反渗透处置含盐冷凝水的经济性论文

时间:2018-10-17 经济毕业论文 我要投稿

  国内反渗透膜技术应用的最大领域为大型锅炉补给水,以及工业纯水、饮用水,电子、制药、食品等行业反渗透膜的应用也有一定规模。近几年大型海水淡化、苦咸水淡化、大型市政及工业废水处理等领域已成为反渗透技术应用的重点。目前国外部分真空制盐企业采用反渗透方法处理冷凝水,实现了废水的综合利用,国内在盐行业制盐冷凝水的处理上也已起步。

  反渗透处理含盐冷凝水方案

  含盐废水的反渗透处理是将盐厂制盐生产过程中产生的制盐冷凝水,通过反渗透装置处理后,产品水达到锅炉用水及市政饮用水标准,从而在根本上实现了盐厂冷凝水的零排放,通过水资源的闭路有效循环,大大降低水的消耗。国内制盐企业均自备电站,配有相应的水处理装置保证锅炉供水,将原有水处理装置引入反渗透技术改造后,可进行含盐水处理,节省部分设备投资。文章以中盐金坛盐化有限责任公司的100万t/a和60万t/a真空盐装置产生的含盐冷凝水为例,介绍反渗透技术在真空制盐行业的应用。

  两套装置的240蒸发罐、201蒸发罐、301蒸发罐产生的共计157m3/h高温水输送至储罐,水温80℃以上,电导率≤100μs/cm。该部分水由于温度高、水质较好,可外售供周边工厂作工业用水和浴室洗浴用水。2套装置进入乏水池的冷凝水共计602m3/h,考虑循环水系统有少量溢流水到乏水池及自然挥发影响,乏水池进入反渗透系统的总水量按600m3/h考虑。水温约50℃,电导率约1400μS/cm,NaCl含量约0.5%。在预处理过程将其冷却到35℃以下,水分布如下图3所示。该部分水质随环境和季节的变化波动较小,盐分较高。通过降温和反渗透处理后水质达到DD≤100μs/cm。为满足中温中压汽包锅炉机组水汽品质要求,水汽质量执行《火力发电厂机组及蒸汽动力设备水汽质量》(GB/T12145-1999)。锅炉补给水处理系统水质下表1。用反渗透技术改造老制水装置后,自动化运行程度提高,整个系统运行周期延长,离子交换等后处理工序酸碱消耗、树脂更换、设备维修减少。产水水质:浊度≤1NTU,一年内:SDI≤2;三年内:SDI≤4,余氯≤0.1mg/L。回收率:≥75%脱盐率:一年内:≥97%(35℃),≥98%(25℃);三年内:≥95%(35℃),≥97%(25℃)。反渗透系统设计3套150t/h出力并列运行设置。产淡水450t/h、浓盐水150t/h,主要设备包括冷却塔、超滤系统、反渗透装置、加药、清洗系统、水泵、水箱、管道、阀门以及配套的电气、程控系统等。超滤系统分为以下几个单元:超滤保安过滤器、超滤装置、超滤反洗单元、超滤化学加强反洗单元、完整性检测单元、化学清洗单元。反渗透系统:超滤出水进入超滤产水箱后经反渗透给水泵增压后,进入保安过滤器,然后再经高压泵进入反渗透膜。加药系统主要包括:凝聚剂系统、加酸系统、加碱系统、杀菌剂系统、阻垢剂加药系统、还原剂加药系统,其中阻垢剂和还原剂加药装置是反渗透安全稳定运行的关键。

  反渗透系统的关键是膜元件的选择,国外知名厂商生产的膜元件脱盐率高,质量可靠,如陶氏、科氏、海德能、东丽等。目前国内厂商生产的膜元件技术与国外产品仍有较大差距,膜的透水量和脱盐率相对较低,产水量下降快,质量不稳定。根据反渗透系统运行的大量实践经验,要使反渗透装置成功运行。一是尽可能地提高预处理水平,使给水符合反渗透进水要求;二是安装足够数量的膜元件,并合理排列,使每个膜元件都有合理的透水量。膜元件的排列组合合理与否,对膜元件使用寿命有至关重要的影响。膜元件数量少了,将造成单个膜元件的水通量过大,从而缩短膜元件的使用寿命。如果膜元件排列组合不合理,则将造成某一段内的膜元件水通量过大,另一段内膜元件水通量过小,不能充分发挥其作用,这样,水通量超过规定值,则膜元件的污染速度将加快,造成膜元件的频繁清洗,缩短膜元件的使用寿命。保安过滤器必须使用,主材用不锈钢材质,内装5μ聚丙烯滤芯,用来去除进水中微小杂质,以免污染反渗透膜。反渗透水再经离子交换等后处理工序,达到锅炉用水要求。

  反渗透改造后水处理系统运行的经济性

  中盐金坛盐化有限责任公司按年产60万t和年产100万t两套真空盐装置的冷凝水排放状况,新增投资2400万元建设了3套150t/h反渗透水处理装置,处理600t/h的含盐水,其与原制水工艺相比经济效益分析如下。水源河水随着水质的日趋恶化,处理药剂消耗不断增加,并且盐份不能处理完全,除盐水达不到锅炉进水水质标准,所以须用部分自来水代替河水,既浪费水资源,又增加制水成本。合计进水308t(河水210t+自来水98t),混床产水200t,总产水率65%,详见表4。基础条件:制水装置年运行350d,锅炉用水200t/h,盐厂供含盐冷凝水600t/h,外售反渗透水价格2.8元/t,河水取水资源费0.29元/t,自来水3.5元/t,电价0.51元/kWh用反渗透制水新装置改造取代老制水装置年直接经济效益为:【250t×(2.8元/t-1.57元/t)+200t×(5.75元/t-4.18元/t)】×350d×24h/d=522.06万元。反渗透浓盐水回矿量150t/h,现有管道设施可以满足要求;如果600t/h的制盐冷凝水不经过反渗透脱盐处理,无法直接排放,全部回矿需另外铺设一条回矿距离20km的管道(DN500,PE管道,1.0MPa),将增加投资成本:管道材料费930元/m×20000m=1860万元,施工费450元/m×20000m=900万元,合计2760万元。因此,采用反渗透技术处理含盐水后可节省回水管道投资2760万元及相应的折旧、财务、维修、管理等费用。老工艺设备年用自来水98×350×24=823200t,用制盐冷凝水反渗透处理后这部分水可节约。

  结束语

  真空蒸发制盐产生的含盐冷凝水是制盐企业必须要解决的环保问题,反渗透水处理工程可以在根本上实现盐厂冷凝水的零排放,大大降低了水的消耗,减少制盐冷凝水回矿管网铺设的投资成本。在有自备电站的基础上可充分利用厂区原有的水处理设备和场地,仅增加部分厂房、设备和设施,不影响原制水系统的生产运行。工程投产后将减少工艺废水对环境的污染,减少化学药剂消耗,提高制水车间自动化运行程度和生产效率。处理后的纯水可以进入市政水网,直接产生收益,经离子交换后可作锅炉用水。反渗透除盐技术节水效果明显,技术成熟可靠,经济效益显著,将为制盐企业在日益激烈的市场竞争中进一步降低成本,实现节能减排发挥积极作用,因此在制盐行业具有非常广阔的应用前景。

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