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Central el Bajio工程利用高含硅量的城市污水经处理后的中水作为电厂补给水的惟一的水源,通过补给水处理系统将污水转化为高质量的除盐水,供电厂使用其工程经验可为具有相似水源的电厂提供借鉴。
1 基本情况
Central el Bajio是一座600MW的联合循环电厂,位于墨西哥中部San Luis de La Paz城的附近,位于墨西哥的一个干燥区域。该地区严重缺水,水源是井水,而且主要供应民用和农业。而政府规定,不允许在该地区抽取地下水作为工业用途。因此,只能考虑其它的水源。最后决定采用城市污水作为电厂的锅炉补给水。
城市污水经生化处理后,用管道输送至电厂。为保证水量的均衡,污水处理厂建有水量平衡池。
2 水处理系统
起初,考虑采用一个带有自动反洗(采用气水联合反洗)的微滤(MF)系统作为处理污水的前处理以代替原来的软化/澄清和过滤方法。MF虽然能显著降低SDI值和细菌,但不能除去硬度,硅和其它溶解物质,RO膜还会被污染。通过进一步考虑还是决定将选用MF的方案取消了。
最后,选择高效反渗透系统(HERO)代替带有澄清软化和除硅的常规反渗透RO系统。因为:
①为了保证RO工艺的正常运行,必需在预处理系统中除去硅,钡和剩余的TOC。
②因为TOC会影响沉渣的沉降特性和沉淀过程,所以用氢氧化镁沉淀吸附法除去硅是难以控制的,而且还缺少软化处理高含硅量的污水所需要的数据。
③ 常规的软化和除硅会产生大量的沉渣,在处理这些沉渣时,需要较多人力。
④HERO在高pH条件下运行,能将硅和有机物保持为溶解状态,这样,膜的清洗频率就预计比较低。HERO系统运行实例说明它在处理高TOC浓度的水(即对常规RO系统会产生严重污染的水)以及那种水质变化较大的水,具有很高的容忍度和成功的运行经验;同时也证明HERO工艺特别适宜用于处理高含硅量的水。
⑤而进入HERO的水中残余硬度,必需在上游,用弱酸离子交换器(WAC)中除去,以防止硬度在膜上沉淀。
HERO(high efficiency reverse osmosis)技术就是在常规反渗透技术基础上发展起来的一种新的反渗透技术,它克服了常规反渗透回收率较低的缺点,可将反渗透的回收率提高至90%以上,甚至98%。而在HERO系统中,水中胶体、微生物、有机物、油及油脂不会污染反渗透膜,对系统无任何影响。可以说,HERO是目前最先进的反渗透技术。
HERO工艺是将几个在工业运用上已得到证明的处理步骤结合成一体的工艺,具有能在高回收率、高膜通量条件下运行,且可以处理难以处理的水的特点。和常规的RO工艺相比,此工艺的优点为:
①HERO工艺RO膜的防垢是通过预处理来去除给水中的硬度、碳酸盐碱度以及其它结垢形成物的,常规的RO膜的防垢是通过加药来实现的;
②由于硅的溶解度随pH值升高,所以硅的结垢极限得到明显的提高。在运行时,浓水中硅的浓度达到1600~2000mg/l ,这已经得到证明。相比之下,常规RO的硅极限只有150mg/l左右;
③生物粘污是通过高pH来避免的。高的pH作为生物抑制剂,控制了生物的粘污。在高pH运行的条件下,细菌、病毒、孢子和内毒素被溶解或皂化;常规的RO是通过非氧化性杀菌剂来抑制的,有时生物污染是不可避免的;
④有机物粘污的减少是通过在高pH条件下,有机物被乳化或被皂化,使其不会粘附在膜上;而常规的RO是通过一定时间的化学清洗来实现的;
⑤颗粒粘污的明显降低是由于在高pH条件下,表面强度(低beta电位)的降低而达到的。运行经验指出,高污泥指数(SDI)的水能在无须经常化学清洗条件下运行;
⑥允许有时在给水中含有一定含量的油和油脂而不影响运行。
最终确定中水回用水处理系统的工艺流程为:
澄清/软化→重力过滤→压力式过滤→弱酸阳床→脱气→高效反渗透→混床→脱盐水用于工艺系统
3 系统运行情况
系统于2002年建成并投运,一直稳定运行,生产期间需对反渗透系统每年进行一次预防性的清洗及正常的维修保养。
系统实际运行数据:

4 总结和结论
Central el Bajio工程利用高含硅量的城市污水经处理后的中水作为电厂补给水的唯一的水源。通过补给水处理系统(HERO系统)将污水转化为高质量的除盐水,供电厂使用。总结起来,为具有相似水源的电厂,提出如下的建议和结论:
①水处理厂的澄清-软化器,只有很少时间按软化方式运行的。在开始阶段,矗立污水的质量受到表面活性剂和有机物的影响,使澄清器的运行发生问题。澄清和软化方式均受到不良沉降性能的沉渣的影响。
②HERO工艺被证明是很可靠和适应性强,能在处理污水水质变化条件下,无论在澄清还是软化过程,均能得到很好的结果。无需在前面的系统进行除硅,HERO系统也能成功运行,
③处理污水的碱度变化会影响水处理厂的运行,但只要合适地监控硬度,pH和药品的加入,这种变化的影响会被减小。
HERO系统能在污水水质变化的条件下,生产出质量符合要求,产量足够的除盐水。经过几年的运行后,仅仅为了预防的目的,设备用非氧化性杀生物剂对膜进行每年一次的清洗。
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