电厂膜法水处理

电厂膜法水处理及反渗透装置常见问题火电厂的三大系统之一汽水系统•由锅炉,汽轮机,凝汽器,除氧器,加热器等构成•主要包括:•给水系统•冷却水系统•补水系统过热蒸汽除氧器补给水生水低压加热器高压加热器排气凝结水凝结水泵汽轮机发电机过热器锅炉省煤器锅炉给水给水泵水处理设备循环水泵冷却水凝汽器(软化)在火力发电厂中，水进入锅炉后，吸收燃料（煤）燃烧释放的热能，转化为高温、高压的蒸汽，将高温、高压的蒸汽输送到汽轮机中，在汽轮机中，热能转化为机械能，推动汽轮机转动，并带动发动机将动能转化为电能。所以锅炉与汽轮机为火力发电的主要设备。为保证他们的正常运行，对锅炉用水的质量有很严格的要求，而且，机组中蒸汽参数愈高，对其要求愈严。原水：未经任何处理的天然水。锅炉补给水:原水经过各种净化方法处理后，用来补充热力发电厂汽水损失的水。凝结水：在汽轮机做功后的蒸汽经冷凝成的水。疏水:各种蒸汽管道及用汽设备中的蒸汽冷凝水。返回水：热电厂向热用户供热后，回收的蒸汽冷凝水。给水：送进锅炉的水。锅炉水：锅炉本体的蒸发系统中流动着的水。冷却水：用作冷却介质的水。由于水在热力发电厂水汽循环系统中所经历的过程不同，水质常有较大的差别。根据实际的需要，我们常给予这些水以不同的名称：1、热力发电厂各种水质名称水质概述2、热力发电厂中水处理的重要性没有经过净化处理的天然水含有许多杂质，这种水如果进入水汽循环系统，将会造成各种危害。为了保证热力系统的良好水质，必需对水进行适当的净化处理和严格的水汽质量监督。由于水汽质量不良引起的危害：a.热力设备的结垢b.热力设备的腐蚀c.过热器与汽轮机的积盐。3、水处理工作者应做好如下工作a.净化原水即炉外水处理。b.对给水进行除氧（或加氧）、加药等处理。c.炉内水处理即加药和排污（汽包炉）。d.凝结水处理。e.对生产返回水进行除油除铁的净化处理。f.对冷却水进行防垢、防腐、防止微生物处理。g.发电机内冷水处理。h.对热力系统各部分的汽水质量进行监督。i.废水、污水及中水处理（环保）。4、水质概述铵离子(NH4+)___________二氧化碳(CO2)____________钾离子(K+)____________碳酸根(CO32-)____________钠离子(Na+)____________碳酸氢根(HCO3-)___________镁离子(Mg2+)___________亚硝酸根(NO2-)___________钙离子(Ca2+)___________硝酸根(NO3-)____________钡离子(Ba2+)___________氯离子(Cl-)_____________锶离子(Sr2+)___________氟离子(F-)_____________亚铁离子(Fe2+)__________硫酸根(SO42-)___________总铁(Fe2+/Fe3+)_________磷酸根(PO43-)____________锰离子(Mn2+)___________硫化氢(H2S)_____________铜离子(Cu2+)___________活性二氧化硅(SiO2)_________锌离子(Zn2+)____________胶体二氧化硅(SiO2)_________铝离子(Al3+)____________游离氯(Cl•)____________其它离子(如硼离子)_________碳酸根碱度(酚酞碱度)__________总溶解固体含量(TDS)_______总碱度(甲基橙碱度)__________含油量__________总硬度__________生物耗氧量(BOD)_________化学耗氧量(COD)__________总有机碳(TOC)__________浊度(NTU)__________污染指数(SDI15)__________细菌(个数/mL)__________水质指标：粒径10-710-610-510-410-310-210-1110（mm）分类真溶液胶体溶液悬浮液特征透明光照下浑浊浑浊肉眼可见常用处理法离子交换、电渗析、反渗透超滤精密过滤自然沉降、过滤混凝、澄清、过滤5、水中杂质的分类5.1按杂质或离子粒径分6、各种杂质对水质的影响杂质名称对水质的影响泥沙、粘土1、使水浑浊、沉积于各配管装置系统的锅炉热交换器中。2、产生粘泥。3、沉积在离子交换树脂上，影响其工作使交换容量下降。藻类、微生物1、使水产生色度，并有不愉快的气味。2、产生粘泥。某些有机物1、产生沉积；2、污染离子交换树脂；3、进入锅炉，易使炉水起泡，产生汽水共腾。3、降低炉水PH值，造成酸性腐蚀。胶体硅1、在锅炉内沉积；2、易使炉水起泡，产生汽水共腾；3、高压炉因选择性携带而产生蒸汽通路的硅沉积。铁、铝化合物1、炉内结垢；2、产生垢下腐蚀。高分子有机物1、污染离子交换树脂，使其工作交换容量降低；2、易使炉水起泡，从而使蒸汽品质变坏。3、降低炉水PH值，造成酸性腐蚀。CL-1、对不锈钢产生点蚀。2、使水中含盐量增加SO42-1、与Ca2+结合生成硫酸钙水垢。2、使水中含盐量增加HCO3-1、在锅炉内分解、产生碱性腐蚀，并易使炉水气泡。2、在蒸汽中产生CO2腐蚀。Ca2+,Mg2+,Na2+1、在锅炉、热交换器内产生结垢。2、增加含盐量。3、增加水的腐蚀倾向。Fe2+,Mn2+1、污染离子交换树脂，产生中毒不易再生。2、过炉内结垢。3、产生垢下腐蚀。锅炉补给水的预处理•水的预处理：除去天然水体中含有的泥砂、粘土、腐殖质等悬浮物和胶体杂质及细菌、真菌、藻类、病毒等这些杂质的混凝、澄清、过滤、超滤等工艺。•经过预处理后的水，如作为锅炉补给用水，还必须除去水中溶解性的盐类，如不首先除去这些杂质，后续除盐处理将无法进行。•预处理是锅炉补给水处理工艺流程中的一个重要环节。1混凝澄清处理•化学混凝：投加化学药剂（混凝剂）使得胶体分散体系脱稳和凝聚的过程。•混凝澄清处理：在混凝过程中，含有微小悬浮微粒和胶体杂质被聚集成较大的固体颗粒，使颗粒性的杂质与水分离的过程。•常用的混凝剂主要分为铝盐和铁盐两类：铝盐中以硫酸铝和聚合铝为主；铁盐中以三氯化铁和聚合硫酸铁居多。铁盐与铝盐相比，铁盐生成的絮凝物密度大，沉降速度快，pH适应范围宽；混凝效果受温度的影响比铝盐小；但投加铁盐时要注意，设备运行不正常时，带出的铁离子会使出水带色，并可能污染后续除盐设备。•助凝剂分无机类和有机类。典型的无机助凝剂有氧化钙、水玻璃、膨润土；有机类的助凝剂有聚甲基丙烯酸钠、聚丙烯酰胺（PAM）等。1.3常用的混凝药剂•pH值的影响pH是指加药后的水的pH，pH的影响主要是pH对混凝剂的水解产物的形态、混凝效果和对原水有机物的影响。•水的碱度；•混凝剂的剂量；•水力条件对混凝效果的影响；•水温的影响；•水中阴离子的组成；•接触介质的影响；•水的浊度。1.4影响混凝效果的因素通常以出水的浊度来评价混凝处理的效果。因为混凝澄清处理包括了药剂与水的混合，混凝剂的水解、羟基桥联、吸附、电性中和、架桥、凝聚及絮凝物的沉降分离等一系列过程，因此混凝处理的效果受到许多因素的影响，其中影响较大的有:2常用混凝澄清设备2.1混合设备分管道混合，水泵混合，水力混合和机械混合等2.2泥渣循环型澄清池•机械搅拌澄清池9回流泥渣121110987654321进水排污排泥出水机械搅拌澄清池示意图1—进水管；2—环形进水槽；3—第一反应室；4—第二反应室；5—导流室；6—分离室；7—集水槽；8—泥渣浓缩室；9—加药管；10—搅拌叶轮；11—导流板；12—伞形板•水力循环澄清池12867543211091311水力循环澄清池示意图1—混合室；2—喷嘴；3—喉管；4—第一反应室；5—第二反应室；6—分离室；7—环形集水槽；8—穿孔集水管；9—污泥斗；10—伞形罩；11—进水管；12—排泥管2.3气浮澄清池•气浮澄清池机理及工艺过程气浮澄清池示意图1—接触室；2—分离室；3—进水管；4—溶气释放器；5—集水装置；6—集水斗；7—出水装置；8—排渣槽；9—刮泥机；10—电机及减速机；11—接触室、分离室排污管气浮澄清池双介质过滤器反渗透系统鼓风除碳器水泵房混床加药间超滤系统锅炉补给水系统构成超滤工作过程进水淡水浓水高压泵反渗透膜层反渗透膜支撑层模拟反渗透机组高压给水膜元件在压力容器内的联接压力容器管浓水排放产水（淡水）反渗透膜组件•优质的膜元件•合理的配置•精良的装配•合理的操作•精心的监控•定期的保养反渗透设备长期良好运行的条件认真记录并保存运行记录的重要性2/40可以看出变化的趋势为判断故障提供依据当申请质保时必须提供的数据宏观数据变化与膜内变化的关系产水量透盐率系统压差给水压力•反渗透膜脱盐层内透水孔道的通畅与否•反渗透膜脱盐层的电性强弱•反渗透膜给水流道的通畅与否•反渗透膜给水流道的通畅与否•反渗透膜脱盐层内透水孔道的通畅与否超薄脱盐层(约:2000埃)刚性支撑层(约:50μm)支撑织物(约:110μm)反渗透膜元件截面层浓水淡水中心管密封圈进水渗透收集网格膜片进水分流格网缠绕外套膜片进水分流格网反渗透膜元件结构主要沉积污染物分布位置情况胶体态铁和硅铁氧化物和氢氧化物有机物碳酸钙，硫酸盐和其他无机盐微生物污染泥砂颗粒及无机胶体污染保安过滤芯被无机颗粒污染，并且有一部分透过滤芯进入反渗透系统中泥砂颗粒及无机胶体污染•现象和症状：–泥砂颗粒堆积在第一段的前几支膜元件的进水端–系统压力将偏大，系统脱盐率偏低–膜元件解剖后，膜表面和进水流道附着可见污染物•原因：–预处理失效或设计存在缺陷–多介质过滤器/活性炭床反冲洗和快洗不充分–进水的SDI值偏高–硬砂颗粒机械擦伤膜片•清洗或解决方案：–难以化学清洗恢复，可以尝试采用酸碱清洗–加强介质过滤器/活性炭床反冲洗–加强SDI值监控–加强保安过滤器的监控和更换。泥砂颗粒及无机胶体污染预处理活性炭破碎泄漏第一段的前几支膜元件的进水端面附着黑色颗粒，膜元件解剖后，膜表面和进水流道附着活性炭颗粒•现象和症状：–黑色物质堆积在第一段的前几支膜元件的进水端–系统压力将偏大，产水量偏少，系统脱盐率偏低–膜元件解剖后，膜表面和进水流道附着活性炭颗粒•原因：–不正确或不充分的活性炭床反冲洗和快洗–长时间运行后，活性炭由于和氯或臭氧反应消耗导致破碎机械强度下降而破碎。–炭粒机械擦伤膜片•清洗或解决方案：–难以化学清洗恢复–更换新活性炭；充分的炭床反冲洗；加强保安过滤器的监控和更换。预处理活性炭破碎泄漏无机结垢-碳酸盐钙垢(CaCO3)结垢常常发生在最后一段，然后逐渐向前一段扩散，含钙、重碳酸根或硫酸根的原水可能会在数小时之内即因结垢堵塞膜系统清洗恢复效果更差清洗恢复效果更好酸性清洗的pH范围酸洗pH值对去除碳酸钙垢的影响00.511.522.5Relativechangepermeateflow2%citricacid@pH4,40CHCl@pH2.5,35CHCl@pH2,35CHCl@pH1,25CHCl@pH1,35C•现象和症状：–系统产水量低，脱盐率下降，压降增加。–膜元件变重•原因：–RO进水三高(高硬度;高pH;高碱度)–RO系统高回收率•清洗或解决方案：–系统可用酸进行清洗恢复。–应降低进水的三高(高硬度;高pH;高碱度)和RO系统回收率–调整阻垢剂的加入量无机结垢-碳酸钙垢(CaCO3)无机结垢-硫酸钙垢(CaSO4)图片引用GenesysInternational硫酸钙垢(CaSO4)无机结垢硫酸钡/硫酸锶垢(BaSO4/SrSO4)硫酸钡/硫酸锶垢(BaSO4/SrSO4)图片引用GenesysInternational•现象和症状：–系统产水量低，脱盐率下降，压降增加。–膜元件变重•原因：–RO进水钙、钡、锶、硫酸根含量高–RO系统高回收率导致超过溶解限制–阻垢剂失效•清洗或解决方案：–系统很难进行清洗恢复。–应降RO系统回收率–调整阻垢剂的加入量或更换阻垢剂无机结垢-硫酸盐垢微生物污染膜元件解剖后，膜表面和进水流道附着粘稠状物质，并伴有臭味。05101520Relat