膜分离净化高温凝结水的方法技术

本发明专利技术涉及一种膜分离净化蒸汽高温凝结水的方法，将高温凝结水先后经过微滤或超滤膜预处理和纳滤膜深度处理，去除水中的悬浮物、油、胶体、溶解性小分子有机物和无机离子等杂质。本方法能够有效解决常规处理方法处理效果不稳定，需配备大量在线监测仪表和频繁更换吸附材料的问题，实现处理出水达标回用，从而节约大量锅炉用水，同时回收高温凝结水中热能，为相关企业的高温凝结水处理与回用提供了一条稳定、有效的途径。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种利用膜分离净化技术处理高温凝结水的方法，属于水处理及节能领域。
技术介绍
目前，化工、火电等行业广泛采用过热蒸汽作为热动力和热源使用，过热蒸汽经过功耗和热交换后变为冷凝水，其温度在50℃～95℃之间，如果未受污染，蒸汽凝结水近于纯净的蒸馏水。但大多数企业的蒸汽凝结水因为管道腐蚀、物料泄漏、管理不善等原因，存在着少量油、固体杂质、胶体、可溶性小分子有机物和无机离子等污染物，所以不能直接进锅炉再循环利用，致使现今大多数企业的高温凝结水大多数就地排放，不仅浪费了大量的水资源和热能，也给环境造成了一定程度的热污染。一般来说，饱和凝结水尚含有蒸汽热能的20％左右，而传统的锅炉水处理设备仅能处理50℃以下的凝结水，因此需对凝结水在处理前进行冷却降温处理，需要配置大型换热设备，不仅增加了设备投资，而且常造成水质恶化，并浪费了大量有用的热能。鉴于此种结果，专利号为200410030636.7的专利技术专利采用水处理工段失效尚未再生的阴离子树脂床脱除蒸汽冷凝液中的微量油及有机物，但该方法实施为间歇性操作过程，树脂再生过程比较繁琐，且凝结水中的油容易堵塞树脂孔道，对树脂造成不可恢复性危害；专利号为02236450.1的技术公开了一种高温凝结水除铁装置，采用能与铁离子快速反应的填料来除去高温凝结水中的铁离子，但该装置主要针对高温凝结水中的铁离子的去除而设计，而对油、胶体、可溶性小分子有机物和无机离子的去除效果很差，同时也存在着油包覆填料使铁离子不能有效进行的弊端；中石油天然气有限公司抚顺石化分公司引进国外技术，采用活性炭过滤器预处理加粉末树脂覆盖过滤器深度处理高温凝结水，能有效去除凝结水中的铁、硅、油等杂质；但由于活性炭和树脂吸附过滤的容量有限，要频繁更换滤料，存在着操作运行繁琐和对附属设施要求高的问题。以上各种方法实质上均采用活性炭、树脂等材料吸附去除凝结水的杂质，吸附材料不可避免地存在饱和吸附容量的问题，而锅炉补水的水质可靠性要求又很高，这就不可避免地要为以上系统配备完善的在线监测仪器，以便及时发现吸附材料何时失效，并及时更换吸附材料。一般高温凝结水中的油含量在15ppm左右(最高可达35ppm)，并存在着不同程度的水质波动，水中含油量较高时，其中的油多以分散态和乳化态存在，而吸附材料的孔隙一般很小，大的油粒会很快将外部吸附孔道堵死，使吸附材料内部孔道失去作用，吸附能力下降，造成吸附材料产生“饥饿”性饱和，从而大大缩短吸附材料的使用寿命。
技术实现思路
本专利技术的目的是结合高温凝结水的水质特点，提供一种利用膜分离技术净化高温凝结水的方法，解决常规的吸附处理方法效果不稳定，吸容量小，容易被油粒堵塞孔道，需频繁更换吸附材料及配备在线水质监测系统的问题，为相关企业的高温凝结水处理与回用提供一条稳定、有效的途径。本专利技术所说的高温凝结水是指由水蒸汽凝结而得的温度为50℃～95℃的热水。本专利技术利用膜分离处理高温凝结水的方法如下将高温凝结水在压力为0.01～1.5MPa的条件下，送入孔径为0.01～1μm的微滤或超滤膜进行过滤，去除水中的大部分油、胶体及悬浮物杂质，从微滤或超滤膜处理的渗透出水在压力为0.3～4MPa的条件下，进入纳滤膜组件进行深度处理，进一步过滤去除水中的溶解性小分子、有机物和无机离子等杂质，出水达到锅炉给水指标，进锅炉回用。微滤或超滤膜膜过滤过程可采用死端过滤或错流过滤的运行方式。死端过滤方式是高温凝结水的料液被泵入膜的进料侧，透过液进入膜的透过侧，被截留的未透过物滞留于进料侧的膜面上。死端过滤膜考虑到膜面清洗的方便，膜的形式为中空纤维或者管式；错流过滤方式是高温凝结水的料液被泵入膜的进料侧，透过液进入膜的透过侧，未透过液在泵压力推动下平行于膜面继续流动，最后从膜的进料侧的出口排出并返回料液罐，料液在料液罐与膜过滤器之间不断循环，所含的污染物逐渐变浓，直至膜通量降低到一定程度后，将浓缩的污水排放并对膜进行清洗。错流过滤的膜面流速为0.5-5m/s；膜的形式为中空纤维、管式或者卷式膜。对于含油量较高(＞20mg/L)的高温凝结水，此水中的油多以分散态和乳化态存在，比较容易污染膜表面，采用错流过滤的运行方式，可以减轻膜污染；而对于含油量较低(＜10mg/L)的高温凝结水，水样中油多以溶解态存在，一般采用死端过滤的运行方式，这样能耗可以降到错流过滤的1/10甚至更低。对于含油量在10mg/L～20mg/L的蒸汽凝结水，可结合实际情况选用死端过滤或错流过滤的操作方式。经微滤和超滤膜过滤处理后的渗透出水的含油量可降至5mg/L以下，而且基本以溶解态存在，固体悬浮物含量降至＜5mg/L，因此可以保证纳滤膜的长期稳定运行。以上的微滤膜、超滤膜和纳滤膜所采用的材料为聚醚砜、陶瓷、金属或其复合材料，从根本上解决了高温条件下膜材料易水解和膜孔结构易产生变化的问题，而且在高温条件下，微滤膜、超滤膜和纳滤膜的通量为常温下的3-5倍，特别是纳滤膜在高温下对污染物的截留效果明显提高，因此，所需膜面积较小，对于一般企业来说，设备和操作费用也变得容易接受。纳滤膜过滤采用错流过滤运行方式，膜的形式为中空纤维、管式或卷式。整个过程在密闭容器内运行，避免接触外界杂质和引入新的杂质，仅排放少量的浓缩液。本专利技术具有以下有益效果(1)由于在高温条件下运行，微滤或超滤膜和纳滤膜的过滤通量更大，可以实现装置的小型化和降低操作费用，且纳滤膜深度处理对离子的截留率更高，因此可以达到更高的回用率和更好的出水水质。(2)整个系统密闭运行，避免了水与外界接触而引入新的污染，出水水质稳定可靠。(3)整个膜处理工艺运行在高温条件下，并采用耐高温膜分离材料，保证了整个系统的连续稳定运行，并且由于膜分离系统对水质变化的适应性强，所以不需要配备大量的在线水质监测仪表，也不需要频繁更换设备部件。(4)对高温凝结水中的油、胶体、悬浮物、小分子有机物和无机离子等杂质都有很好的去除效果，出水水质好，广泛适用于化工、火电等行业的高温凝结水处理。附图说明图1、图2、图3分别为高温凝结水膜处理的三个实施例的工艺流程图；其中A为高温凝结水进水，B为膜浓缩液，C为净化回用的高温凝结水出水，1为储液罐，2、5为泵，3为微滤或超滤膜组件，4为中间液槽，6为纳滤膜组件。具体实施例方式下面结合实施例对本专利技术作进一步描述。实施例1(流程如图1)将50L 85℃的蒸汽凝结水A通入膜处理系统，蒸汽凝结水的水质如表1“进水水质”栏所示。如附图1所示，微滤或超滤膜组件3采用孔径为200nm的19通道管式陶瓷微滤膜，膜面积为1m2，由泵2提供过滤所需的压力条件，工作压力0.25MPa，采用错流过滤方式，即未透过液在微滤膜组件3与储液罐1之间循，错流的膜面流速度2.5m/s，在此条件下陶瓷微滤膜的稳定通量为0.8m3/h，出水水质如表1“预处理出水水质”栏所示。微滤膜出水贮入中间液槽4，通过泵5使料液在中间液槽4与19通道陶瓷纳滤膜组件6之间形成循环，进行纳滤深度处理，工作压力为1.5MPa，膜面积为2m2，采用错流过滤方式，陶瓷纳滤膜的平均通量为0.5m3/(m2·h)，出水水质如表1“深度处理出水水质”栏所示，符合工业锅炉水质标准(GB1576-2001)的规定，纳滤膜渗透出水C直接回用做本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种膜分离净化高温凝结水的方法，其特征在于将高温凝结水在压力为０．０１～１．５ＭＰａ的条件下，送入孔径为０．０１～１μｍ的微滤或超滤膜进行过滤，去除水中的大部分油、胶体及悬浮物杂质，从微滤或超滤膜的渗透出水在压力为０．３～４ＭＰａ的条件下，送入纳滤膜，以错流过滤方式进行深度处理，进一步过滤去除水中的溶解性小分子、有机物和无机离子等杂质，纳滤膜滤出水回收作锅炉给水。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：邢卫红，徐南平，
申请(专利权)人：南京九思高科技有限公司，
类型：发明
国别省市：84[中国|南京]