行分析

（1）膜回收率达到83.3～85.5%；（2）膜进出水段间压力差为0.10 MPa；（3）膜脱盐率为98%以上,见表2。

表2 二级RO运行数据表

3.2 EDI 设备运行分析

（1）EDI设备回收率为88.3～90%，达到设计回收率要求；（2）EDI产水电导率达到设计产水水质；（3）EDI产水二氧化硅达到设计产水水质。见表3。

表3 EDI设备运行数据表

4 结论和建议

在对本项目的原水水质进行完整分析的条件下，采用“二级RO+EDI”的主体工艺技术，实现了节省初期工程投资、节约土地、减少运行电能消耗及生产高品质除盐水的目的[3]。EDI技术凭借其独特的技术优势，在国内的应用时间也已经超过20年，EDI技术可以真正减少酸碱、并实现节能环保，但是要想让更多的企业能够应用EDI技术，必须研发科学的EDI应用工艺技术，针对不同的水系，采用不同的EDI整体工艺技术，这样才能实现EDI的投资价值。

相信EDI技术在水处理工艺中能够完全替代混床，其应用范围也日益广阔。