高效反渗透技术处理电厂循环水排污水研究

【摘要】：火电厂用水量很大,循环水用量最大占电厂用水总量的70%以上。为了减少补充水量,必须对系统中的水进行脱盐。以往的工艺采用离子交换设备除盐,系统复杂,不易维护,占地面积大,运行使用的酸碱会对环境造成二次污染,运行费用高等缺点。本课题意在为循环水处理提供了一套新的完整、可靠的工业化解决方案,提高循环水回用比例。在国内,高效反渗透技术未进行过处理循环水的中试研究,也从未有项目将此技术用于工程设计。本课题设计了一套高效反渗透工艺,通过石灰软化、脱二氧化碳、超滤和反渗透组成高效反渗透工艺处理循环排污水,并进行了一系列相关实验。另外,本课题以石景山电厂循环排污水处理系统作为一个工程实例进行研究,分析了实际水质和设备运行数据,为将来中试和工程应用提供参考。 循环水预处理试验,石灰软化池用于去除循环排污水中的硬度,自清洗盘滤用于滤除废水中的悬浮物和胶体,CO2脱除装置用于去除水中的C02,从而降低碳酸盐硬度。超滤用于去除水中的浊度和悬浮物,并且保证出水中的COD含量满足反渗透装置的进水要求。实验结果表明,废水中的暂时硬度和悬浮物得到了有效地去除,跟循环排污水原水相比CODcr的去除率约为57.4%,浊度去除率约为43%。水中的重碳酸盐和碳酸盐含量大大减少。研究表明,温度和PH值对预处理系统运行有很大影响。合理的超滤反洗周期确定对保护超滤膜和节约能耗也很重要。按照石灰软化池、自清洗盘滤和脱除CO2的预处理工艺处理循环排污水,超滤进水温度调整到30-35℃,超滤产水量为65L/min,反洗周期是45min,在pH调节池将反渗透进水pH调整至8～10,是很合理的运行方法,出水水质能完全满足反渗透的进水要求。 反渗透试验,造成反渗透膜结垢的因素主要包括水的硬度和悬浮物含量、水中的SiO2含量,以及废水中的细菌、病毒和其他有机物等。试验研究了SiO2溶解度与温度、pH的关系,计算出了最佳的反渗透运行条件,最大限度地降低反渗透浓水中SiO2造成的膜污堵。结果表明,进水温度在30～35℃,pH值范围为8.5-10,可以有效地提高反渗透水中硅的极限溶解浓度。在阻垢剂投加量的确定试验结果是,阻垢剂加药量推荐为2mg/L,比常规系统投加量大大减少。试验结果,反渗透污堵现象大大改善,脱盐率稳定保持在97%以上,产水回收率达到90%以上,满足火电厂锅炉补给水用水要求。结果证明此工艺可行,并为后续工业化设计提供了数据和参考。 由于高效反渗透技术未进行中试研究,未将此技术用于工程设计。本课题以石景山电厂循环排污水处理系统作为一个工程实例进行研究,本系统采用传统UF+RO工艺。研究分析了石景山电厂‘在实行循环排污水利用的新的循环水平衡状况,对系统的装置、水质、运行数据、经济效益进行了详细跟踪观察和研究。掌握了一套完整的预处理系统、超滤系统、反渗透系统运行数据。并与高效反渗透技术进行对比。得出结论,可以实现高效反渗透技术在循环水处理系统的工业化应用。 从理论到试验,再到工程实践,本课题为高效反渗透技术应用于循环排污水处理后续工业化设计和应用提供了各种数据和参考。 【关键词】：循环水排污水 超滤 高效反渗透 水处理
【学位授予单位】：北京化工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：X773
【目录】：

• 学位论文数据集4-5
• 摘要5-8
• Abstract8-17
• 第一章 绪论17-29
• 1.1 火电厂水资源状况17-18
• 1.2 膜的概述18-25
• 1.2.1 膜的定义及分类18-19
• 1.2.2 膜过程定义及特点19
• 1.2.3 影响膜分离效率的因素19
• 1.2.4 膜分离技术在水处理系统应用中的优点和不足19
• 1.2.5 超滤膜技术19-21
• 1.2.6 反渗透膜技术21-23
• 1.2.7 超滤膜和反渗透膜的研究最新进展情况23-25
• 1.3 论文选题的意义和目的25-26
• 1.3.1 本论文研究内容25-26
• 1.3.2 本论文创新点26
• 1.4 项目研究的技术路线26-29
• 第二章 循环排污水试验研究29-45
• 2.1 工艺流程的确定29-30
• 2.2 朗格利尔饱和指数与pH的关系30-31
• 2.3 循环排污水预处理试验31-38
• 2.3.1 预处理试验设备32
• 2.3.2 试验用水样32-33
• 2.3.3 石灰软化和脱碳试验小结33-34
• 2.3.4 超滤试验34-38
• 2.3.5 预处理试验结果38
• 2.4 反渗透试验38-42
• 2.4.1 反渗透试验基本参数39
• 2.4.2 SiO_2溶解度与温度、pH的关系39-41
• 2.4.3 调节余氯41-42
• 2.4.4 阻垢剂投加量的确定42
• 2.5 反渗透试验结果42-43
• 2.6 常规反渗透和高效反渗透工艺的区别43
• 2.7 小结43-45
• 第三章 循环排污水处理工程分析45-60
• 3.1 石景山电厂循环排污水处理系统概况45
• 3.2 现有系统存在的问题45-46
• 3.3 系统工艺流程介绍46-47
• 3.4 系统运行控制指标47-48
• 3.5 超滤系统装置分析48-50
• 3.6 反渗透系统装置分析50-52
• 3.6.1 反渗透装置介绍50-51
• 3.6.2 膜清洗系统分析51-52
• 3.7 水处理系统水质分析52-53
• 3.8 水处理系统运行情况分析53-57
• 3.8.1 超滤预处理系统运行情况分析53-54
• 3.8.2 超滤系统运行情况分析54-56
• 3.8.3 反渗透系统运行情况分析56-57
• 3.9 经济效益分析57-58
• 3.9.1 运行电费计算57
• 3.9.2 运行药剂费用计算57-58
• 3.10 工程优化建议58-59
• 3.11 小结59-60
• 第四章 结论与展望60-62
• 参考文献62-66
• 致谢66-68
• 作者和导师简介68-69
• 附件69-70

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