超滤反渗透系统PPT课件.ppt
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1、华华能海能海门电门电厂一期厂一期1号、号、2号机号机组组(2 1036MW)工程)工程锅锅炉炉补给补给水水处处理系理系统设备统设备(超(超滤滤、反渗透)、反渗透)2008年年6月月1前言前言以高分子分离膜为代表的膜分离技术作为一种新型的流体分离单元操作技术,由于具有高效率、无相变、低能耗、使用化学药剂少、设备紧凑、自动化程度高、操作运行简单和维护方便等突出的优点,近几十年来取得了令人瞩目的发展。其中尤以超滤(Ultra Filtration,简称UF)和反渗透(Reverse Osmosis,简称RO)技术在电力、石油、化工、钢铁、机械、电子、医药、食品等行业已得到广泛的应用,它即可应用于脱盐
2、水、饮用水、海水和苦咸水淡化,也可应用于废水处理、物质回收与浓缩等领域。自八十年代中期起,尤其是近年来电力行业长足的发展,超滤和反渗透技术在我国大型火力发电企业锅炉补给水处理和废水处理中得到越来越广泛的应用,并取得了预期的效果和成熟的应用经验。超滤技术作为反渗透的预处理,它具有出水水质稳定,SDI值低,提高了反渗透膜的透水通量,节省延长了反渗透膜的寿命;反渗透技术作为补给水处理的预脱盐装置,大大减少了离子交换系统再生废酸、废碱的排放量,有利于环境保护,同时除去了水中的微粒、有机物和胶体物质,对减轻离子交换树脂的污染、延长离子交换树脂的使用寿命都有着良好的作用。华能海门电厂在一期工程(21036
3、MW)燃煤发电机组中,锅炉补给水处理采用了先进的超滤和反渗透等膜分离技术+二级混合离子交换技术作为锅炉补给水处理的系统,此系统共有2套UF装置、2套RO装置、2套一级混床装置、2套二级混床装置。2锅锅炉炉补给补给水系水系统统工工艺艺流程:流程:化学消防水池来的自来水变频升压泵自清洗过滤器超滤装置超滤水箱反渗透给水泵反渗透保安过滤器高压泵反渗透装置预脱盐水箱预脱盐水泵一级混床二级混床除盐水箱除盐水泵主厂房3设计出力序号项 目 名 称 取值计算或依据 计算结果(th)1正常水汽循环损失(t/h)304012 612锅炉吹灰用蒸汽损失(t/h)52 103闭式循环冷却水损失(t/h)30000.3%
4、2 184凝结水精处理再生用水损失(t/h)22 45真空泵水封消耗及其它水耗(t/h)62 126总计正常水汽损失(t/h)1057总计正常锅炉补给水量(t/h)1054正常制水时水量平衡图14蓄 水池139超 滤装置废 水池139超滤水箱2250m31485%125反 渗透19直 接回用106混 床系统 106除盐33600m31105主 厂房90%5最大制水时水量平衡图蓄水池196超滤装置298废 水池196超滤水箱2250m32085%176反渗透27526150混床系统 150除盐水箱33600m32148主 厂房90%6超滤系统 超超滤滤基本原理:基本原理:超滤是一种流体在膜表面的
5、切向流动,其利用较低的压力驱动并按溶质的分子量大小来分离和过滤,是一种物理分离过程,不发生任何相变。超滤膜的孔径大约在0.002 至0.1 微米范围内(MWCO 约为1,000-500,000)。溶解物质和比膜孔径小的物质将作为透过液透过滤膜,不能透过滤膜的物质被慢慢浓缩于排放液中。因此产水(透过液)将含有水,离子,和小分子量物质,而胶体物质,大分子物质,颗粒,细菌,病毒和原生动物等将被膜截留,通过浓水排放、反冲洗和化学清洗而去除。超滤膜可反复使用并可用普通的清洗剂清洗。超超滤滤系系统统的主要功能:的主要功能:除去水中的悬浮物、胶体、大分子有机物、细菌及病毒等,降低出水浊度及SDI值,改善反渗
6、透系统的进水水质。7与传统水处理技术相比,超滤膜过滤的优势全自动系统占地面积小可简易扩容的模块化设计更少的人力需求化学清洗和监控需要成熟的技术膜技术是一种工业标准89超超滤滤系系统统的主要技的主要技术术指指标标:出力:出力:298m/h(25)装置性能要求:装置性能要求:水的回收率90%;出水污染指数SDI2;超滤膜使用寿命不少于5年(从制水成功之日起计算)超超滤进滤进水水水水质质要求:要求:颗粒粒度:100mpH:2-13超超滤产滤产水水水水质质:SDI:1.0对大于1m的颗粒的去除率:99.99%细菌、病毒的去除率:99.9999%10污染指数(SDI)值污染指数(SDI)值,也称之为FI
7、(Fouling Index)值是水质指标的重要参数之一。它表征了水中颗粒、胶体和其他能阻塞各种水纯化设备的物体的含量。通过测定SDI 值(根据ASTM 方法4189-95,该方法在行业内是公认的。)可以选定相应的水纯化技术或设备。在反渗透水处理过程中,SDI 值是测定反渗透系统进水的重要指标之一;是检验预处理系统出 水是否达到反渗透进水要求的主要手段。它的大小对反渗透系统运行寿命至关重要。SDI 值是测量通过47mm 直径,0.45m 孔径的膜的流速的衰减。之所以选择 0.45m 孔径的膜,是因为在这个孔径下,胶体物质比硬颗粒(如沙子、水垢等)更容易堵塞膜。流速的衰减被转换成1 到100 之
8、间的数值,即SDI 值。SDI 值越低,水对膜的污染阻塞趋势越 小。从经济和效率综合考虑,大多数反渗透厂家推荐反渗透进水SDI 值不高于5。11超超滤滤系系统统主要主要设备设备:变频升压泵、自清洗过滤器、超滤增压泵、超滤装置、超滤水箱、超滤反洗水泵、超滤反洗保安过滤器、凝聚剂加药装置、盐酸加药装置、氧化剂加药装置、NaOH加药装置、控制仪表。12超滤基本术语Cartridge 膜组件,为一密封的中空纤维膜组,Flux 通量,产水透过膜的流率,通常表达为每天每平方英尺膜面积产多少加仑的水(gfd),gfd=lmh x 0.59Permeate 超滤产水,也称过滤出水Retentate 浓水,也称
9、为浓缩物。进水中无法通过滤膜的部分,包括有浓度高于其进水中含量的被截留固体物。TMP 透膜压差,为产水侧和原水侧进出口压力平均值的差异,伴随着运行时间的增加,膜污染的增加,TMP会逐渐升高,当到达设定值时,宜进行清洗。平均透膜压差(P进P出)/2P产水 1314自清洗自清洗过滤过滤器:器:100m叠片式过滤器属于精密过滤器,其工作原理是利用特级尼龙制成的叠片间的孔隙进行机械过滤。水中残存的大于100m的微量悬浮颗粒、胶体等颗粒,这种颗粒可能堵塞超滤膜孔。随着制水时间的增长,叠片因截留物的增多而污染,其运行阻力逐渐上升,当运行至进出口水压差达0.10MPa时,应定时与超滤装置同时进行反洗。每列超
10、滤装置配置一台出力为108m3/h的100m叠片式过滤器,采用强度较高的塑料外壳,内装4只滤元组合而成,外型为605X514X450 mm,该叠片是由特级尼龙制成,它具有纳污量大、寿命长、耐腐蚀、容易反洗的优点。15本工程采用的是以色列ARKAL公司的叠片式过滤器 16自自动动清洗清洗过滤过滤器器 17超滤装置设置了2套装置,每套装置设计处理量为98m/h,其运行情况为:运行20-30分钟,反冲洗30秒。超滤膜可通过定期反洗和化学清洗,以恢复超滤膜的透水能力。化学清洗频率为23个月,与反渗透装置共用一套化学清洗系统。超滤膜分离技术具有占地面积小、出水水质好、自动化程高等特点。采用德国Membr
11、ana SPES-55超滤膜作为反渗透系统的预处理,Membrana SPES-55超滤膜采用材质为亲水性的SPES/PES/PVP共混的中空纤维,其平均截留分子量为80,000Dalton,纤维尺寸(内径/外径)为0.7mm/1.0mm,组件尺寸(外径/长度)为12”组件(3101308mm),具有耐压、抗污染、使用寿命长等特点,且能长期保证产水水质,对胶体、悬浮颗粒、色度、浊度、细菌、大分子有机物具有良好的分离能力。采用独特的“七芯”设计,防止反洗过程对膜丝的冲击,使反洗时水流分布更均匀。18超滤装置采用错流过滤、定时频繁反洗的全自动连续运行方式。原水是在中空纤维的内部从一端流向另一端,而
12、产水则是在原水流经膜的过程中逐渐由内壁向外壁透过(称为内压式)收集后从产水端排出。被截留的悬浮物、细菌、大分子有机物、胶体等就堆积在纤维内表面,此时UF膜的膜前与膜后的压差会逐渐增加,需进行反冲洗,反冲洗水可利用超滤产水,反冲洗排出的水排放。但经多次反冲洗后,可能在膜表面粘附着不易冲洗掉的污染物和微生物,经运行一段时间后,当其压差增加到一定的值后,此时就采用含有一定浓度的化学药剂的水进行加强反冲洗,以增强反洗效果,并起到清洗作用。一般化学药品用盐酸、次氯酸钠、氢氧化钠等。19超超滤滤装置装置 超滤系统的关键设备是超滤装置,而超滤装置的核心部分为进口的超滤膜元件。本工程超滤膜组件采用德国MEMB
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