袋式过滤器在电厂锅炉补给水处理应用的研究

李权耕，郑洪义，周乃康，尤姗姗

(1.国家电投集团电站运营技术(北京)有限公司，北京 102209；2.内蒙古锡林郭勒白音华煤电有限责任公司赤峰新城热电分公司，内蒙古 赤峰 024000)

随着水资源的匮乏和用水成本的升高，将中水回用于火电厂作为锅炉补给水的原水，具有明显的社会、经济和环境价值[1]。超滤具有透水量高、分离效率高、占地面积少及运行管理简单等技术优势，在发电厂水处理领域得到广泛应用[2-3]。但由于中水杂质较多、成分复杂，火电厂锅炉补给水原水改为中水后，会对超滤系统的运行产生影响。贾建波[4]对某电厂超滤(UF)系统进水水源改为中水对超滤系统运行影响的研究表明，使用中水后UF系统的跨膜压差升高了30%。商继鹏[5]研究表明，山西瑞光热电厂改用中水后出现超滤膜、保安过滤器滤芯严重污堵的现象。

蒙东地区某火电厂化学制水流程为污水厂中水管线→机械加速澄清池→变孔隙滤池→除碳过滤器→超滤保安过滤器→超滤→反渗透保安过滤器→反渗透→阳离子交换器→阴离子交换器→混合离子交换器，其中超滤系统分为3个系列。电厂投入商业运行后，水源由市政自来水变为污水厂中水，出现超滤系统产水速率下降严重的问题，且超滤系统运行压差升高明显，增加了电能消耗。

袋式过滤器具有高效、运行成本低、占地面积小、设备简单、易改造等特点，已经在生活饮用水和水产养殖水处理领域得到应用[6-7]。

1 试验部分

该厂超滤系统来水经保安过滤器(孔径100 μm)前处理后，再经超滤系统处理，产水进入后续处理工艺。研究人员在1号超滤系列前加装孔径为50 μm的袋式过滤器，对比1号超滤系列和2号超滤系列的产水速率，分析袋式过滤器进水和出水，分析超滤系列的运行成本，研究袋式过滤器对超滤产水速率、运行经济性的影响。

超滤膜是北京坎普尔公司生产的PVDF卷式膜，膜型号为CPO-1060。试验试剂为哈希COD测试包，超纯水为实验室自制，电导率小于4 μS/cm。采用紫外可见分光光度计(DR 5000)检测水样COD，采用便携式浊度仪检测水样浊度(2100Q)。

2 结果与讨论

2.1 袋式过滤器对超滤系统产水速率的影响

将1、2号超滤系列进行化学清洗后，每日运行10 h至第15天，研究单个布袋过滤器运行周期内1、2号超滤系列产水速率，结果见表1。加装袋式过滤器对超滤系列的产水速率有明显提升作用，1、2号超滤系列经化学清洗后初始产水速率基本相同，分别为105 t/h和108 t/h。从第3天开始，1号超滤系列产水速率大于2号超滤系列的产水速率，且随运行时间增长差值越大，从第3天的3.2%升到第15天的24%。

表1 超滤系列产水速率随时间变化情况

2.2 袋式过滤器入口、出口水质随时间变化的研究

袋式过滤器运行周期为15天，分别在第2天、第5天、第9天、第13天取袋式过滤器入口、出口水样，分析浊度和COD(Mn)。浊度和COD(Mn)随运行时间变化分别见表2和表3。袋式过滤器在运行第2天对浊度的去除率为45%，随着运行时间增长，去除率下降，运行第13天对浊度的去除率为18%。袋式过滤器在运行第2天对COD(Mn)的去除率约为28%，随着运行时间增长，去除率下降，运行第13天对浊度的去除率为11%。袋式过滤器可改善超滤系列入口水质，减小水中颗粒质量浓度，缓解超滤膜污染和产水通量下降。

表2 水样浊度(NTU)随袋式过滤器运行时间变化情况

表3 水样COD(Mn)随布袋过滤器运行时间变化

2.3 袋式过滤器对超滤系列化学清洗成本和用水的影响

1号超滤系列化学清洗周期为90天，单次化学清洗成本为12 000元，单次清洗消耗除盐水50 t，袋式过滤器布袋15天更换1次，单次更换成本为600元，1号超滤系列化学清洗及布袋更换年成本共计约为63 120元；2号超滤系列化学清洗周期为60天，单次化学清洗成本为12 000元，单次清洗消耗除盐水50 t，2号超滤系列化学清洗年成本约72 000元；加装布袋过滤器的超滤系列年化学清洗成本比未加装布袋过滤器的超滤系列低12%，年节水100 t。

3 结束语

采取袋式过滤器作为火电厂补给水处理系统中超滤前处理工艺，可改善超滤系列入口水质，减小水中颗粒质量浓度，缓解超滤膜污染。有效提升超滤产水速率、减少清洗成本，缓解以中水作为原水的影响。