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图7 DTRO膜系统截留率及进膜压力变化曲线
1)运行期间高压平板膜系统平均截留率可达97%以上,运行稳定,产水可根据用途进行二级处理;
2)经过高压平板膜处理后的氯化钠溶液含盐量约10%-12%,系统运行压力可达150bar,系统运行稳定,运行期间仅进行了一次清洗,通量变化不大,平均通量大于100L/支膜。
2.1.5 MVR蒸发系统
上述经膜浓缩系统浓缩后的高盐浓水,最后进入MVR蒸发系统制取高纯度氯化钠工业盐产品,机械蒸汽再压缩蒸发(MVR)技术是采用机械压缩的方法,将二次蒸汽的温度、压力提高后做为加热蒸汽使用的一种技术,与传统蒸发器加热方式相比,在蒸发等量液体的情况下其所需能耗将大大降低,以下表所示为例,将60℃的水加热到80℃的加热蒸汽时,所需热媒提供的热量为2391.9kJ/kg,而由60℃的蒸汽加热到相同状态的加热蒸汽时,所需要的能量仅为34.27kJ/kg。因此MVR技术只需少量的动力输入就可以维持系统的运行,而无需如多效蒸发器那样为获得生蒸汽消耗大量的能量。
2.3 经验总结
1)化学软化出水水质稳定,随进水硬度的增加,加药成本有所增加,稳定运行时出水硬度可达2-5mmol/L;系统运行处理成本约48.85元/吨水;
2)极性分流(质)系统运行稳定,浓水氯离子小于2000mg/L,平均运行通量大于500L/支;
3)反渗透系统在为期一个月的运行中未进行化学清洗,通量稳定,系统对盐的平均截留率大于96%,实际生产对反渗透及高压平板膜产水进行二级处理,最终产水含盐量可小于500ppm,达到《城市污水再生利用 工业用水水质》(GB/T 19923-2005)标准;
4)采用高压平板膜系统浓缩反渗透浓水,最高浓缩倍数可达5倍以上(与进水含盐量有关),最终浓水含盐量可达12%,有效的降低了后续MVR蒸发设备的投资及运行成本;最高进膜压力可达160bar,在高盐浓度下系统对盐类的平均截留率大于97%;
5)高压平板膜浓水经过MVR蒸发后得到晶体盐,该盐中氯化钠含量高,大于98%,达到GB5462-2015《工业盐》中精制工业盐二级标准;
6)中试整体运行平稳,持续运行时间半个多月,处理期间未进行清洗,没有污堵和结垢问题。
3 结语
本文介绍了“化学预处理+分质(盐)+膜减量浓缩+MVR蒸发结晶”脱硫废水零排放处理技术在某电厂2×1000MW机组的中试应用情况。经检测结果和验收情况表明,各项指标达到国家、行业标准,符合电厂提升节水综合利用的要求。通过进一步概述工艺系统的GIC除硬技术、极性分流(质)系统、海水反渗透系统、高压平板膜系统、MVR蒸发系统等介绍,为脱硫废水零排放技术路线的选择提供参考。就目前国内脱硫废水零排放处理技术路线而言,有成熟应用的技术路线较多,各种技术总体可分为浓缩减量段、尾水固化处理段两部分。浓缩减量段多采用“部分软化+常温结晶分盐+膜浓缩”等,副产硫酸钙及氯化钠纯盐等;尾水固化处理段多采用MVR蒸发、多效蒸发、旁路烟道蒸发等方式。选择工艺不同的技术路线,对系统投资、运行维护成本、产生的固体废弃物影响较大,建议电厂考虑全厂废水处理时,做到分质阶梯利用,无法直接利用的工业废水以脱硫系统工艺补水作为处理标准,以达到全厂废水零排放,对于部分电厂有特殊要求,可以考虑分盐蒸干等方式。
参考文献:
[1]马双忱,燃煤电厂脱硫废水处理技术研究与应用进展[A].河北:化工进展,2016.第35 卷第1期255页
作者简介:柏发桥(1969-),男,工程师
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