反渗透浓水回收案例探究

□高学慧

一、背景

某2 ×600MW 火力发电厂水源采用当地水库库区水，水源经过2 套混合絮凝沉淀池设备处理，使出水水质浊度≤3NTU，满足工业水用水要求;补给水处理采用反应沉淀池混凝沉降与全膜法处理，全膜法即采用超滤、反渗透和EDI 系统;由于该厂水处理的水源水质较差，设计反渗透系统回收率为75%。反渗透处理装置主要是供应电厂锅炉化学水处理系统用水，其产生的浓水总量是处理水量的25%，大约是除盐水量的1/3。浓水中的杂质是将原水浓缩后转移而来的，虽然没有外部人为加入，但排放的浓水含盐量比较高，在排量较大的情况下，如果不经处理直接排放势必对周围环境造成污染和水资源的浪费。因此，将反渗透系统浓水回收利用，减少工业水的使用量是非常必要的，由于工业水主要作为化学制水、循环水补水、消防水补水使用，同时受反渗透浓水排放量大，水质差等原因的影响，导致反渗透系统浓水只能作为循环水补水回收利用。这样，反渗透浓水回收利用，实现水资源的综合利用尤为重要。

二、循环水系统介绍

该电厂共用一套循环水系统(基本参数见表1)，循环水系统为三间串联运行。凉水设施为机械通风开放式凉水塔，阻垢剂加药装置为2 ×1m3的加药罐，三台计量泵，两用一备。加药点设在循环水前池位置，循环水系统补水主要采用水库水，可以满足运行需要，大部分循环水都被用去进行脱硫处理。

表1 循环水系统基本参数

三、确定回收方案

化验班采取工业水以及反渗透浓水进行化验，化验结果见表2，从化验结果可以看出:第一，德日苏宝冷水库水水质比较正常，PH 值略高，比较适合作为工业补充水来使用。第二，反渗透浓水为工业水经过2．5 倍浓缩以后的水，一方面各项水质指标都有所提高，其中，PH 由7．84 增加至7．97，Ca2+浓度较原水由124．10mg/L 增加至336．27mg/L，而pH 的升高会引起水中转化为，容易使CaCO3析出。所以，循环水使用浓水作为补给水源时，不宜补进过多，否则有结垢危险。另一方面为了防止反渗透膜结垢，在原水进入反渗透装置之前加入了阻垢剂。该药剂能够有效防止无机盐在管道和设备中结垢。原水在经过反渗透装置以后，加入的阻垢剂被截留在浓水中，它仍然可以起到对浓水的阻垢分散作用，而消除部分结垢危险。所以循环水补水由反渗透浓水和工业水应按比例供给。

根据化验结果，最后决定循环水补水由反渗透浓水和工业水按比立供给，70%使用工业水、30%使用反渗透浓水。

表2 水质化验结果

四、回收方案的可行性分析

对70%使用工业水、30%使用反渗透浓水作为循环水补给水的情况，参照《冷却水分析和实验方法》中的“碳酸钙沉积法”进行实验，分别做静态阻垢、缓蚀试验及动态模拟实验。

表3 碳酸钙沉积实验结果

(一)静态阻垢实验结果。从实验结果(表3)看，在不同的投加浓度时，所测得的碳酸钙阻垢率不同，其中只有阻垢剂浓度在35ppm 时，阻垢率才可以达到97%以上，因此认为在这种混合补水的条件下，阻垢剂浓度不低于35ppm。

(二)缓蚀实验(旋转挂片失重法)结果。因为在这种水质条件下，只有当阻垢剂投加浓度达到35ppm 时，才能满足阻垢率达到95%以上的要求，因此，缓蚀实验只在35ppm 条件下进行，从实验结果(表4)看，缓蚀效果非常不错，对碳钢的缓蚀率都达到90%以上。

表4 旋转挂片实验结果

表5 动态实验数据

(三)动态缓蚀实验结果。通过实验(表5)可知，以混合补水为依据，LY－910 的投加浓度应不低于35ppm。

(四)实验总结。通过三组实验结论知，投加缓蚀剂的浓度为35ppm，循环水系统可以安全稳定运行;同时对于敞开式循环水系统，微生物问题不容忽视，如果对微生物不加以控制，就会污染水质，造成污堵，严重时会损坏循环水泵及换热器等主要设备，最后根据实际情况投入非氧化性杀菌剂的浓度为100ppm;所以只要该厂实际运行过程每天加入75kg 阻垢剂，每周250kg 的非氧化性杀菌剂，循环水系统就可以安全稳定地运行。

五、效益

该厂按照70%使用工业水、30%使用反渗透浓水作为循环水补给水运行后，化验班对循环水的浊度、总硬度、总碱度、氯离子、钙离子、悬浮物等项目进行监督，经过2年的运行后发现循环水系统和完全用工业水作为补给水的效果一致，都可以使循环水系统安全稳定运行;这样运行可以为该企业每年节水10．56 万吨，每吨生水以2．7 元计，每年可节约用水费用28．51 万元，取得很好的经济效益和社会效益。