电厂锅炉补给水的传统处理工艺主要是以机械方法去除水中的悬浮物、胶体及泥沙颗粒等，然后选用离子交换技术如阴阳床、混床等深度除盐，以满足锅炉补给水的水质要求[1]。近年来电厂用水量日趋扩大，而水污染日趋严重，水质复杂，若单纯依靠传统离子交换法再生频繁，需要大量酸碱再生药剂，成本高、程序繁多，操作复杂、管理不便[2]。
反渗透技术是近年来新兴的水处理技术，具有除盐率高、适应水质范围广、环保、占地面积小、自控操作强等特点，在海水淡化、苦咸水脱盐、纯水制备等方面得到广泛应用，并产生了重大的社会效益和经济效益。近年来在电力行业的锅炉补给水预脱盐方面应用较为广泛 [3, 4]。
北方某大型热电厂装机2台30万kW机组，除向网内供电外，还承担当地1个行政区的供暖任务，锅炉补给水的需求量很大。该电厂地处黄河沿岸，取黄河水经简单机械过滤和投加杀菌剂后进入电厂化水车间进行预处理，采用反渗透预脱盐、离子交换树脂深度脱盐后用作锅炉补给水，有效保证了电厂的稳定运行，带来良好的社会和经济效益。
1 进水水质
该热电厂选用当地自来水作为水源，自来水厂选用黄河水，经过机械过滤及投加杀菌剂后进入供水管网，但当地黄河水受到上游不同程度的污染，虽经过自来水厂处理，仍存在较高COD、有机物、胶体及悬浮物等，同时水中总硬度、碱度及硫酸根等较高。具体水质数据如表1所示。
2 水处理系统
整个水处理系统分为预处理系统、反渗透预脱盐系统和离子交换深度除盐系统，最终除盐水进入供水管网。预处理系统由盘式过滤器+在线杀菌+超滤系统组成，主要通过盘式过滤器和超滤系统去除水中的泥沙颗粒、悬浮物、胶体，连续投加非氧化性杀菌剂去除微生物，避免发生微生物污染，满足反渗透的进水条件。反渗透系统主要起到预脱盐的功能，由保安过滤器、加药系统、反渗透膜堆以及反渗透清洗系统组成，在保安过滤器之前添加阻垢剂和还原剂，分别防止反渗透系统发生结垢和氧化，保证反渗透系统长期稳定运行。离子交换系统由阳床、阴床、混床和再生系统组成，除盐水经泵加压进入供水管网。具体水处理流程如图1所示。笔者着重介绍反渗透系统的运行情况。
图1 工艺流程
3 反渗透系统介绍
该热电厂的反渗透系统共4组，单组系统设计为一级两段：(6∶4)×6排列，单组共60 支膜元件。该热电厂此前使用的是国外知名品牌膜元件，使用2 a后产水脱盐率下降明显，产水水质较差，导致离子交换系统再生周期短，药剂用量大，运行成本高。此次更换膜元件选用VONTRON公司的抗污染反渗透膜，该膜元件适用于中水回用、地表水处理等高污染水源，使用寿命长，同时更易清洗。抗污染膜元件性能参数如表2所示。
4 反渗透系统的运行情况
更换膜元件后系统连续稳定运行，运行效果较好，为电厂提供了稳定的合格除盐水。电厂有效利用了该厂的余热资源，保证进水温度一直维持在20 ℃左右;系统的运行压力一直在1.2 MPa以下，进水电导率维持在900~1 200 μS/cm，产水电导率始终在20 μS/cm以下，系统脱盐率在98.5%以上;系统平均产水量在40 m3/h左右，回收率在75%左右波动，满足供水要求。2014年1—3月对反渗透系统运行情况进行记录，系统进水流量、产水流量和回收率随时间变化情况如图2所示。
4 反渗透系统的运行情况
更换膜元件后系统连续稳定运行，运行效果较好，为电厂提供了稳定的合格除盐水。电厂有效利用了该厂的余热资源，保证进水温度一直维持在20 ℃左右;系统的运行压力一直在1.2 MPa以下，进水电导率维持在900~1 200 μS/cm，产水电导率始终在20 μS/cm以下，系统脱盐率在98.5%以上;系统平均产水量在40 m3/h左右，回收率在75%左右波动，满足供水要求。2014年1—3月对反渗透系统运行情况进行记录，系统进水流量、产水流量和回收率随时间变化情况如图2所示。
从图2可以看出，系统的回收率非常稳定，一直在75%左右，保证了水资源利用率;系统最初产水流量在45 m3/h左右，后期由于用水量下调，调低高压泵频率，降低了进水流量，系统产水流量在40 m3/h左右。总之，反渗透系统一直稳定运行。系统进水、产水电导率和系统脱盐率随时间变化情况如图3所示。
图3 系统产水、进水电导率和系统脱盐率随时间变化情况
由于季节变化，系统的进水电导率在900～1 200 μS/cm之间浮动，产水电导率始终在15 μS/cm以下，平均产水电导率在11 μS/cm左右;反渗透系统的脱盐率维持在98.5%以上，平均脱盐率在98.8%以上。反渗透系统产水水质一直非常稳定，延长了后续离子交换工艺的再生周期，减少了药剂用量，降低了运行成本，抗污染膜对已污染的黄河水有很好的适应性。
5 反渗透系统的清洗情况
反渗透系统运行6个月后发现一段压差升高，系统产水量衰减，判断系统出现了有机物、胶体、微生物等物质的污染，需要对系统进行化学清洗，清洗药剂组成为：NaOH+Na-SDS(十二烷基苯磺酸钠)+ STPP(三聚磷酸钠)等，pH为11.5左右，清洗时间为8 h左右;之后进行酸洗，清洗液为盐酸+柠檬酸，pH为2~3，清洗时间为1 h，清洗液温度为30 ℃;最后用非氧化性杀菌剂进行杀菌处理。系统清洗时选择分段清洗，先低流量清洗，单支膜壳流量为5 m3/h，循环清洗，然后进行浸泡，再大流量清洗，单支膜壳流量为9~10 m3/h左右，循环清洗;最后用除盐水大流量冲洗，单支膜壳流量在10 m3/h左右，直至清洗液被冲净为止。清洗后系统一段压差恢复正常，系统产水量为45 m3/h。反渗透系统清洗前后数据对比如表3所示，说明膜元件清洗恢复性良好，适于以地表水为水源的电厂水处理项目，具有推广意义。具体参见http://www.dowater.com更多相关技术文档。
6 结论
国产反渗透膜在北方某大型热电厂稳定运行，既满足了电厂的锅炉用水需求，又降低了产水含盐量，延长了后续离子交换工艺的再生周期，减少药剂用量，降低运行成本及减少酸碱废液排放，产生了良好的经济效益和环境效益;此外，该膜元件具有良好的清洗恢复性，对已被污染的黄河水表现出很好的适应性。国产膜元件很好地替代了国外知名品牌的产品，对以地表水为水源的热电厂锅炉补给水项目有很好的推广借鉴意义，推进了国产化进程。
