锅炉补给水传统和膜法处理工艺的比较

叶小伟，华静芳

(上海华电闵行能源有限公司，上海 201108)

0 引言

近年来，以超滤、反渗透(RO)、电解除盐(EDI)为代表的膜分离技术作为新型的水处理应用技术取得了跨越式的发展。膜分离技术用于电厂水处理系统，工艺简单、运行维护方便、环境友好、产品水质量稳定可靠，受到普遍欢迎，在电力系统中得到了广泛应用。

1 传统工艺和膜法工艺介绍

传统的水处理技术主要采用预处理+阳床+阴床+混床的全离子交换工艺。通过多介质过滤+活性炭过滤预处理地表水，用阳床+阴床+混床的全离子交换确保水质稳定达标。

膜法工艺是指超滤+RO+EDI的处理工艺，该工艺主要采用膜分离技术制取脱盐水。超滤是在一定的压力下，使大分子溶质不能透过而小分子溶质能透过一定孔径的特制薄膜，使水得到纯化的技术。RO是一种以压力差为推动力，从溶液中分离出溶剂的技术，因为它和自然渗透的方向相反，故称反渗透。EDI利用两端电极高压使水中带电离子移动，并配合离子交换树脂及选择性树脂膜以加速离子移动去除而进行深度除盐。

2 传统工艺和膜分离工艺特点对比

某项目一期建设260MW级燃气－蒸汽联合循环供热机组，根据现有的热负荷资料以及保证机组各项水汽质量指标符合GB/T 12145—2008《火力发电机组及蒸汽动力设备水汽质量》的相关规定，对该工程水源水质进行取样分析(2012年3月)，结果见表1。

对该项目一期工程的锅炉补给水处理系统采用的传统工艺和膜法工艺进行了比较。

表1 某工程水源水质取样结果

2．1 出水水质

2种工艺都能满足项目一期工程锅炉补给水的水质要求。传统工艺出水浊度设计值≤3度，对污染指数(SDI)值无法控制，通常为3～4。膜法工艺出水SDI一般≤2，提高了系统的产水率。传统工艺只能对有机物进行一定的去除，难以去除微生物，膜法工艺可以拦截有机物及细菌等微生物，可有效预防系统微生物的滋生，对水处理系统进行很好的保护，同时可减少杀菌剂用量。传统工艺一般需设置混凝/助凝加药装置，增加了后续反渗透系统的污堵风险。

2．2 投资成本

该期工程按照初设阶段的供热负荷确定补给水量为120m3/h，最终都采用3×60 m3/h的设计方案，2种工艺的建设成本对比见表2。

表2 2种工艺的建设成本比较 万元

由此分析:膜法工艺的设备购置费比传统工艺高，但膜法工艺厂房占地面积是传统工艺的1/2，车间净高也低于传统工艺，土建投资比传统工艺低，总建设成本相差不大。

2．3 运行成本

从该项目的年运行小时、电费成本、当地药品价格、树脂价格、超滤及反渗透更换周期、生产定员等方面分析了膜法工艺和传统工艺的运行费用，具体见表3。

表3 膜法工艺和传统工艺运行费用 万元/年

膜法工艺和传统工艺都需要进行反洗。传统工艺运行时需要使用混凝剂、助凝剂、杀菌剂等加药系统，膜法工艺反洗需要酸、碱、杀菌剂等辅助加药系统。经分析比较，传统工艺和超滤工艺运行成本基本相当。

2．4 占地面积

受预处理和离子交换的局限，传统工艺多介质+活性炭装置的占地面积远大于膜法工艺装置的占地面积。一般情况下，膜法工艺装置占地面积仅为传统工艺装置的50%左右。

2．5 操作稳定性比较

传统工艺和膜工艺都可实现自动运行。但多介质、活性炭等滤料清洗维护工作量大，特别是活性炭在有机物吸附饱和后需进行活性炭的更换及再生。运行良好的膜法水处理系统可运行5年以上，而且不需要进行任何人力维护。同时，采用膜法工艺能有效减少设备的维护工作量，有利于系统稳定运行。

3 结束语

传统工艺有着设备占地面积大、系统操作维护频繁复杂、出水水质呈周期性波动的缺陷，而且需要投加絮凝剂和耗费大量的酸碱，不利于环境保护;同时，离子交换器多为直径较大的罐体，体积大、质量大，不便于运输及安装调试，施工周期长。膜法工艺从根本上降低了酸碱以及酸碱废水的环境污染问题，且出水水质稳定、可靠，运行费用低，设备采用模块化设计，可任意拆卸、组装，配置灵活，安装调试方便，运行维护和设备维修工作量少;设备结构紧凑，占地少、质量小，便于运输和安装调试;超滤和反渗透装置均为撬装设备，出厂前已进行了调试检验，大大减少了现场的安装调试工作，缩短了施工周期。与传统处理工艺相比，具有较大的经济、技术和环保优势。

因此，膜法工艺是一种先进且成熟的工业水处理工艺，在环保、可靠性、经济性等方面比传统工艺更具优势，将逐渐取代传统工艺。

［1］许振良．膜法水处理技术［M］．北京:化学工业出版社，2001．

［2］周柏青．全膜法水处理技术［M］．北京:中国电力出版社，2001．

［3］张葆宗．反渗透水处理应用技术［M］．北京:中国电力出版社，2004．

［4］范茂军，张东，傅金祥．粉末活性炭和超滤膜组合工艺深度处理黄浦江原水［J］．沈阳建筑大学学报:自然科学版，2006，22(5):799 －803．