双膜工艺处理中水在锅炉补给水中的应用与分析.pdf

第 2 6卷第6期 2 0 1 0年 1 2月 有色矿冶 NoN —FIE RR0US M I NI NG AND M ETALLUIRGY Vo l _ 2 6 ． № 6 De e e mb e r 2 01 0 文章编号 ： 1 0 0 7—9 6 7 X( 2 0 1 0 ) 0 6— 0 0 4 3— 0 3 双膜工艺处理 中水在锅炉补给水 中的应 用与分析 刘金 良 ( 中冶葫芦岛有色金属集 团有 限公 司， 辽宁 葫芦 岛 1 2 5 0 0 3 ) 摘要 ： 中冶葫芦岛有色金属集团有限公司( 以下简称为中冶有色) 东山软化处理站 ， 采用“ 双膜 工艺” 进行中水处理 ， 出水作为锅炉补给水的新工艺 ， 投入运行后 ， 证明本工艺在锅炉补给 水中的应用是可行的。 关键词 ： 中冶有色； 双膜工艺； 锅炉补给水； 应用与分析 中图分类号 ： T K 2 2 3 ． 5 1 文献标识码 ： B 1 项 目背景 葫芦岛市作为严重缺水城市， 早在 1 9 9 8年就着 手污水 回用工作 ， 于 2 0 0 3年建设了 日处理污水能力 为 7万 t 的污水处理厂， 每天约 2万 t 经二级生化 处理的中水直接供给中冶葫芦岛有色金属集团有限 公司作为工业杂用水使 用， 取得 了较好的经济效益 和社会效益 ， 但 中水仅作为工业杂水 回用经济效益 不高。使城市污水经深度处理后达到具有较高经济 效益的锅炉补充水是近年来 国内外研究 的新课题 。 随着抗污染膜的研制成功以及在污水处理回用领域 的大规模使用 ， 并在前处理工艺上采用新研制的连 续微过滤 ( C MF ) 技术 ， 解决 了反渗透技术处理城市 污水领域存在的一次性投资及运行费用问题 ， 使连 续微过滤 ( C MF )+ 反渗透( R O) 双膜技术应用于污 水再生利用领域成为可行。 为了验证双膜技术的可行性 ， 2 0 0 6年 1 0月沈 阳晟达瑞科技发展有限公司与中冶有色技术中心共 同进行了现场中试 ( 0 ． 5 t ／ h ) 研究 ， 连续 近 2 0 0 h的 运行结果表明 ， 采用双膜工艺处理城市污水直接 回 用低压锅炉补充水不仅是完全可行 的， 而且可以从 根本上解决原钠离子软化水 中氯离子超标 的问题 ， 其出水达到一级除盐水 的指标 ， 经混床离子交换进 一 步处理后即可用于中高压锅炉的补充用水。 根据实验结论 ， 经研究决定拟采用双膜工艺 ， 以 葫芦岛市 7万 t 污水处理厂经过二级生化的出水为 水源 ， 彻底改造中冶有色水汽分厂现有的东山软化 水处理站以乌金塘为水源的钠离子软化工艺。 2 工艺介绍 ( 1 )以城市二级出水作为供水水源， 以乌金塘 水库作为备用水源， 采用 目前较为可靠的双膜 +混 床工艺， 达到供给低、 中、 高压锅炉的目的。 ( 2 )采用负荷较高、 运行稳定 、 出水量大的纤维 束过滤器作为连续微滤的前级处理系统。高效纤维 过滤器主要是滤除较大的颗粒物及脱稳后的胶体类 物质 ， 保护微滤膜 ， 不至于发生物理损伤 ， 同时也可以 延长微滤膜的反洗周期， 从而延长微滤膜的使用寿命。 ( 3 )采用连续微滤 +反渗透双膜组合 ， 既可以 通过微滤膜筛分孔径大 于膜分离孔径 的分子 和粒 子 ， 又可以通过反渗透去除绝大部分无机盐 、 有机 物、 微生物及细菌。反渗透产水水质 ， 既可以作为一 级除盐水供给低压锅炉 ， 又可以作为细粮摆脱因水 质粗糙混床频繁再生 ， 带来人力 、 物力 、 财力的增加。 ( 4 )有高纯水处理设备功能的混床系统 ， 是水 中各种离子的杀手。当然 ， 在有反渗透作为前级处 理的混床系统 ， 已告别频繁再生而带来的不便 ， 是中 高压锅炉前级处理设备中的可靠系统。 3 系统简介 3 ． 1 连续微滤 ( C MF ) 系统 采用具有独特结构的高抗污染型中空纤维膜元 件和独特的气水双洗工艺技术 ， 配以特殊设计 的管 路阀门、 自清洗单元和 自控单元等 ， 形成一闭路连续 操作系统 。在管壁上有数十纳米至数百纳米的贯通 孔 ， 在压力驱动下， 尺寸小于膜分离孔径的分子或粒 子 ， 可穿过纤维壁， 而尺寸大于膜分离孔径的分子或 粒子则被纤维壁所截留， 从而实现大小粒子的分离。 3 ． 2 反渗透( R O) 系统 反渗透是最精密的膜法液体分离技术， 它能阻 + 收稿 日期 ： 2 0 1 0一l 1一 O 3 作者简介 ： 刘金 良( 1 9 6 3 一 ) ， 男 ， 辽宁葫芦岛人 ， 本科 ， 工程师 ， 主要从事工程建设管理工作 。 有色矿冶 第2 6卷 挡所有溶解性盐及分子量大于 1 0 0的有机物 ， 但允 许水分子透过。它们广泛用于海水及苦咸水淡化， 锅炉给水、 工业纯水及电子级超纯水制备， 饮用纯净 水生产 ， 废水处理及特种分离等过程 ， 在离子交换前 使用反渗透可大幅度地降低操作费用和废水排放量。 4 技术创新点 目前 ， 国内低压锅炉补充水主要是以 自来水为 水源 ， 采用传统的钠离子软化工艺。中、 高压锅炉对 水质要求较严 ， 补充水主要以 自来水为水源 ， 采用传 统的一级复床 +混床工艺。 我 国是水资源匮乏的国家， 但 目前还没有大规 模中水利用专项工程 ， 也没有专项资金 ， 只是政策上 引导， 各城市的中水利用量是根据此城市的缺水程 度不同而定的。而中水 的主要应用方向是 ： 厕所的 冲洗 、 园林灌溉 、 道路保洁 、 汽车洗涤、 冷却设 备等方 面。如果应用于住宅的厕所冲洗 ， 在建筑中除安装 上 、 下水管之外还要安装中水管 ， 一次性投入较大。 而采用双膜处理工艺将城市污水处理厂的中水制成 锅炉补充水是中水回用的新领域 ， 成为中水 回用的 新发展方向。同时采用双膜处理工艺将城市污水处 理厂的中水制成锅炉补充水 ， 使其取代传统的钠离 子软化和一级复床 +混床工艺 ， 是锅炉补充水生产 方式的创新。它具有一次性投资少 ， 工艺流程简单， 占地面积小 ， 延长再生周期的优点。 5 双膜技术在中冶有色中的应用 5 ． 1 运行 状况 分析 5 ． 1 ． 1 连 续微 滤运行 情况分 析 ( 1 )理论上， 连续微滤系统产水量与温度有关 ， 温度从 2 5℃时开始， 每下降 1℃产水量下降 2 ％左 右。但因本工艺通过变频器调节给水量， 使微滤系统 进水量保持恒定， 从而使微滤系统产水量保持恒定。 ( 2 )水 的粘度随温度降低而增大， 微滤在正常 运行时， 进水压力也会随温度 的降低而快速增大。 上述情况主要是因为微滤膜孔径随温度降低产生收 缩 ， 经过短期摸索 ， 在延 长物理清洗时问后， 从后两 组曲线 中可以看出， 微滤进水压力的增加明显减缓， 大大增加了微滤系统的化学清洗周期从而使微滤系 统在较低的温度下运行更为稳定。 因此 ， 若能使微滤来水温度提升到 l 5℃， 不但 可以大大提高微滤系统化学清洗周期 ， 而且在水的 利用上也得到较大改善。 5 ． 1 ． 2反渗透运行状态分析 ( 1 )理 论 上 ， 温 度每 下 降一 度 ， 产 水 量下 降 3 ％， 但根据软化水站2 0 0 9年冬季运行情况来看( 温 度 ： 4 ． 0 o C) ， 在反渗透正常运行压力条件下 ( 1 ． 4 7 Mp a 、 频率 4 7 H z ) ， 三套反渗透出水均在 4 5 m ／ h以 上( 单套淡水出水 5 0 m ／ h ) ， 可见现场实际运行出 水量要远高于理论值。 ( 2 )可根据用户用水量的大小 ， 改变运行频率， 可降低运行成本。 ( 3 )根据进水水质不 同， 理论化学清洗周期 3 ～ l 2周 ， 但从现场实际运行来看 ， 化学清洗周期 1 1 ～ l 6周左右 。 5 ． 2水质水量分析 通过数据的 比较分析， 反渗透与原有钠离子软 化设备相比， 原有固定床对硬度去除率很高 ， 但对盐 份的去除率很低 ， 从而增加混床的负荷 。 反渗透产水水质 ， 符合一级除盐水标准 ， 其良好 的脱盐率可使混床避免频繁再生 ， 大大延长 了混床 的再生周期。 在大多工艺 中， 水的利用率一般在 6 5 ％ ～ 7 0 ％ 之间， 而双膜工艺通过利用浓水 回流大大加大了对 水的回收再利用 ， 因此双膜工艺在处理城市二级出 水中， 其较大的回收率也成 为双膜代替原有工艺的 一 大特点。 6 结论 本次分析主要以中冶有色软化水站为实例， 通过 对“ 双膜法” 在中水处理中应用 ， 证明了双膜工艺以中 水为水源 ， 出水作为低压锅炉补充水的工艺可行 ， 同 时末端的混床处理又为高压锅炉用水提供了保障。 在经济方面又可以用 中水代替乌金塘水 ， 使污 水回用充分体现其价值 ， 符合循环经济和节能减排 的要求 ， 具有显著的经济及社会效益 ， 是值得大力推 广和使用的新技术。 因此 ， 在水资源 日益缺乏的今天 ， 既要注重社会 效益， 又要满足经济效益 ， 为 以后水资源的合理化 、 资源化 、 长远化利用做好铺垫。中水 回用极大地缓 解了葫芦岛市供水资源紧张的局面， 合理有效可持 续地利用中水 ， 实现走“ 减量化 、 再利用、 再循环” 的 循环经济之路 ， 而且从根本上消解了环境与发展之 间的尖锐冲突， 促进中冶有色节能减排工作的开展 ， 符合国家节能减排 、 建设节约型社会 ， 发展循环经济 的政策。 ( 下转第 6 0页) 有色矿冶 第2 6卷 3 ． 4 E V A方法更加强调税后分析 之间直接进行比较。规模大的项 目即使资本回报率 项 目未来的 E V A以税后净营业利润 ( N O P A T ) 低于规模小的项 目， 但 E V A绝对值仍可能要高出很 为基础 ， 而 N P V法并不 十分强调税前 与税后 的 区 多。因此 ， E V A不能有效地控制项 目之间的规模差 别 ， 也时常用税前现金流来进行净现值分析。事实 异因素对评价结果产生的影响。 上 ， 税收政策对于有色金属资源行业 的影响十分明4 ． 3 E V A的周期性波动行业偏差 显 ， 资源税 、 暴利税 、 关税 ， 以及跨国经营所面临的各 对于有色金属矿 山、 石油天然气开采等周期性 种税收制度的差别 ， 使与有色金属开发有关 的项 目 行业 ， 由于价格波动往往非常剧烈 ， 项 目经济效益会 投资不得不将税收作为一项重要因素加 以考虑 ， 而 大起大落， 在资本总量和利率环境相对稳定 的条件 且往往是决策的重点 。E V A折现法要求将项 目所 下 ， E V A数值会发生扭 曲， 单独使用 E V A指标来评 包含的税务影响全部考虑进来 ， 更加贴近于有色金 估项 目价值 ， 往往难以实现最佳效果。 属项 目投资的实际需要。 参考文献 4 认识 E V A项 目评价方法 的局限性 理 ， 2 0 0 9 ， ( o ) ． 4 ． 1 E v A 的 计 算 受 资 本 成 本 波 动 影 响 E2 ] 篱 E V A 为 核 的 企 业 价 值 管 理 体 系 经 济 由于市场短期收益率的频繁变动 ， 项 目资产所 [ 3 ] 王 波． 企业价值管理型业 绩评价模式的构建⋯ ． 财会月刊， 产生的资本成本会随之发生显著波动 ， 从而使原来 2 0 0 8 ， ( 1 2 ) ． 有明显价值创造能力的项 目在新的资本成本率下变 [ 4 ] 何蕊华， 阮 萍 以E V A为核心的企业价值管理模式研究 要 吸 用 及 最 新 发 属 开 发 项 目 一 般投资额较大 、 周期较长， 市场利率环 ～ 学 一 ⋯ ⋯⋯ ⋯⋯ ⋯ ⋯ 境对项 目 E V A有非常明显的干扰 ， 这种 E V A的波 [ 6 ] 杨 曼． 对国有企业建立以E V A为核心的价值体系的思考 动使操作者面临无法控制 的风险 ， 评估结果或将 出 ⋯ ． 中 国财 政， 2 0 0 9 ， ( 7 ) ． 现偏差。 [ 7 ]袁琳 E V A管理体系： 构建及思考[ J ] ． 经济与管理研究， 4 ． 2 E V A的规模差异偏差 一 。 E V A是绝对值 ， 不便于不 同规模的企业或项 目 、阳 基于E V A的企 业价值管理探槲 管理世界 0 o ， T h e Re s e a r c h o f P r o j e c t E v a l u a t i o n B a s e d o n E c o n o mi c Va l u e Ad d e d Z h a n g J i n g - j i n g [ C h i n a N o n f e r r o u s Me t a l Mi n i n g( G r o u p )C o ． ， L T D， B e n g 1 0 0 0 2 9 ， C h i n a ] A b s t r a c t ： E c o n o m i c V a l u e A d d e d( E V A )i s a m e a s u r e m e n t b a s e d o n v a l u e c r e a t i o n ．C o m p a r e d w i t h t h e t r a d i t i o n a l N e t P r e s e n t V a l u e( N P V ) ，E V A r e f l e c t s t h e v a l u e t h a t c r e a t e d b y t h e p r o j e c t m o r e a c c u r a t e l y ，a n d p r o v i d e s m o r e e f f e c t i v e p r o j e c t e v a l u a t i o n p r o g r a m s ， p o m o t e s t h e l e v e l o f p r o j e c t d e c i s i o n—m a k i n g a n d e n h a n c e s t h e s u s t a i n a b l e d e v e l o p m e n t c a p a c i t y o f e n t e r p r i s e s ．T h i s p a p e r f o c u s e s o n t h e u s e o f E V A i n t h e p r o j e c t e v a l u a t i o n ，a n d d i s c u s s e s t h e a d v a n t a g e s a n d l i m i t a t i o n s o f E V A i n t h e p r o j e c t d e c i s i o n—m a k i n g v i a t h e c o m p a r i s o n w i t h t h e N P V m e t h o d ． Ke y w o r d s ： E V A ；p r o j e c t E v a l u a t i o n ； N P V；l i mi t a t i o n ( 上接第 4 4页) An a l y s i s a nd Ap pl i c a t i o n o f t h e Do u bl e M e mbr a n e Pr o c e s s W a t e r S u pp l i e d i n Bo i l e r Fe e d wa t e r L I U J i n — l i a n g ( MC C H u l u d o N o n f e r r o u s M e t a l s G r o u p C o ． ， L t d ， H u l u d a o 1 2 5 0 0 3 ， C h i n a ) Ab s t r a c t ： D o n g s h a n s o f t e n i n g t r e a t m e n t s t a t i o n o f MC C H u l u d o N o n f e r r o u s Me t a l s G r o u p C o ． ， L t d ( He r e a f t e r c a l l e d MC C N o n f e r r o u s ． ) t a k e s t h e u s a g e o f a n e w t e c h n o l o g y o f“ D o u b l e me mb r a n e p r o c e s s ” t o t r e a t t h e wa t e r ， a n d t h e y i e l d i n g wa t e r wi l l b e u s e d a s t h e b o i l e r f e e d wa t e r ． Wh e n i t i s p u t i n t o t h e o p e r a t i o n ， i t w i l l t e s t i f y t h e a p p l i c a t i o n o f t h i s p r o c e s s wh i c h u s e d i n t h e b o i l e r f e e d wa t e r i s f e a s i b l e． Ke y wor ds ： MCC n o n f e rro u s ； d o u b l e me mbr a n e p r o c e s s ； b o i l e r f e e d wa t e r ； a n a l y s i s a n d a p p l i c a t i o n