【正文】 t SDI was less than 2, RO effluent removed salt rate was 99%). UF membrance flux achieved 3 m3/. The system running credibly and cost was low. It is a reasonable process. Key words: thermal power plant。 UF。 reuse 在火力電廠(chǎng)循環(huán)冷卻水量很大，約占總水量的90%[1]，冷卻水的排污水量也較大，因此回收利用這部分水可取得很好的環(huán)境效益和社會(huì)效益[2]。根據(jù)循環(huán)水濁度高、含鹽量高的水質(zhì)特點(diǎn)，回用處理主要是除濁和除鹽，目前常用的回用工藝是預(yù)處理/RO[3][4][5]，典型的工藝流程如圖1所示。 絮凝劑 NaClO↓ ↓循環(huán)冷卻排水——→澄清池——→無(wú)閥濾池——→中間水箱——→多介質(zhì)過(guò)濾器—→ —→活性炭過(guò)濾器——→保安過(guò)濾器—→高壓泵——→反滲透裝置——→淡水箱—→回用↑ 阻垢劑圖1 現(xiàn)有工藝流程圖基金項(xiàng)目：國(guó)家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目（50448017）根據(jù)華北某電廠(chǎng)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研，現(xiàn)有工藝存在以下問(wèn)題：活性炭過(guò)濾器出水SDI值大于5，COD出水有時(shí)超過(guò)進(jìn)水含量，保安過(guò)濾芯更換頻繁，致使RO運(yùn)行一年后即出現(xiàn)產(chǎn)水量和脫鹽率大幅度下降的嚴(yán)重問(wèn)題。為此探求新的工藝組合，具有現(xiàn)實(shí)意義，其中UF作為RO預(yù)處理具有諸多的優(yōu)點(diǎn)[6]。1. 試驗(yàn)水質(zhì)和工藝流程1. 1試驗(yàn)水質(zhì)某電廠(chǎng)循環(huán)水系統(tǒng)排放水水質(zhì)分析報(bào)告(摘要)見(jiàn)表1 。工藝一UF前設(shè)200μm自動(dòng)反洗盤(pán)式過(guò)濾器，以保護(hù)UF膜不受機(jī)械損傷。 絮凝劑 NaClO↓ ↓循環(huán)冷卻排水——→澄清池——→濾池——→中間水箱——→超濾裝置—→反洗泵——————————————————↑ ↑↑ 空壓機(jī)—→超濾出水箱——→高壓泵——→反滲透裝置——→產(chǎn)品水↑ 阻垢劑、還原劑圖2 試驗(yàn)工藝二流程圖超濾膜采用中空纖維超濾膜HFM—2020一支。超濾需進(jìn)行周期反洗，在本次試驗(yàn)中，反洗分為底部反洗、空氣清洗、排水、正沖四個(gè)步驟。反滲透膜采用TML10抗污染高脫鹽反滲透膜元件，架橋芳香族聚酰胺復(fù)合材料，有效膜面積：73 ft2（7 m 2），標(biāo)準(zhǔn)脫鹽率： % 。2．1工藝一試驗(yàn)結(jié)果與分析循環(huán)水經(jīng)200μm的粗濾器后進(jìn)入U(xiǎn)F—RO系統(tǒng)。超濾膜通量對(duì)透膜壓差影響如圖3所示。RO前NaHSO3投加量3mg/L，阻垢劑(美國(guó)進(jìn)口復(fù)合型)投加量2mg/L。表2 工藝一出水水質(zhì)項(xiàng) 目原 水UF出水RO出水濁 度31～127～CODMn (mg/L)～～SDI～余氯(mg/L)～電導(dǎo)率 (μS/cm)2300～270023～43圖3 工藝一UF膜通量對(duì)透膜壓差的影響由表2可知，工藝一在上述工況下，系統(tǒng)出水水質(zhì)良好， %，SDI值小于3，% 。以上說(shuō)明工藝一出水水質(zhì)完全滿(mǎn)足鍋爐預(yù)脫鹽補(bǔ)充水的要求，而且具有簡(jiǎn)化工藝流程的優(yōu)點(diǎn)，然而，由于預(yù)處理過(guò)于簡(jiǎn)單，UF膜通量較小，在工程中膜元件需量大，在目前膜元件價(jià)格下總投資并未減少。膜通量對(duì)透膜壓差影響如圖4所示。圖4 工藝二UF膜通量對(duì)透膜壓差的影響表3 工藝二出水水質(zhì)項(xiàng) 目過(guò)濾出水UF出水RO出水濁 度～～CODMn (mg/L)～～SDI～余氯(mg/L)～電導(dǎo)率 (μS/cm)2300～270017～23由圖4和表3可知，在常規(guī)預(yù)處理?xiàng)l件下，UF膜通量可達(dá)到3 m3/。% ，～，但SDI值小于2，RO出水除鹽率達(dá)到99%，壓差較長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定，說(shuō)明在循環(huán)水處理中超濾作為RO的預(yù)處理具有較大的優(yōu)越性。試驗(yàn)中RO回收率為30%，在工業(yè)設(shè)計(jì)中應(yīng)按75%，這時(shí)阻垢劑投加量相應(yīng)加大（可按4 mg/L），以防止化學(xué)結(jié)垢污染。在試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，結(jié)合相關(guān)工程經(jīng)驗(yàn)，現(xiàn)有工藝和試驗(yàn)工藝技術(shù)經(jīng)濟(jì)特點(diǎn)比較如表4。參考文獻(xiàn)：[1] [M].北京:中國(guó)電力出版社,1998.[2] 李進(jìn),許兆義,、回用循環(huán)冷卻排水[J].中國(guó)給水排水，2004，20（9）：4749.[3] 徐峰,操家順,[J].給水排水,2004,30(6):4042.[4] Okazaki M,Uraki M,Miura K,el recycling using sequential membrane treatment in electronics industry[J].Desalination,2000,131(13):6573.[5] 張福常,[J].電力建設(shè),2001,22(1):2327.[6] [J].凈水技術(shù),2003,22(4):2931.第3章 工藝設(shè)計(jì)及計(jì)算 主要處理構(gòu)筑物的選擇 澄清池的選擇澄清池是綜合混凝和泥水分離過(guò)程的凈水構(gòu)筑物。澄清池一般采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，個(gè)別也有用磚石砌筑，小型水池還可用鋼板制成。其一般優(yōu)缺點(diǎn)及適用范圍見(jiàn)表31。缺點(diǎn)：⒈需要機(jī)械攪拌設(shè)備⒉維修較麻煩⒈進(jìn)水懸浮物含量一般小于5000毫克/升，短時(shí)間內(nèi)允許達(dá)5000～10000毫克/升⒉一般為圓形池子⒊適用于大、中型水廠(chǎng)水力循環(huán)澄清池優(yōu)點(diǎn)：⒈無(wú)機(jī)械攪拌設(shè)備⒉構(gòu)造較簡(jiǎn)單缺點(diǎn)：⒈投藥量較大⒉要消耗較大的水頭⒊對(duì)水質(zhì)、水溫變化適應(yīng)性較差⒈進(jìn)水懸浮物含量一般小于2000毫克/升，短時(shí)間內(nèi)允許達(dá)5000毫克/升⒉一般為圓形池子⒊適用于中、小型水廠(chǎng)脈沖澄清池優(yōu)點(diǎn)：⒈虹吸式機(jī)械設(shè)備較為簡(jiǎn)單⒉混合成分、布水較均勻⒊池深較淺便于布置。機(jī)械攪拌（原稱(chēng)機(jī)械加速）澄清池屬泥渣循環(huán)型澄清池，其特點(diǎn)是利用機(jī)械攪拌的提升作用來(lái)完成泥渣回流和接觸反應(yīng)。這種水池不僅適用于一般的澄清液適用于石灰軟化的澄清。四種濾池的特點(diǎn)、優(yōu)缺點(diǎn)、及適應(yīng)條件的比較如表32所示。根據(jù)所處理的原水的水質(zhì)水量，所以本設(shè)計(jì)采用無(wú)閥濾池。缺點(diǎn)是：池體結(jié)構(gòu)復(fù)雜；濾料處于封閉結(jié)構(gòu)中，裝、卸困難；沖洗水箱位于濾池上部，出水標(biāo)高較高，相應(yīng)抬高了濾前處理構(gòu)筑物如沉淀或澄清池的標(biāo)高，從而給水廠(chǎng)處理構(gòu)筑物的總體高程布置往往帶來(lái)困難。前者使用較廣泛。壓力濾池的特點(diǎn)是，可省去清水泵站；運(yùn)轉(zhuǎn)管理較方便；可移動(dòng)位置，臨時(shí)性給水也很適用。所以本設(shè)計(jì)采用重力式無(wú)閥濾池。一般不超過(guò)20適用于各種水量的水廠(chǎng) 工藝流程圖及工藝說(shuō)明循環(huán)冷卻水加藥后經(jīng)提升泵進(jìn)入機(jī)械攪拌澄清池，澄清后進(jìn)入重力式無(wú)閥慮池，截留住大顆粒物質(zhì)以保護(hù)超濾膜，經(jīng)超濾膜過(guò)濾后，到超濾水箱；然后再經(jīng)反滲透低壓泵，保安過(guò)濾器、反滲透高壓泵進(jìn)入反滲透系統(tǒng)，經(jīng)反滲透后淡水達(dá)到設(shè)計(jì)要求的水質(zhì)進(jìn)入清水池，作為鍋爐補(bǔ)給水水源，濃水被輸送到除灰廠(chǎng)的濃水池，用于除灰，實(shí)現(xiàn)循環(huán)冷卻水的零排放。由于超濾的回收率不能為百分之百，水量的自然損失，及在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中，存在各種未知的變化的水量，為了安全和今后穩(wěn)定的運(yùn)行管理及便于調(diào)節(jié)水量的變化，為了保證反滲透產(chǎn)水量滿(mǎn)足要求，所以本工藝設(shè)計(jì)處理的水量，通過(guò)調(diào)節(jié)水量的變化，使其滿(mǎn)足要求。加藥間藥液邊應(yīng)設(shè)工作臺(tái)，工作臺(tái)寬1～；（2）藥劑倉(cāng)庫(kù)和加藥間應(yīng)根據(jù)具體情況設(shè)置機(jī)械搬運(yùn)設(shè)備；（3）各管線(xiàn)應(yīng)布置再管溝中，常用管材有： 給水管 鍍鋅鋼管 加藥管 塑料管，橡皮管 排渣管 塑料管，陶土管（4），并破向積水坑；根據(jù)使用藥劑考慮地坪是否采取防腐措施；（5）加藥間內(nèi)室應(yīng)設(shè)有沖洗設(shè)備；（6）加藥間應(yīng)保持良好的通風(fēng)。由于本工藝處理的水量較小，加藥間與提升泵房合建，滿(mǎn)足房屋結(jié)構(gòu)要求。為此本工藝確定三氯化鐵為最佳混凝劑，最佳投藥量為10mg/L。 溶解池和溶液池的計(jì)算溶液池的計(jì)算：式中：W2—溶液池容積（）；u—混凝劑最大投藥量（）；Q—處理的水量（）；b—溶液的濃度,一般取5%～20%(按商品固體重量計(jì))；n—每日調(diào)節(jié)次數(shù)，一般不超過(guò)3次。本工藝選擇的設(shè)備為：容積的溶藥罐（帶攪拌機(jī)）。本工藝選擇計(jì)量加藥泵，即可投加又可計(jì)量。本工藝選擇的管式混合器為管道混合，其設(shè)計(jì)要點(diǎn)為：⑴藥劑加入水廠(chǎng)進(jìn)水管中；⑵～；⑶～。其池體主要由第一反應(yīng)室、第二反應(yīng)室和分離室三部分組成。⑵回流量與設(shè)計(jì)流量的比例為（3：1）～（5：1），即第二絮凝室提升水量一般為原水進(jìn)水流量的3～5倍。～，～（均按第二絮凝室提升流量計(jì)）。⑸為使進(jìn)水分配均勻，現(xiàn)多采用配水三角槽。⑹加藥點(diǎn)一般設(shè)于原水進(jìn)水管處或三角配水槽中。池下部圓臺(tái)坡角一般為450左右。當(dāng)裝有刮泥設(shè)備時(shí)，池底可做成弧底。當(dāng)單池出水量大于400m3/h，應(yīng)另設(shè)輻射槽，其條數(shù)可按：池徑小于6m時(shí)用4～6條；直徑為6～10m時(shí)用6～8條。濃縮室總?cè)莘e約為池子容積的1%～4%。泥渣含水率為97%～99%（按質(zhì)量計(jì)），排泥耗水量占進(jìn)水量的2%～10%。排泥管口處需加罩以求排泥均勻?！?。葉片高度為第一絮凝室高度的～。⑿溢流管直徑可較進(jìn)水管小一號(hào)。⒁澄清池各處的設(shè)計(jì)流速列于表34，供選擇： 表34名稱(chēng)單位數(shù)值進(jìn)水管流速配水三角槽流速三角槽出流縫流速攪拌葉片邊緣線(xiàn)速度提升葉輪進(jìn)口流速提升葉輪邊緣線(xiàn)速度第二絮凝室上升流速導(dǎo)流室下降流速導(dǎo)流室出口流速泥渣回流縫流速分離區(qū)上升流速集水槽孔眼流速出水總槽流速～～～～～40～7040～7060100～200～～ 機(jī)械攪拌澄清池池體部分計(jì)算從建設(shè)、施工條件和運(yùn)行管理等方面考慮，該電廠(chǎng)采用兩座（）機(jī)械攪拌澄清池和兩座（）重力式無(wú)閥濾池。⒈ 二反應(yīng)室（）設(shè)第二反應(yīng)室內(nèi)導(dǎo)流板截面面積為，為，則：（）（）取二反應(yīng)室直徑，反應(yīng)室壁厚m（）（）（取秒）考慮構(gòu)造布置，選用⒉ 導(dǎo)流室導(dǎo)流室中導(dǎo)流板截面導(dǎo)流室面積（）取導(dǎo)流直徑為，導(dǎo)流室壁厚（）（）導(dǎo)流室出口流速出口面積A3=（）則出口截面寬度（）設(shè)計(jì)中取出口垂直高度（）⒊ 分離室取為分離室面積（）池總面積（）取池直徑為，半徑為⒋ 池深計(jì)算取池中停留時(shí)間為小時(shí)有效容積（）考慮增加的結(jié)構(gòu)容積則池計(jì)算總?cè)莘e()取池超高設(shè)池直壁高池直壁部分容積（）（）取池圓臺(tái)高度，池圓臺(tái)斜邊傾角為則底部直徑（）本池池底采用平底式結(jié)構(gòu)，池底坡度取則深度（）取圓臺(tái)容積（）球冠半徑（）球冠體積（）池底有效容積（）（）實(shí)際總停留時(shí)間（）池總高（）⒌ 配水三角槽進(jìn)水流量增加的排泥水量，設(shè)槽內(nèi)流速（）取三角配水槽采用孔口出流，孔口流速同出水孔總面積（）采用孔徑，每孔面積為（）出水孔數(shù)（個(gè)）為施工方便采用三角槽每設(shè)置一孔共孔。（），取槽寬，考慮施工方便槽底取為平底則。單孔面積：（）孔口總數(shù)（個(gè)）靠池壁的環(huán)形集水槽長(zhǎng)度（）孔口間距（）⒑ 排泥及排水系統(tǒng)污泥濃縮室：總?cè)莘e根據(jù)經(jīng)驗(yàn)按池總?cè)莘e的考慮（）分設(shè)兩斗，每斗（）設(shè)污泥斗上底面積：（）式中 （）下底面積（）污泥斗容積（）兩斗容積（）污泥斗總?cè)莘e為池溶積得排泥周期：本池在重力排泥時(shí)進(jìn)水懸浮物含量一般，出水懸浮物含量一般，污泥含水率，濃縮污泥容重。局部阻力系數(shù)：進(jìn)口，丁字管出口，彎頭閘閥（閘閥、截止閥各一個(gè)）；流量系數(shù)排泥流量（）排泥歷時(shí)（）放空時(shí)間計(jì)算：設(shè)池底中心排空管直徑，（）本池開(kāi)始放空時(shí)水頭為池運(yùn)行水位至池底管中心高程,取，管長(zhǎng)局部阻力系數(shù)：進(jìn)口，出口閘閥，丁字管流量系數(shù)瞬時(shí)排水量（）放空時(shí)間：（）式中（）（）⒒ 機(jī)械設(shè)備的選擇機(jī)械設(shè)備的選擇包括攪拌設(shè)備和刮泥設(shè)備的選擇攪拌設(shè)備的選擇如表35攪拌機(jī)型號(hào) 表35名稱(chēng)型號(hào)電機(jī)功率葉輪直徑葉輪高度攪拌機(jī)JJ2L刮泥設(shè)備的選擇如表36刮泥機(jī)型號(hào) 表36名稱(chēng)型號(hào)電機(jī)功率刮臂直徑刮泥機(jī) 重力式無(wú)閥濾池 概述重力式無(wú)閥濾池通常多與澄清池配套使用，主要由五部分組成，即頂部的沖洗水箱、中部的過(guò)濾室、底部的集水室以及進(jìn)水裝置和沖洗虹吸裝置等。由于沖洗水頭有限，故無(wú)閥濾池都采用小阻力配水系統(tǒng)。4) 沖洗前的期終允許水頭損失 ～ H2O。 濾料層參數(shù) 濾料層濾料名稱(chēng)粒徑/mm厚度/mm單層濾料砂～700雙層濾料無(wú)煙煤砂～～3004006）渾水區(qū) 頂蓋與濾層之間的空間。渾水區(qū)（不包