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化学水处理系统改造为反渗透净水系统的方案探讨 |
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| 化学水处理系统改造为反渗透净水系统的方案探讨 |
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作者：佚名 文章来源：不详 点击数： 更新时间：2008-9-24 10:30:15  |
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唐夫进 王云翠
临沂恒源热电有限公司，临沂276004
1 前言
反渗透净水装置是一种物理净水装置，它利用一种特制的聚氨酯膜，在加压的条件下，将水中的离子杂质滤掉，不消耗酸碱。它一次性投资高(制水能力200t/h，总投资约为500万元)、运行费用低(主要运行费用为约两年更换一次活性炭的费用)，适用于高含盐量的地下水。
临沂恒源热电有限公司纯水系统现为化学除盐，由一期工程所上一级化学除盐水系统一套(两路并列)和2000年新增加双室床化学除盐水系统一套组成，现制水能力为250吨/小时，全部使用自来水。随着水资源的紧缺，自来水不断涨价(山东临沂自来水价格现已提高到1.5元/吨，估计几年内就将达到2元/吨)，大大提高了生产成本，影响了公司的经济效益。为了有效降低生产成本，必须考虑使用深井水。公司现有4口深井，但地下水硬度高、含盐量大，使用化学除盐法制纯水将会耗用大量的酸碱，无法降低纯水的成本，因此，将现有的化学水处理系统改造为反渗透水处理系统就成为当务之急。
2 化学水处理系统改造为反渗透净水系统的方案
由于建设时期的不同，各热电厂的化学水处理系统的情况也不尽相同，建设较早、化水系统严重老化、水质不能满足要求的热电厂，应将水处理系统重建；对于建设时间不长，化水系统完好，水质能够满足要求的热电厂，在上反渗透系统时，应根据厂房、场地和系统的具体情况进行改造。
2.1 反渗透净水系统在制水系统中的布置方案
鉴于原有化学除盐系统的完整性和有效性，根据经济实用的原则，新上反渗透装置与原有系统相结合，对原有系统加以改造、利用。现场布置如图1所示。
为叙述方便，以下将一期工程的除盐系统称为“一期”，将2000年新上的双室床系统称为“二期”、将反渗透装置称为“三期”。具体方案为：三期与二期并列，一期作为三期的后置。要点是：二期不动，三期在一期的基础上改造、合并。三期与二期并列，即让它们互相独立、互不干扰，使整个纯水系统包括三期与二期两套。一期作为三期的后置，即让一期的强酸床和强碱床作为三期的后置，以确保水质。一期改造包括将无阀滤池推倒重建为三期所用，将弱酸床改造为三期的活性炭过滤器。
2.2 新系统工艺流程
深井水→1000贮水池沉淀→重建无阀滤池滤除机械杂质→原弱酸床改建为活性炭过滤器吸附有机物→在二期副跨小间设置次氯酸钠发生装置加入系统中杀菌→加压泵加压在反渗透本体中反向渗透去除离子杂质制得纯水→经过一期的强酸床和强碱床把质量关→至除盐水箱
2.3新上反渗透装置的规模
现址中远期最大纯水需要量预期为280t/h，化水二期设计出水能力140t/h，实际出水能力大于100t/h，为节约资金，可考虑新上反渗透装置的规模为2×100t/h，与二期并列，使整个纯水系统的总出力最大时达到300t/h。这样，正好符合公司冬夏热负荷相差较大的情况，即春、夏、秋季使用反渗透装置，利用深井水即可，冬季热负荷高峰时，启用二期，增加利用自来水。公司现有深井估计出水量也在200t/h左右。
3 新、老系统的比较
公司原有纯水系统为一期和二期并列的、互不影响的两套分系统，可表示如下：
4新系统的优缺点
优点：三期与二期并列，节约了三期的一次性投资。因为热电厂冬季带取暖用户，存在冬夏季热负荷相差很大的问题，冬季纯水需要量约为夏季的3倍。如果让三期满足最高需水量的要求，就会出现夏季时三期的出力大量闲置，这样就加大了三期的规模，加大了三期的投资。而将三期与二期并列，保留二期，就可以将三期的规模定在能满足正常的纯水需要量上，冬季用水量高峰时，启用二期，从而有效节约三期的投资，有效地利用了二期。二期也是化学除盐，为2000年新上，应该有效利用。一期作为三期的后置，一方面是三期的需要，因为反渗透后一般要加混床以确保水质合格，后置一期就起到了这个作用，另一方面有效利用了一期。
缺点：随着供热负荷的增大，将来在冬季热负荷高峰、用水量超过所上反渗透装置的出力时，仍然要使用化学除盐，仍然要使用自来水。
5经济性比较
5.1使用反渗透装置制纯水的吨水成本
按常年制水量200吨纯水/小时，计算如下：
深井水水费：
0.7元/吨(深井水水价)÷40%(反渗透的总损水率)=1.19元/吨纯水
活性炭费用：
约400000元/年÷(200吨/小时×24小时/天×365天/年)≈0.23元/吨纯水
后置化学除盐床子耗酸碱费用：
2.0千克酸碱/吨纯水×10%(后置床子耗酸碱约为现在的10%)×0.6元/千克酸碱≈0.12元/吨纯水系统增加的加压泵一台，在本计算中电费可忽略。
总成本为：1.19+0.23+0.12=1.54(元/吨纯水)
5.2使用自来水用化学除盐法制纯水吨水成本
自来水水费：
1.5元/吨(自来水水价)×1.2(损水率按20%计算)=1.8元/吨纯水
酸碱费用：
2.0千克酸碱/吨纯水×0.6元/千克酸碱≈1.2元/吨纯水
总成本为：1.8+1.2=3.0(元/吨纯水)
5.3 运行费用及投资回收期比较
(3.0-1.54)×(200×24×365)=255.8(万元)
反渗透装置的投资回收期为：500÷255.8=1.95(年)
6结论
a.凡生水含盐量较高、使用化学法除盐的热电厂，其制水成本太高，均应考虑使用反渗透法制纯水。
b.将化学除盐系统改造为反渗透除盐时，不能走推倒重来的路子，应尽可能利用原有系统，使新、老统有机结合。具体地，可考虑将原有的部分树脂罐改造为反渗透系统的活性炭过滤器，放在滤池和反渗透本体之间，用于吸附有机物；将部分树脂罐留作反渗透系统的反置床子，用于确保系统的出水水质；将原厂房的副跨小间改造为次氯酸钠发生小间。
c.由于反渗透系统的一次性投资高，对于资金不足、冬夏热负荷相差又很大的热电厂来说，在确定反渗透的规模时，可考虑只让反渗透系统满足常用规模，即让反渗透系统与一部分化学除盐系统并列，冬季热负荷高峰时启用化学除盐系统，这样可节约一部分投资。
d.化学除盐系统改造为反渗透除盐系统，也可理解为在原化学除盐系统的预处理和床子之间串入反渗透装置
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