隨著水資源的日趨緊張，廢水回用在節(jié)水工作中所占的比例越來越大。目前，國內(nèi)電廠一般用循環(huán)排污水進(jìn)行沖灰，但隨著高濃度水力輸灰和干除灰技術(shù)的逐漸成熟，循環(huán)排污水量已大大超過灰渣系統(tǒng)用水量，同時循環(huán)排污水比離子交換系統(tǒng)的再生廢水水質(zhì)好，因此回收再利用電廠循環(huán)水排污水已成為必然[1]。

我國山西煤炭資源豐富，但干旱少雨，水的再生回用成為必然。為配合山西華澤鋁電有限公司2×300MW機(jī)組的建設(shè)，節(jié)約用水，擬采用超濾(UF)技術(shù)對循環(huán)冷卻排污水進(jìn)行預(yù)處理，以達(dá)到反滲透系統(tǒng)的進(jìn)水要求。

為了確定運(yùn)行過程中超濾工藝的可行性、相關(guān)運(yùn)行參數(shù)以及超濾出水進(jìn)入反滲透的安全性，進(jìn)行了大量的試驗研究，并通過了實際循環(huán)冷卻排污水連續(xù)化操作試驗。下面主要討論超濾系統(tǒng)現(xiàn)場試驗過程中超濾膜的相關(guān)運(yùn)行參數(shù)及變化規(guī)律。��

1  超濾技術(shù)概述��

1.1 超濾原理

超濾是一種以機(jī)械篩分原理為基礎(chǔ)，以膜兩側(cè)壓差(100～1000kPa)為驅(qū)動力的膜分離技術(shù)。它可分離液相中直徑在0.05 ～0.2μm的分子和分子量為1～10萬的大分子。超濾膜的篩分孔徑小，它可截留病毒病菌、膠體、大有機(jī)分子、油脂、蛋白質(zhì)、懸浮物等[2]。通過超濾膜后的出水，水質(zhì)穩(wěn)定，受原水水質(zhì)、運(yùn)行操作條件的影響很小。��

1.2 超濾膜

超濾膜的類型有板式、管式、中空纖維、渦卷式等多種類型。其中中空纖維膜是超濾技術(shù)中最為成熟與先進(jìn)的一種形式，它與其它形狀的膜相比具有體積小、膜面積大、水通量大、不易堵塞等優(yōu)點(diǎn)[3]。

HYDRAcap是美國海德能公司新開發(fā)的一種大直徑中空纖維超濾膜組件。新型工業(yè)用中空纖維設(shè)備具有可自動、頻繁脈沖式?jīng)_洗中空纖維管的性能，其特點(diǎn)是通過短時間的停運(yùn)，來保持穩(wěn)定的產(chǎn)水量；可在很低的錯流速度下工作，甚至可以在單向流速下工作。

HYDRAcap60超濾膜主要技術(shù)參數(shù)為：需要精度為150μm預(yù)過濾；pH為2～13；連續(xù)余氯≤5mg/L；最高運(yùn)行溫度≤40℃；運(yùn)行方式可以是錯流過濾或全量過濾；20℃時透膜壓差為28～150kPa；反洗壓力240kPa；反洗水流量315L/m2/h；反洗頻率15～60min/次；反洗時間30～60s/次。組件公稱膜面積46m2,中空絲外徑/內(nèi)徑φ0.8mm/φ1.3mm。��

2  原水水質(zhì)及工藝流程��

2.1 原水水質(zhì)

取水地點(diǎn)為河津熱電廠#1冷卻水池，期間濁度變化為10～30NTU，進(jìn)水溫度8～20℃。河津電廠循環(huán)冷卻水水質(zhì)報告見表1。

HYDRAcap超濾膜采用恒壓控制，全量過濾。過濾周期分別設(shè)置30min和45min兩個過濾周期。30min的產(chǎn)水量分別為3.2t/h、3.6t/h、4.0t/h；45min的產(chǎn)水量為4.0t/h。為防止循環(huán)冷卻水夾帶大顆粒劃傷膜表面，在超濾組件前設(shè)置150μm的盤式過濾器。��

3  試驗結(jié)果分析

在試驗中，對于超濾膜能否作為反滲透的預(yù)處理，主要從超濾產(chǎn)水的水量和水質(zhì)來考慮。超濾的產(chǎn)水水質(zhì)必須符合反滲透膜的進(jìn)水要求，否則反滲透膜會很快被污染，大大影響膜的使用壽命。同時超濾膜產(chǎn)水量需比較穩(wěn)定，以便于整個設(shè)備的宏觀設(shè)計和運(yùn)行操作過程的控制。��

3.1 產(chǎn)水水量

圖2分別為運(yùn)行時間為30min和45min的產(chǎn)水量隨時間的變化曲線。

由圖2可知，隨著運(yùn)行時間的延長，此超濾膜能夠維持比較穩(wěn)定的產(chǎn)水量。��

3.2 產(chǎn)水水質(zhì)

在整個實際運(yùn)行期間，主要監(jiān)測了超濾膜進(jìn)水濁度、產(chǎn)水的濁度、SDI、CODCr、余氯的去除率等幾項指標(biāo)，在此根據(jù)其在試驗中的變化規(guī)律對超濾膜的水處理能力及變化進(jìn)行討論。

3.2.1 系統(tǒng)濁度變化

運(yùn)行前后濁度變化見表2。

由表2可知，在不同進(jìn)水水質(zhì)、不同過濾周期、不同處理水量的條件下，出水濁度可穩(wěn)定在0.07～0.11NTU之間，水質(zhì)穩(wěn)定，滿足反滲透進(jìn)水要求。��

3.2.2 出水SDI

經(jīng)超濾膜處理后水的SDI變化見圖3。

由圖3可知，在系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行過程中，產(chǎn)水的SDI都保持在2以下，完全可以滿足反滲透進(jìn)水對SDI的要求。��

3.3  CODCr和余氯的去除率

在不同的產(chǎn)水量、不同的運(yùn)行周期下測得超濾膜前后的CODCr和余氯的關(guān)系曲線，見圖4、圖5。

由圖4、圖5可以看出，超濾膜對CODCr的去除率在65%～85%之間，超濾出水的CODCr小于15mg/L；對余氯的去除率在60%～90%之間，超濾出水的余氯小于0.04mg/L，完全滿足反滲透復(fù)合膜進(jìn)水要求。��

4  注意事項��

4.1 過濾周期的選擇

過濾周期的長短與超濾設(shè)備的水回收率有直接關(guān)系，試驗中共選擇了30min、45min兩種過濾周期。每次過濾周期結(jié)束時進(jìn)行約60s的反洗。不同的過濾周期，出水水質(zhì)基本沒有變化。此超濾膜采用恒壓控制，過濾周期的延長，使水回收率增加，但過長的過濾周期又將導(dǎo)致超濾膜通量的衰減加快，從而加重化學(xué)清洗的負(fù)擔(dān)。根據(jù)試驗數(shù)據(jù)，建議最佳的過濾周期為45min。��

4.2 清洗

超濾過程中，除了科學(xué)地設(shè)定運(yùn)行條件以控制由于濃差極化而引起的超濾膜透量的衰減，適當(dāng)?shù)那逑匆彩蔷S持超濾膜性能長期穩(wěn)定的有效途徑。運(yùn)行中固體顆粒物在膜表面積累，每次運(yùn)行周期結(jié)束時對膜進(jìn)行約60s的反洗，每4個周期加入15mg/LNaClO溶液進(jìn)行反洗，對膜進(jìn)行滅菌消毒，這樣可使膜面的凝膠層在尚未達(dá)到一定厚度時即被除去，保證透水量的相對穩(wěn)定。每次開機(jī)前進(jìn)行反沖洗，可使透水量恢復(fù)到100%。當(dāng)溫度修正透膜壓差增至20 Pa時，對膜進(jìn)行化學(xué)性清洗：先用2%的檸檬酸，再用0.5%的NaOH和200mg/L的NaClO溶液循環(huán)清洗，清洗結(jié)束后，用進(jìn)水沖洗膜5min。��

5  結(jié)論

超濾與傳統(tǒng)預(yù)處理工藝相比，系統(tǒng)簡單、操作方便、占地小，投資少，產(chǎn)水可滿足反滲透進(jìn)水要求。

本次試驗中，超濾膜對水中有機(jī)物和各類膠體均具有良好的去除特性，出水SDI＜1.5，余氯＜0.04mg/L，濁度可穩(wěn)定在0.07～0.11NTU之間，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于反滲透膜進(jìn)水要求，能夠保證反滲透設(shè)備安全運(yùn)行，減少反滲透的化學(xué)清洗周期，延長使用壽命。

參考文獻(xiàn)
［1］沙中魁.火電廠循環(huán)排污水的回收利用［J］.電力建設(shè)，2001,(8).��
［2］鄒為和.超濾(UF)在補(bǔ)給水處理系統(tǒng)中的應(yīng)用［J］.山東電力技術(shù)，2002，(5).��
［3］馬映心.羅定電廠的預(yù)處理系統(tǒng)除膠體硅方案的選擇［J］.廣西電力，2002，(2).��來源：谷騰水網(wǎng)
作者: 蘇金坡，尹連慶，莫莉萍，檀素麗