摘要：通(tōng)過試驗，提出并驗證了适用于電廠反滲透濃水的回用方法：利用餘壓将反滲透濃水打入低壓膜元件，分離(lí)的淨水回用至工業(yè)水箱，回收率可(kě)達50%,濃水經“微波化學法”有效降低化學需氧量後達标排放。該方法進一步提升原反滲透系統的回收率，制得的産水與工業(yè)水相當，可(kě)滿足電廠多處用水需求；在敏化劑和(hé)微波共同作用下(xià)，濃水化學需氧量可(kě)由80～120mg/L降至35～40mg/L,低于排放标準。反滲透濃水處理後可(kě)結合濃水水質特點和(hé)廠裡用水情況，在評估的基礎上合理回用。下(xià)面由反滲透濃水回收回用技術(shù)廠家國潤環保小編帶大家一起來了解一下(xià)。
關(guān)鍵詞：發電廠;反滲透膜分離(lí)技術(shù);微波化學法;
反滲透膜分離(lí)技術(shù)是在高于溶液滲透壓作用下(xià)，利用半透膜攔截水中(zhōng)的鹽類、膠體、微生物以及有機物等雜質，實現溶質與溶劑的有效分離(lí)。反滲透技術(shù)在電廠鍋爐補給水處理中(zhōng)有廣泛應用，是制備電廠生産所需除鹽水的重要工序。補給水系統反滲透回收率通(tōng)常為75%,排放約25%的濃水。反滲透濃水為經常性排水，水量不容忽視，如(rú)果濃水直接外排将造成水資(zī)源的浪費。
反滲透濃水的水質與反滲透膜透過性能和(hé)進水水質有直接關(guān)系。一般情況下(xià)，電廠補給水系統中(zhōng)的反滲透濃水含鹽量高、濁度小，幾乎不含重金屬、氨氮、微生物等。這樣的水質條件決定其處理方式有别于其他電廠廢水。反滲透濃水的回用空間大，處理目标也更有指向性。
1反滲透濃水回用方案
結合電廠實際情況，提出反滲透濃水回用方案：反滲透濃水→零動(dòng)力膜系統→産水至回用水箱、濃水經處理後達标排放。具體回用流程見圖1。反滲透濃水被引入低壓脫鹽膜元件，在不增加外界動(dòng)力的情況下(xià)，利用反滲透濃水排放壓力為動(dòng)力，對反滲透濃水進行再度分離(lí)，回收率目标值設定為50%。處理後産水進入回用水箱循環使用；濃水經回收箱過度後進入濃水處理系統，向反應池内投加敏化劑、絮凝劑等藥劑，在微波催化作用下(xià)重點降低濃水的化學需氧量(以下(xià)簡寫為“COD”),經處理合格後排放。該工藝進一步回收50%的反滲透濃水，将原反滲透系統的回收率由75%提升至87.5%。
1.1零動(dòng)力裝置産水水質
經過參數比對和(hé)模拟試驗，優選某公司的膜元件可(kě)以滿足試驗需要，具體表現為：①适應低壓運行條件。該膜元件在0.5～0.8MPa條件下(xià)正常穩定運行，可(kě)僅依靠濃水餘壓作為動(dòng)力，不額外增加動(dòng)力源；②滿足電廠生産實際。以反滲透濃水為進水的情況下(xià)，零動(dòng)力膜系統的出力達3t/h以上，回收率可(kě)大于50%;③在此條件下(xià)，膜元件不易污堵，可(kě)較長時間穩壓運行而無需頻繁清洗。
将零動(dòng)力膜系統安裝在電廠補給水系統一級反滲透濃水出口，反滲透濃水直接接入零動(dòng)力膜系統，試驗過程中(zhōng)零動(dòng)力裝置與反滲透裝置同步運行。持續跟蹤零動(dòng)力裝置産水的主要指标，檢測結果見表1。
注：(1)GB/T19923—2005《城市污水再生利用工業(yè)用水水質》中(zhōng)規定再生水用作工業(yè)用水水源時基本控制項目及限值；(2)本文(wén)提到的COD均為CODCr,以下(xià)簡寫為COD。
經測定，零動(dòng)力裝置産水的pH值維持在6.48左右，略低于回用标準中(zhōng)的6.5限值。除pH值以外，其他檢測指标均滿足國标對于回用水的水質要求。産水pH值偏低主要是空氣中(zhōng)的二氧化碳溶入造成的，在後續處理中(zhōng)碳酸鹽平衡打破後，産水的pH值可(kě)恢複至6.5～8.5的範圍内。零動(dòng)力裝置産水含鹽量低，可(kě)回用至電廠内對于水質有一定要求的地方，如(rú)超濾進水、反滲透進水、甚至是混床進水等。
1.2零動(dòng)力裝置濃水的處理
零動(dòng)力回用系統産生的濃水水質檢測結果如(rú)表2所示。檢測顯示濃水COD超過了排放标準，其他指标均符合排放要求，因此濃水的處理目标主要是将COD降至60mg/L以下(xià)。
注：（1)DB31/199—2018《污水綜合排放标準》中(zhōng)規定的第二類污染物排放限值。
通(tōng)過試驗發現，“微波化學法”可(kě)有效降低濃水的COD,具體方法是向濃水中(zhōng)加入一定量的敏化劑和(hé)混凝劑，在微波催化作用下(xià)，強化降低COD的效果。微波是指頻率為300MHz～300GHz的電磁波，在微波照射下(xià)廢水中(zhōng)某些強極性污染物的局部會形成高溫“熱點”,誘發分子(zǐ)極化旋轉，對極性大分子(zǐ)化學鍵的斷裂具有促進作用，從而加速分解過程，強化廢水處理效果。加入敏化劑可(kě)增強體系對微波的吸收和(hé)傳熱能力，污染物在受熱後會揮發、分解或被固定。試驗結果顯示，在敏化劑加藥量為300mg/L時，濃水COD在80～120mg/L範圍内，出水COD可(kě)降至35～40mg/L,達到排放要求。該條件下(xià)出水的其他監測指标，在處理前後未發生明顯變化，均低于排放限值。
1.3運行效果
對整個(gè)系統的運行情況進行為期一個(gè)月(yuè)的持續跟蹤，零動(dòng)力裝置的進口壓力幾乎不變，濃水壓力從0.60MPa升至0.65MPa,表明零動(dòng)力膜未出現明顯結垢污染。整個(gè)系統出水水質呈現一定的變化，但始終滿足排放标準，未出現大的波動(dòng)。
從零動(dòng)力裝置進出口壓力變化和(hé)終産水水質兩個(gè)方面判定：該系統運行較為穩定，滿足實際生産的需要。
該回收裝置運行時，電耗和(hé)藥劑費用占運行成本的主要部分。電耗主要是微波裝置工作用電，藥劑費用主要是敏化劑，考慮到敏化劑在反應中(zhōng)主要起到催化作用，可(kě)将澄清池底部污泥收集起來回用，從而節省藥劑費用。
2零動(dòng)力膜應用情況
零動(dòng)力膜裝置優勢明顯：無需額外增加動(dòng)力源，占地面積小，對于原反滲透系統幾乎無影響，有效減少(shǎo)新鮮水使用量和(hé)濃水外排量，目前已在電力、石化等行業(yè)實施應用,彙總見表3。
目前關(guān)于利用零動(dòng)力膜回用反滲透濃水的論文(wén)研究較少(shǎo)，但該方法應用實施發展迅猛。結合本研究和(hé)已有案例可(kě)以發現，對于零動(dòng)力膜處理方法而言，維持膜系統的長期穩定運行是關(guān)鍵，亦是難點。反滲透濃水含鹽量高，對于膜的性能指标提出了更高的要求，需要其具備耐高鹽、抗污堵等特性，因此多采用性能良好的苦鹹水反滲透膜。為解決鹽析出和(hé)膜結垢的問(wèn)題，采用超濾+強化阻垢或加酸預處理和(hé)專用阻垢劑相結合的方法,可(kě)有效避免碳酸鈣等鹽垢的析出。當進水水量降低後，膜表面濃水側的濃差極化可(kě)能會因此增加，從而導緻産水水質惡化、壓差增加等問(wèn)題，因此，在實際運行中(zhōng)需關(guān)注進水流量和(hé)回收率的變化，必要時作出調整。
3廠内回用方案分析
電廠反滲透濃水的廠内回用思路(lù)可(kě)歸納為以下(xià)三種。
方案一：将反滲透濃水回用為循環水補水。一般情況下(xià)，反滲透濃水水質優于循環水補水,完全可(kě)以作為循環水補水回用,混合濃水後的循環水補水各項指标均遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于标準要求。但濃水的引入使得補水的成分發生變化，特别是循環水的堿度會因此升高，增加了循環水系統發生結垢的風險，因此循環水的控制參數，如(rú)水質穩定劑添加量、濃縮倍率、排污量等都需要根據實際情況重新判定，同時也需要引入超聲波除垢、添加硫酸和(hé)阻垢劑等方式來應對可(kě)能出現的結垢問(wèn)題。市面上較多采用此方法對反滲透濃水進行回用，此法無需增加水處理設備，隻需将濃水引入循環水補水并及時跟蹤調整循環水控制情況即可(kě)。由于濃水排出量随着制水設備的運行而發生非周期性變化，給循環水的控制提出了更多要求。
方案二：反滲透濃水經膜處理後回用，回用過程中(zhōng)産生的濃水經處理後排放或深度處理。本文(wén)所提出的回用方法即屬于此範疇。該方法可(kě)有效提升反滲透濃水的回用比例，回用水水質好，可(kě)以滿足多方面的使用要求，但在處理的過程中(zhōng)會額外産生一定量的濃水，因此，并不能實現濃水的百分百回用；對于該部分濃水，需經過相應的處理才能達标排放，或通(tōng)過深度處理實現零排放。因此使用膜濃縮的方法一般還需配置一套水處理裝置。電廠在實際運行中(zhōng)，需充分結合反滲透濃水特性來選擇合适的膜元件，積極跟蹤裝置的運行情況，保障系統的長期穩定運行。
方案三：将濃水重新引入原水澄清池回用。該方法簡單易操作，無需額外增加水處理設備，可(kě)實現濃水的全部回用，同時減少(shǎo)原水的取水量。但該處理方法存在一個(gè)問(wèn)題：電廠的預處理主要去除膠體、懸浮物等大顆粒物質，對于原水中(zhōng)的鹽類幾乎沒有去除效果，長期循環回用将導緻原水含鹽量持續遞增，進而影響化學制水系統的運行安全性和(hé)經濟性。在電廠實際運行中(zhōng)，該方法隻适用于反滲透濃水的短(duǎn)期處理或減量處理，不宜作為長期處理方式。
4結語
本文(wén)提出了針對電廠反滲透濃水的回用方案，利用反滲透濃水餘壓，采用低壓膜元件将濃水進行50%濃縮，産水直接回用至工業(yè)水箱，濃水經混凝—微波—澄清工藝處理後将COD降至60mg/L以下(xià)，各項指标均滿足排放标準，可(kě)直接排放。
此方法将反滲透系統回收率由75%提升至87.5%,濃水排放量縮減50%,降低廢水排放量的同時減少(shǎo)工業(yè)水取水量，提高了電廠的經濟效益和(hé)環境效益。
三種常見的反滲透濃水廠内回用方法各有優劣，電廠在選擇反滲透濃水回用方案時需結合濃水水質特點和(hé)廠裡的實際情況，可(kě)選擇其中(zhōng)之一，也可(kě)将兩者結合起來使用。
作者簡介：尹力(1990—),男(nán)，碩士，工程師(shī)，主要從事電廠化學技術(shù)研究、檢測與服務工作。
國潤環保在反滲透濃水回收（ERD-SMART）、膜法近零排(MNZR-SMART)、廢水回用(WWRT-SMART)、脫硫廢水零排放（SWD-SMART）等方面有技術(shù)工藝包，可(kě)以為電力、石油、化工、鋼鐵、醫藥、造紙(zhǐ)、紡織、印染、鋼鐵、電子(zǐ)、光伏及市政等行業(yè)或領域。客戶提供高效節能的水處理系統解決方案。
