【正文】 the Process for Recirculation Cooling Water Reused Treatment of Thermal Power Plant Li Fuqin1,2, Tang Yuegang1, He Xuwen1, Wang , Wang Jian1 (1,China University of Mining and Technology, Beijing 100083, China。 recirculation cooling water。 RO。冷卻塔中因蒸發(fā)損失的水基本不含鹽分，循環(huán)水中的含鹽量越來越高，為防止循環(huán)系統(tǒng)內(nèi)發(fā)生結(jié)垢和污堵，一般控制濃縮倍數(shù)在 3～ 4 倍。反滲透產(chǎn)淡水回用的途徑有兩種，其一是作為鍋爐預(yù)脫鹽補(bǔ)充水 [5]，其二是送回循環(huán)水系統(tǒng)提高濃縮倍數(shù) [2]，而濃水大 都作為沖灰或煤場(chǎng)噴淋水。分析其原因，進(jìn)水較大的 SDI 值是造成 RO 膜懸浮顆粒和膠體污染的直接原因，由于循環(huán)水中含有相對(duì)較多的有機(jī)污染物，活性炭吸附飽和后，就會(huì)產(chǎn)生 COD 出水超過進(jìn)水含量的可能，適宜的水溫，使活性炭過濾器成為微生物滋生繁殖的溫床，更換下來 5μ m 過濾芯上的粘性物質(zhì)證明了這一點(diǎn)。本文結(jié)合現(xiàn)有工藝對(duì)混凝 /UF/RO 工藝和常規(guī)預(yù)處理 /UF/RO 工藝進(jìn)行了試驗(yàn)研究。 表 1 循環(huán)冷卻水水質(zhì) 項(xiàng) 目 全硬度(mmol/L) pH值 全硅(mg/L) 溶解固形物 (mg/L) 懸浮物(mg/L) CODMn (mg/L) 電導(dǎo)率 (25℃) (μS/cm) 水溫(℃) 循環(huán)水 (平均 ) 1475 36 2400 試驗(yàn)工藝流程及裝置 根據(jù)預(yù)處理的不同，試驗(yàn)分為兩個(gè)流程，混凝 /UF/RO 工藝（以下簡(jiǎn)稱工藝一）和 澄清 /過濾 /UF/RO工藝（以下簡(jiǎn)稱工藝二），工藝二流程如圖 2 所示。工藝二 UF 前常規(guī) 預(yù)處理為現(xiàn)有構(gòu)筑物。膜材質(zhì)：聚偏氟乙烯（ PVDF），標(biāo)準(zhǔn)孔徑： μ m ，有效膜面積： 72m2， 運(yùn)行方式：外壓式全量過濾。正沖水采用超濾進(jìn)水，反洗水采用超濾產(chǎn)水。 UF— RO 系統(tǒng)采用 PLC 控制，為了便于試驗(yàn)， UF 進(jìn)水流量采用變頻控制，在試驗(yàn)過程中設(shè)定流量后，其值基本穩(wěn)定，在線監(jiān)測(cè)壓力、溫度、流量和 pH 值。超濾參數(shù)如下： 設(shè)定水量 3～ m3/h（膜通量 ： 1～ ）， 給水 1 分鐘，過濾 30 分鐘，反洗 1 分鐘，反洗水量 6 ～ 9m3/h，氣洗 1 分鐘，空氣流量 m3/h， 排空 2 分鐘， NaClO 投加量 mg/L。 RO 運(yùn)行參數(shù)為：進(jìn)水壓力： 570～ 690 kPa ；出水壓力： 560～ 580 kPa ；壓差 10 kPa；產(chǎn)水水量： 100 L/h（水通量為 ） ；原水回收率 30% 。原水、 UF、 RO 出水水質(zhì)如表 2。由圖 3 可知， UF 合理的 膜通量為 1m3/ ， 這時(shí)膜透壓差穩(wěn)定在 。 2． 2 工藝二試驗(yàn)結(jié)果與分析 超濾參數(shù)如下： 設(shè)定水量 6～ 12m3/h（膜通量： 2～ 4m3/） ，反洗水量 為設(shè)定水量的兩倍 ，其它參數(shù)同工藝一。工藝二過濾、 UF、 RO 出水水質(zhì)如表 3。與工藝一相比，工藝二的膜通量大大提高，這里澄清 /過濾去除了原水中 95%以上的懸浮雜質(zhì)，是后續(xù)膜分離高效穩(wěn)定運(yùn)行的必要保障。 由于循環(huán)水水溫適宜，又有微量有機(jī)物存在，膜內(nèi)極易滋生微生物，因此在 UF 前投加 NaClO，且保證一定余氯預(yù)防膜的生物污染，同時(shí)在 RO 前投加適當(dāng)富裕量的 NaHSO3 防止氧化劑對(duì) RO 膜的破壞以及厭氧菌的繁殖，這些在膜法處理循環(huán)水中是十分重要的。 TML 型 RO 膜試驗(yàn)水通量為 （ 570kPa ， ℃ ），壓力和溫度修正后設(shè)計(jì) 水通量可按 （ 1MPa ， 25℃ ）。 表 4 技術(shù)經(jīng)濟(jì)特點(diǎn)比較 項(xiàng) 目 現(xiàn)有工藝 工藝一 工藝二 預(yù)處理出水水質(zhì) SDI ＞ 5 ＜ 3 ＜ 2 濁度 ～ 3 ～ ～ UF 穩(wěn)定膜通量 (m3/) 1 3 系統(tǒng)運(yùn)行可靠性 差 較差 好 系統(tǒng)操作 較復(fù)雜 簡(jiǎn)單 簡(jiǎn)單 占地面積 大 小 較小 一次性投資 較低 大 較大 運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用 較高 較低 低 3 結(jié)論 對(duì)于火力電廠循環(huán)冷卻排水回用處理，超濾作為 RO 的預(yù)處理具有較大的優(yōu)越性，混凝 /UF/RO工藝雖然可簡(jiǎn)化處理流程，但膜通量較小，總體投資并未減少，且運(yùn)行可靠性較差；澄 清 /過濾 /UF/RO工藝出水水質(zhì)優(yōu)良（ UF 出水 SDI 值小于 2， RO 除鹽率達(dá)到 99%）， UF 膜通量可達(dá)到 3 m3/，系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定可靠，操作簡(jiǎn)單，占地面積小，運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用低，是較合理的工藝。和豎流式沉淀池相比，澄清池具有生產(chǎn)能力高、處理效果好等優(yōu)點(diǎn)；但有些澄清池對(duì)原水的水量、水質(zhì)、水溫、及混凝劑等因素的變化影響比較明顯。 澄清池型式的選擇，主要應(yīng)根據(jù)原水水質(zhì)、出水要求、生產(chǎn)規(guī)模以及水廠布置、地形、地貌、排水等條件，進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較后決定的。 常用澄清池優(yōu)缺點(diǎn)及適用范圍 表 31 形式 優(yōu)缺點(diǎn) 適應(yīng)條件 機(jī)械攪拌澄清池 優(yōu)點(diǎn)： ⒈處理效率高，單位面積產(chǎn)水量較大 ⒉適應(yīng)性較強(qiáng)，處理效果較穩(wěn)定 ⒊采用機(jī)械刮泥設(shè)備后，對(duì)高濁度水（進(jìn)水懸浮物含量 3000 毫克 /升以上）處理也具有一定適應(yīng)性。也適用于平流式沉淀池改建 缺點(diǎn)： ⒈真空式需要一套真空設(shè)備，較為復(fù)雜 ⒉虹吸式水頭損失較大，脈沖周期較難控制 ⒊操作管理要求高 ⒋對(duì)原水水質(zhì)和水量變化適應(yīng)性較差 ⒈進(jìn)水懸浮物含量一般小于3000 毫克 /升，短時(shí)間內(nèi)允許達(dá) 5000～ 10000 毫克 /升 ⒉可建 成圓形、矩形或方形池子 ⒊適用于大、中、小型水廠 河北工程 大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 12 懸浮澄清池（無穿孔底板） 優(yōu)點(diǎn)： ⒈構(gòu)造較簡(jiǎn)單 ⒉能處理高濁度水（雙層式加懸浮層底部開孔） ⒊形式較多 缺點(diǎn)： ⒈需設(shè)氣水分離器 ⒉對(duì)進(jìn)水量、水溫等因素較敏感，處理效果不如加速澄清池穩(wěn)定 ⒊雙層式時(shí)池深較大 ⒈進(jìn)水懸浮物含量一般小于3000 毫克 /升時(shí)宜用單層池，在 3000～ 10000 毫克 /升時(shí)宜用雙層池 ⒉可建成圓形或方形池子 ⒊一般流量變化每小時(shí)不大于 10%水溫變化每小時(shí)不大于1℃ 通過比較本設(shè)計(jì)采用機(jī)械攪拌澄清池對(duì)原水進(jìn)行預(yù)處理。加藥混合后的原水進(jìn)入第一反應(yīng)室，與幾倍于原水的循環(huán)泥渣在葉片的攪動(dòng)下進(jìn)行接觸反應(yīng)，然后經(jīng)葉輪提升至第二反應(yīng)室繼續(xù)反應(yīng)，以結(jié)成較大的絮粒，再通過導(dǎo)流室進(jìn)入分離室進(jìn)行沉淀分離。 濾池的選擇 根據(jù)原水水質(zhì)水量選擇普通快濾池、無閥濾池、虹吸濾池、 V 型濾池。 無閥濾池、壓力濾池、移動(dòng)沖洗罩濾池等適合于處理程度較 高、水質(zhì)較好的廢水如給水處理，在工業(yè)回用水處理項(xiàng)目中，無閥濾池常被使用。無閥濾池的主要優(yōu)點(diǎn)是：節(jié)省大型閥門，造價(jià)較低；沖洗完全自動(dòng)，因而操作管理方便。 無閥濾池有重力式和壓力式兩種。后者僅用于小型、分散性給水工程，常供一池凈化用。但耗用鋼材多，濾料的裝卸不方便。 河北工程 大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 13 濾池形式的比較 表 32 形式 特點(diǎn) 優(yōu)缺點(diǎn) 適用條件 濾前水懸浮物 規(guī)模其它 普通快濾池 下向流、砂濾料的四閥濾池 優(yōu)點(diǎn)： （ 1）由成熟的運(yùn)轉(zhuǎn)經(jīng)驗(yàn)，運(yùn)行穩(wěn)定可靠 （ 2）采用砂濾料 （ 3）采用大阻力配水系統(tǒng)，單池面積可做的較大，池深適中 （ 4）可采用降速過濾，水質(zhì)較好 缺點(diǎn)： （ 1）閥門較多，價(jià)格貴，閥門易損壞 （ 2）必須設(shè)有全套沖洗設(shè)備 小于 10個(gè)別達(dá)15 一般適用于大、中型凈水廠單池面積一般不大于100 ㎡ 有條件是盡量采用沖洗或空氣助洗設(shè)備 虹吸濾池 下向流、砂濾料、低水頭互洗式無閥濾池 優(yōu)點(diǎn)： （ 1）不需要大型閥門 （ 2）不需要沖洗水泵和沖洗水箱 （ 3）易于自動(dòng)化操作 缺點(diǎn)： （ 1）土建結(jié)構(gòu)較復(fù)雜 （ 2）池深大，單池面積不宜過大，反沖洗時(shí)浪費(fèi)一定水量 （ 3）變水頭等速過濾水質(zhì)較差 小于 10個(gè)別達(dá)15 適用于中型水廠單池面積一般不大于30～ 25 ㎡ 無閥濾池 下向流、砂濾料、低水頭帶水箱反沖洗的無閥濾池 優(yōu)點(diǎn)： （ 1）不需設(shè)置閥門 （ 2）自動(dòng)沖洗管理方便 （ 3）可成套的定型制作 缺點(diǎn)： （ 1）運(yùn)行過程看不見濾層情況 （ 2）清砂不便 （ 3）單池面積較小 （ 4）反沖洗浪費(fèi)一定量水 （ 5）變水頭等速過濾水質(zhì)不如降速過濾 小于 10個(gè)別達(dá)15 適用于小型水廠單池面積一般不大于25 ㎡ V 型慮池 下向流、砂慮料、泵反沖洗慮池 優(yōu)點(diǎn)： （ 1）均粒慮料，含污能力高 （ 2）氣水沖洗，表面沖洗結(jié)合，沖洗效果好 （ 3）單池面積大 缺點(diǎn)： （ 1）慮池結(jié)構(gòu)復(fù)雜，慮料貴， （ 2）增加供氣系統(tǒng)， （ 3）造價(jià)高。 工藝流程圖 濃縮室污泥 循環(huán)冷卻水 提升泵 反滲透高壓泵 反滲透裝置 反滲透清水池 機(jī)械攪拌澄清池 保安過濾器 裝置低壓泵 重力式無閥濾池 超濾產(chǎn)水箱 中間水池 超濾裝置 濃水池 阻垢劑、還 原劑 反沖洗泵 NaClO 空壓機(jī) 除灰廠除灰 絮凝劑 除灰、防塵 超濾濃水 反沖洗排水 河北工程 大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 15 設(shè)計(jì)水量 本工藝設(shè)計(jì)產(chǎn)水量 /hm400 3?Q ，設(shè)計(jì)反滲透進(jìn)水量 /h5 6 0 m1 . 0 5%754 0 0 3???Q，其中 75%是反滲透回收率， 為電廠的自用水率。 加藥間和藥庫的設(shè)計(jì)計(jì)算 加藥間和藥劑庫的設(shè)計(jì)要點(diǎn) （ 1）加藥間宜設(shè)在投藥點(diǎn)鄰近處。 （ 7）藥劑倉庫與加藥間應(yīng)連在一塊，儲(chǔ)量一般按最大投加量的 1～ 3個(gè) 月用量計(jì)算，并根據(jù)藥劑供應(yīng)情況和運(yùn)輸條件等因素適當(dāng)減少； （ 8）混凝劑堆放一般采用 米，有調(diào)運(yùn)設(shè)備時(shí)可適量增加； （ 9）考慮放置磅秤倉庫盡可能考慮汽車運(yùn)輸方便， .留有 米過道； （ 10）倉庫應(yīng)有良好的通風(fēng)條件，并防止受潮。 混凝劑的選用 根據(jù)河北西柏坡電廠回用循環(huán)冷卻水中試試驗(yàn)研究報(bào)告中混凝試驗(yàn)的結(jié)果，結(jié)果表明，聚合氯化鋁試驗(yàn)加藥量 10～ 50mg/L，凡花松大，沉淀性能較差，最佳投藥量為 20mg/L；三氯化鐵試驗(yàn)投加量為 5～ 20mg/L，凡花形成良好，大實(shí)，沉淀性能良好，最佳投藥量為 10mg/L；聚合鐵，投加量 10～ 15mg/L，凡花沉淀性能較好，但原水需要調(diào)節(jié) pH 值在10 左右。澄清 —— 過濾去除了 95%以上的懸浮物雜質(zhì)，出水濁度小于 5，有效地保證了后續(xù)膜技術(shù)的正常高效運(yùn)行。 設(shè)計(jì)中取 406Q? /hm3 , 20u? mg/L ， 2n15%,b ?? 1 7 6 4 0202 ?????W （ 3m ） 設(shè)計(jì)中取 ?W 3m 溶解池容積計(jì)算： ?1W (～ ) 2W ?1W ??? （ 3m ） 由于以上計(jì)算結(jié)果可知，溶液池和溶解池 的容積較小，不適合采用鋼筋混凝土機(jī)構(gòu)，故選擇具有自動(dòng)加藥和溶藥的裝置溶藥罐（帶攪拌機(jī)），節(jié)約藥耗，改善操作條件，實(shí)現(xiàn)科學(xué)自動(dòng)化管理。 投藥設(shè)備的選擇 投藥設(shè)備包括投加與計(jì)量兩部分。 投藥管流量 10001 ??? ???? ?? Wq （ L/s ） ? （ L/h ） 選擇 3臺(tái)計(jì)量泵（ 2 用 1 備），每臺(tái)設(shè)計(jì)流量 1L/h2 ，泵的型號(hào)及規(guī)格如表 33所示： 河北工程 大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 17 計(jì)量泵型號(hào) 表 33 型 號(hào) 流量 （ L/h） 排出 壓力 （公斤力 /cm3） 泵速 （次 /min） 電動(dòng)機(jī)功率（ Kw） 進(jìn)出口直徑 （ mm） 重量 （ Kg） J1WMF25/ 25 92 8 25 混合設(shè)備的選擇 本工藝采用管式混合 管式混合的原理是利用水廠 進(jìn)水管的水流，通過管道或管道零件 (彎頭、漸縮管、三通等 )，也可以在管道內(nèi)設(shè)置阻流物，以產(chǎn)生局部阻力，使水流發(fā)生湍急，從而使水體和藥劑混合。 機(jī)械攪拌澄清池設(shè)計(jì)計(jì)算 設(shè)計(jì)參數(shù) 機(jī)械攪拌澄清池屬于泥渣循環(huán)分離型澄清池。 機(jī)械攪拌澄清池