引言:电厂水处理中包含一定量的浓水,浓水排放问题值得关注。如果在妥善处理浓水的基础上,拟定回收利用浓水的方案,不仅发掘浓水的潜在利用价值,同时促进水资源的保护与再利用,吻合环保原则。
一、研究浓水再利用意义
电厂水进入到后续工段之前,需要经过换热器、反渗透等阶段,其中反渗透阶段扮演关键角色。在电厂水处理体系中,借助反渗透技术实现脱盐效果,降低电厂水中的含盐量,但是随之而来的浓水排放效应不容忽视。当前水资源愈发紧缺,如果不能妥善处理浓水,意味着水资源的低效利用。若能进一步提升反渗透阶段的性能,最大限度回收并发掘废水的潜在价值,在控制水资源用量的同时,避免废水排放对环境的消极影响。因此有必要针对电厂的反渗透装置的浓水排放进行深入分析,根据分析结果给出改造方案,有效发掘浓水的再利用价值,实现水资源的高质量利用。
二、电厂水处理分析
1.背景分析。电厂通常拥有多套反渗透装置,不同反渗透装置的浓水排放量存在差异,已知电厂一共有7台反渗透装置,其中四组反渗透装置一级浓水排放量为20t/h,另外三组为30t/h。研究水处理现状时,需要借助反渗透浓水水质信息,分析反渗透装置的运行效果,为拟定浓水回收处理改进方案提供重要依据。
2.浓水流量统计。统计浓水流量时,需要注意反渗透装置每个月内的运行天数以及浓水累积流量。针对前四组和后三组反渗透一级浓水总流量分别计算平均值。根据统计结果,前四组反渗透一级浓水总流量平均值为36775.1,后三组的平均值为32771,4,总值为69546.5。
3.浓水水质监测。这一阶段对回收池内回收水的浓水进行两次检测,并计算两次检测中各类参数(电导率、pH值、YD值、CL-、浊度)的平均值。在第二次监测回收池回收水的浓水时,还要进行原水以及循环水的浓水监测工作,获取上述参数。原水中浓水的电导率约为348μs/cm、pH值为7.94、YD为2.9 mmol/L,CL- 为22mg/L,浊度为1.1FTU。循环水中浓水的电导率为2290μs/cm,pH为8.81,YD为11.9mmol/L,CL- 为111mg/L,浊度为5.2FTU。回收池内回收水的浓水平均电导率为1307μs/cm,平均pH为7.89,YD平均值为11.5mmol/L,CL- 和浊度的平均值分别为97mg/L、0.7FTU。
4.用水设备分析。电厂水资源应用渠道较多,包括喷淋设施的冷却、现场消防、脱硫装置冷却等等,需要掌握每一类用水渠道的水资源来源。喷淋设施冷却用水多来自于复用水池,夏季使用相对频繁,其他三个季节应用较少。消防设施和厕所主要使用原水,两类用水需求并不稳定;消防设施用水对应紧急状态,常态下用水需求很低;厕所用水需求与厕所冲刷有关,其他时段无需厕所用水。相比之下,脱硫设施用水来源与冷却塔有关,用水需求量较大。设备常态运行时,单小时用水量>100t。确定各类用途之后,对全部用水点进行水质分析。
(1)喷淋设施。喷淋设施用水相对清澈,水质pH值位于6~9之间,电导率为900μs/cm,水质浊度为1.5FTU,现用水质CL-含量为35mg/L,水质YD值为5.3mmol/L。
(2)消防设施和厕所。此类水质的外表清澈透明,pH值在7~8,水质的YD值、CL-含量、电导率和浊度相对于喷淋设施用水全部偏低。水质电导率为350μs/cm,CL-含量为25mg/L,水质浊度为1.1FTU,YD值为3.3mmol/L。
(3)脱硫装置冷却。此用途水质外表与消防设施、厕所用途的水质接近,水质pH为8~9。电导率、水质CL-含量、浊度、水质YD指标相比于前两种用途明显偏高。现有水质电导在2300μs/cm,水质YD值为13 mmol/L,水质CL-含量为120mg/L,水质浊度为5.5FTU。
5.分析结果总结。通过对反渗透装置浓水处理的取样调查,分析每一种浓水处理后的使用效果。浓水经过反渗透处理后应用在冷却喷淋设施的场景,用量相对较小。喷淋设施降温多在夏季进行,而且复用水供给相对稳定,因此这部分浓水利用效率不高,方案应用价值较小。若将处理后的浓水应用在消防用水和清洁用水领域,由于所在区域的消防清洁用水需求量不大,意味着浓水处理后的应用存在“供大于求”的问题,而且这部分浓水的附加效应不足,实际经济效益大打折扣。在脱硫装置冷却的场景中使用处理后的浓水,单位时间内的用水需求旺盛,充分吻合浓水排放规模,确保处理后的浓水充分利用。与此同时,应用在脱硫装置冷却,意味着降低现场改造的难度,实现最优质的原水节约效果,与水资源的回收再利用原则吻合,因此这一方案的应用价值非常明显。
三、浓水处理改造方案设计
1.理论分析。浓水利用率偏低的原因在于浓水含盐量偏高,采用常规给排水处理方式不能妥善解决浓水含盐量高的问题。与此同时,浓水处理中使用的药剂,以及浓水的回收情况,也会影响浓水处理效果。处理过程中,尝试融合浓水与其他类型的水,针对浓水执行软化处理任务,有效控制浓水的部分离子含量,实现优质的浓水浓度控制效果。
2.工艺流程。在现有水处理装备结构的基础上,增设管道和阀门设施,将排放到排水沟的反渗透装置的一级浓水,与其他装置的一级浓水全部排放到回收池。随后借助增设的管道,将全部浓水传输到工业冷却水箱,为浓水脱硫处理做好准备。关于反渗透装置的一级进水,必须首先通过过滤处理,直接去除浓水中体积较大的颗粒物与悬浮物。在此基础上经过反渗透膜的组件,尽管此时获取的浓水含盐量仍然偏高,但是浊度和SDI趋向合理。回收水池还能实现反洗水的回收效果,由于这部分水已经过滤处理,具有原水特征。因此将这部分水与反渗透浓水融合处理,发挥软化处理的关键作用,真正降低浓水中的离子比例。对于浓水中处理难度较大的硫酸盐进行稀释处理,有效控制浓水浓度,使得浓水具备回收再利用的性质,在设备冷却过程中发挥处理后浓水的作用。
3.应用效益。使用浓水处理改造方案,每月内节省大量原水成本,最大限度控制废水排放量,在保护环境的同时,促进水资源的循环利用,吻合扩大效益和保护环境的原则。
结束语:在电厂水处理场景中,关注浓水回收利用事宜,结合水处理的实际情况拟定浓水回收利用方案,真正发掘浓水的内在价值。当前提出的浓水再利用方案可能存在问题,在实际应用中进一步探索改进方案的思路。
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