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保安过滤在电厂循环冷却水处理ro系统中的应用

发布时间: 2025-09-18


电厂循环冷却水处理概述

电厂循环废水处理对实现水资源可持续利用和环境保护具有重要意义,是电厂绿色发展的关键环节。

电厂循环废水主要来源于循环冷却水系统的排污水。在循环过程中,冷却水不断蒸发浓缩,导致水中各种离子(如钙、镁、氯、硫酸根)和悬浮物浓度升高,容易引发结垢、腐蚀和微生物滋生等问题。

为维持系统稳定运行,电厂需要排放一部分高含盐量废水,并补充新鲜水。直接排放这类废水不仅浪费水资源,其中的高盐分和可能残留的阻垢缓蚀剂等有机物也会对环境造成负担。

处理的必要性与价值

  • 节水减排:减少新鲜水取用量和废水外排量,符合国家节水政策

  • 环境保护:降低对受纳水体的污染风险,满足环保排放标准

  • 经济效益:长期节约水费和排污费,提升企业竞争力

  • 可持续发展:符合绿色电厂建设要求,提升企业社会形象

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循环水系统特点

电厂循环冷却水系统补水量大,约占电厂总耗水量的70%-80%,节水潜力巨大。

循环废水主要水质问题

结垢问题

钙、镁离子浓度升高,易形成碳酸钙、硫酸钙等水垢,降低传热效率,增加能耗。

腐蚀问题

氯离子等腐蚀性离子浓度增加,加速金属设备腐蚀,缩短设备使用寿命,增加维护成本。

微生物滋生

适宜的温度和营养条件导致细菌、藻类等微生物大量繁殖,形成生物粘泥,堵塞管道。



处理技术与工艺流程

电厂循环废水处理通常采用组合工艺,通过多个处理阶段协同作用,实现水质净化与回用。

1预处理阶段

去除悬浮物、调节水质,为后续深度处理创造条件

  • 格栅/筛网:去除大颗粒杂质

  • 混凝澄清(如石灰软化):去除浊度、总磷、部分硬度

  • 常规过滤(砂滤、纤维过滤):进一步去除悬浮物

  • 保安过滤器:精密过滤(5μm-1000μm)

2核心处理阶段

去除溶解性盐分、有机物,实现水质深度净化

  • 膜过滤技术(超滤UF/微滤MF):去除微小悬浮物、胶体、细菌

  • 反渗透RO:脱除绝大部分盐分和有机物

  • 生物处理技术:降解有机物、氨氮

  • 高级氧化技术:提高可生化性、降解难降解有机物

3深度处理与回用

水质精制,满足不同回用场景的水质要求

  • 离子交换:制备高纯度水

  • 混床抛光:进一步精制水质

  • 消毒处理:确保回用安全

  • 循环冷却系统补水、锅炉补给水等多途径回用

电厂循环废水处理工艺流程

电厂循环水排污水

格栅/筛网

去除大颗粒杂质

混凝澄清

去除浊度、总磷

常规过滤

砂滤、纤维过滤

保安过滤器

精密过滤

超滤UF/微滤MF

去除微小悬浮物

反渗透RO

脱除盐分和有机物

离子交换/混床

制备高纯度水

多种回用途径

循环冷却补水等


处理后水回用途径

循环冷却系统补水

最主要的回用途径,可大幅降低新鲜水用量

锅炉补给水

需深度处理,水质要求高,回用价值大

热网补水

对水质有一定要求,可减少软化水用量

达标排放

满足《地表水环境质量标准》IV类水体标准


过滤技术的具体应用

过滤技术是电厂循环废水处理系统的关键环节,直接影响后续处理单元的运行效率和处理效果。

袋式过滤器在预处理中的应用

在预处理阶段,袋式过滤器主要用于保护后续精密处理设备(如超滤、反渗透膜),通过截留颗粒物避免其造成堵塞或磨损。其过滤精度需根据后续单元进水要求选择。

垃圾渗滤液处理

常见800-1000μm的精度,主要去除较大颗粒杂质,保护后续处理设备。

钢厂循环水处理

精度可达5μm,对水质要求较高,为后续深度处理提供保障。

袋式过滤器在电厂中的优势

  • 容污能力强,减少更换频率,降低维护成本

  • 过滤精度范围广,可根据需求灵活选择

  • 更换简便快速,减少系统停机时间

  • 结构简单,初期投资和运行成本较低

袋式过滤器在电厂水处理中的应用

滤袋材质选择

  • 聚丙烯(PP)耐酸、碱,经济实惠

  • 聚酯(PET)耐温性好,强度高

  • 尼龙(PA)耐碱性优异

  • 聚四氟乙烯(PTFE)耐强腐蚀,高温环境

保安过滤器的关键作用

保安过滤器(又称精密过滤器或微孔过滤器)是水处理系统中,尤其是膜处理系统(如超滤UF、反渗透RO)前的关键保护屏障,被誉为膜系统的"贴身保镖"。

角色与重要性

在电厂循环水废水处理流程中,保安过滤器通常位于核心处理阶段的前端,在高压泵之前、反渗透(RO)系统之前。其核心作用是:

截留预处理系统可能漏过的微小颗粒物、胶体、微生物碎片等杂质,防止这些污染物进入后续更为精密和昂贵的反渗透膜。

保护高压泵

防止颗粒物对高速运转的高压泵叶轮造成磨损和气蚀

保护RO膜

防止膜元件物理堵塞、划伤和加重结垢,延长膜寿命

滤芯精度选择与更换

过滤精度

用于RO系统前的保安过滤器,滤芯精度通常选择 5μm 或 10μm

更换依据
  1. 压差:进出口压差(ΔP)达到0.07-0.1 MPa时必须更换

  2. 运行时间:即使压差未达上限,运行时间过长(如3-6个月)也建议更换

  3. 周期性更换:大型项目中通常根据经验制定固定更换周期

结构与工作原理

保安过滤器与袋式过滤器类似,但内部结构和过滤元件不同:

1
过滤器壳体

直筒式设计,由碳钢(内衬防腐层)或不锈钢(304/316L)制成

2
过滤元件

与袋式过滤器的滤袋不同,常见有:

  • 熔喷式PP滤芯:最常用,聚丙烯纤维通过熔喷工艺制成

  • 线绕式PP滤芯:纺纱线缠绕在多孔骨架上

  • 折叠式滤芯:采用PP、PES等材质的滤膜经过折叠制成

3
工作原理

待过滤水从壳体侧面进入,在压力作用下由外向内穿过滤芯,杂质被截留在滤芯外表面或内部,洁净水从滤芯中心管汇集后流出

保安过滤器结构示意图

袋式过滤器与保安过滤器的协同工作

在电厂循环水处理系统中,袋式过滤器和保安过滤器是分工协作、前后衔接的关系,共同构成了保护后续精密处理设备的双重防线:


电厂循环水排污水

含有各种悬浮物、溶解盐和有机物

袋式过滤器 (Bag Filter)

主要作用:拦截较大颗粒物
过滤精度:~50-100μm

超滤系统 (UF)

产水特点:浊度&SDI极低
潜在问题:可能含超滤碎片、微小颗粒

保安过滤器 (Cartridge Filter)

核心作用:绝对保证作用
过滤精度:~5-20μm
功能:截留一切可能损伤RO膜的杂质

高压泵 & 反渗透系统 (RO)

在双重过滤保护下安全运行,高效脱盐

协同工作优势

袋式过滤器作为前端粗过滤,减轻保安过滤器的负担,延长其使用寿命;保安过滤器作为最后一道防线,确保进入RO系统的水质绝对安全。这种组合既保证了过滤效果,又兼顾了运行经济性。

处理效果与成本分析

采用合适的组合工艺处理电厂循环水排污水,可获得显著的环境效益和经济效益。

处理效果分析

采用"物化-生物组合"工艺处理电厂循环废水,可取得理想的处理效果,满足多种回用要求:

主要污染物去除率

COD(化学需氧量)70% 以上
氨氮90% 以上
悬浮物(SS)95% 以上
总磷85% 以上
盐分(TDS)75-95% (视工艺而定)

出水水质标准

经深度处理后,出水可达到:

  • 《地表水环境质量标准》(GB 3838-2002) Ⅳ类水体标准

  • 循环冷却水系统补水水质标准

  • 满足特定工艺的锅炉补给水水质要求

成本分析

处理工艺吨水处理成本(元)主要适用场景
混凝沉淀+过滤0.30-0.45简单回用、排放标准较低
生物-物化组合工艺0.60-0.80循环冷却补水、一般工艺用水
双膜法(UF+RO)1.50-3.00高纯度水、锅炉补给水

经济效益分析

以一座中型电厂(循环水排放量1000吨/天)为例:

  • 年节水约36万吨,按工业水价3元/吨计算,年节约水费约108万元

  • 年减少排污36万吨,按排污费1.5元/吨计算,年节约排污费约54万元

  • 采用生物-物化组合工艺,年运行成本约74万元

  • 年净收益约88万元,投资回收期通常为3-5年

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结论与建议

电厂循环水排污水深度处理及回用是实现节能减排、绿色发展的重要途径,技术成熟且经济效益显著。

电厂循环水排污水深度处理及回用是电厂实现节能降耗、绿色发展的重要途径。"预处理 + 双膜法"或"生物生态组合技术"等工艺已较为成熟,能够稳定达到回用或排放标准。

过滤系统作为整个处理流程的关键环节,对保护后续高价值设备、确保系统稳定运行起到至关重要的作用。保安过滤器的合理配置与应用,是系统长期高效运行的保障。

关键建议

选择合适的预处理工艺

预处理是保障后续系统稳定运行的基础,应根据原水水质特点选择高效、经济的预处理工艺,充分发挥袋式过滤器的粗过滤作用,减轻后续处理负荷。

根据产水要求确定深度处理工艺

回用用途决定了处理深度和工艺选择,应遵循"按需处理"原则,避免过度处理造成的成本浪费。例如,循环冷却补水与锅炉补给水的处理工艺应有显著差异。

正确配置过滤系统

袋式过滤器和保安过滤器各司其职,构成深浅两道防护网。袋式过滤器性价比高,容污能力强;保安过滤器作为膜系统前不可或缺的"守门员",精度高,责任重大。

建立完善的运行管理体系

制定合理的运行参数和维护计划,定期监测关键指标(如过滤器压差、出水水质),及时更换滤袋和滤芯,确保系统长期稳定运行,降低全生命周期成本。





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