無(wú)反滲透鍋爐補(bǔ)給水處理系統(tǒng)去除TOC方案研究

李彬峰

摘 要：系統(tǒng)分析原鍋爐補(bǔ)給水處理系統(tǒng)造成TOC超標(biāo)的原因，并對(duì)各設(shè)備TOC去除率進(jìn)行量化，系統(tǒng)的提出了鍋爐補(bǔ)給水處理系統(tǒng)的改造方案，有效保證了出水水質(zhì)滿足建設(shè)機(jī)組的要求。

關(guān)鍵詞：鍋爐補(bǔ)給水處理；TOC；反滲透

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2015.24.063

北方某電廠一期建設(shè)有兩臺(tái)300MW亞臨界燃煤機(jī)組，于2004年投產(chǎn)。近期擬擴(kuò)建二期，二期擬采用超臨界350MW燃煤供熱機(jī)組。

一期鍋爐補(bǔ)給水原水采用水庫(kù)水，現(xiàn)有鍋爐補(bǔ)給水處理系統(tǒng)流程為凈水站來(lái)水（加熱）——活性炭過(guò)濾器——陽(yáng)離子交換器——除碳器——陰離子交換器——混合離子交換器——除鹽水箱，凈水站采用混凝澄清處理工藝。電廠現(xiàn)有鍋爐補(bǔ)給水處理系統(tǒng)出水水質(zhì)：

電導(dǎo)率（25℃）：0.07～0.08S/cm

二氧化硅：10g/L以下

TOC：440g/L

為了能最大限度的利用現(xiàn)有公用設(shè)施，電廠決定對(duì)現(xiàn)有鍋爐補(bǔ)給水系統(tǒng)進(jìn)行改造，改造后的系統(tǒng)出水水質(zhì)能夠滿足一、二期機(jī)組的補(bǔ)水水質(zhì)的要求。

對(duì)比《火力發(fā)電機(jī)組及蒸汽動(dòng)力設(shè)備水汽質(zhì)量》（GB/T 12145），現(xiàn)有鍋爐補(bǔ)給水系統(tǒng)出水，TOC嚴(yán)重超標(biāo)，需要降到200g/L以下。

1 現(xiàn)有系統(tǒng)中對(duì)TOC去除有貢獻(xiàn)的設(shè)備分析

（1）混凝澄清過(guò)濾系統(tǒng)：有實(shí)驗(yàn)表明分子量在1k～10k的有機(jī)物通過(guò)混凝澄清過(guò)濾去除率約10%，分子量1k以下基本沒(méi)有去除。

可見(jiàn)對(duì)于水庫(kù)水混凝澄清過(guò)濾對(duì)TOC的去除貢獻(xiàn)不大。

（2）活性炭過(guò)濾器。活性炭對(duì)于分子量500～1k的有機(jī)物有十分好的去除效果，去除率可達(dá)70%～80%。

其缺點(diǎn)是僅通過(guò)反洗，吸附的有機(jī)物不能洗脫，運(yùn)行幾個(gè)周期后，就會(huì)失去吸附能力，僅起到過(guò)濾的作用，又由于活性炭復(fù)蘇工藝復(fù)雜，費(fèi)用不菲，大多數(shù)電廠沒(méi)有設(shè)置活性炭的再生復(fù)蘇系統(tǒng)，設(shè)置的活性炭過(guò)濾器起不到去除有機(jī)物的作用，甚至成為細(xì)菌和微生物滋生的溫床。

（3）陰離子交換器，強(qiáng)堿陰離子樹(shù)脂對(duì)除去溶解性有機(jī)物分子組的強(qiáng)弱順序?yàn)椋?1k（～43%），5k～10k（～17%），10k～100k（～23%），但是運(yùn)行一定時(shí)間后應(yīng)進(jìn)行復(fù)蘇，以洗脫樹(shù)脂吸附的有機(jī)物。

（4）陽(yáng)離子交換器、混合離子交換器對(duì)TOC的去除沒(méi)有貢獻(xiàn)。

（5）現(xiàn)有除鹽水箱采用浮球密封形式，空氣或灰塵溶入可能引起TOC的增加。

2 現(xiàn)有系統(tǒng)可能引起TOC超標(biāo)的環(huán)節(jié)分析

（1）由于水庫(kù)水屬低濁水，混凝澄清特別是在低溫環(huán)境時(shí)效果不理想；

（2）活性炭運(yùn)行時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，失去對(duì)有機(jī)物的吸附能力，需要再生復(fù)蘇；

（3）陰樹(shù)脂受有機(jī)物污染，需要復(fù)蘇，恢復(fù)對(duì)有機(jī)物的去除能力；

（4）現(xiàn)有除鹽水箱密封不嚴(yán)密，溶入雜質(zhì)；

（5）原水在混凝前沒(méi)有氯化。

3 針對(duì)以上問(wèn)題采取措施來(lái)提高系統(tǒng)TOC的去除

（1）在原水凈水站設(shè)原水加熱器，在低溫時(shí)提高原水水溫，提高混凝效果；

（2）水庫(kù)水在混凝前氯化，通過(guò)氯化處理對(duì)有機(jī)物進(jìn)行氧化分解，使水中小分子有機(jī)物增多，以適應(yīng)后續(xù)處理工藝的需要；

（3）將活性炭更換為大孔丙烯酸系陰樹(shù)脂（SD500或D730吸附劑）

丙烯酸系大孔強(qiáng)堿陰樹(shù)脂在合成中，由于親水性的脂肪烴類(lèi)替代了疏水性的芳香烴類(lèi)，這樣它和有機(jī)物之間的范德華力很弱，能更有效的克服有機(jī)物被樹(shù)脂吸附的不可逆性，較苯乙烯強(qiáng)堿樹(shù)脂更具有親水性和抗有機(jī)物污染能力。

1）丙烯酸系大孔強(qiáng)堿樹(shù)脂出水COD明顯比活性炭好，SD500樹(shù)脂對(duì)有機(jī)物去除率比活性碳高7%。而活性炭在開(kāi)始吸附有機(jī)物還可以，經(jīng)反洗再次投入使用時(shí)，已無(wú)吸附作用，只起過(guò)濾作用。

2）丙烯酸系大孔強(qiáng)堿樹(shù)脂再生脫附率高，再生工藝簡(jiǎn)單，便于操作能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)。

3）壽命長(zhǎng)。

4）可保護(hù)后面的陰離子交換樹(shù)脂。在純水制造中，陰離子交換樹(shù)脂極易受到水中有機(jī)物的污染，污染后的陰離子交換樹(shù)脂色澤變深，交換能力下降，出水電導(dǎo)率上升，供水的水質(zhì)惡化。陰離子交換樹(shù)脂的這種有機(jī)物污染，往往是不可逆的，因而，使陰離子交換樹(shù)脂使用周期縮短，更換頻繁，造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失。另外，帶入純水中的有機(jī)物質(zhì)，會(huì)給用水設(shè)備帶來(lái)危害，如鍋爐用水，當(dāng)有機(jī)物進(jìn)入鍋爐后，在高溫下會(huì)分解成各種低分子有機(jī)酸，使?fàn)t水的pH下降，設(shè)備腐蝕嚴(yán)重。

5）運(yùn)行費(fèi)用低，活性炭一般一年更換一次，而丙烯酸系大孔強(qiáng)堿樹(shù)脂壽命不低于5年。

（4）將除鹽水箱改造為密封更嚴(yán)密的浮頂密封水箱。

通過(guò)以上技術(shù)措施，改造后的鍋爐補(bǔ)給水處理系統(tǒng)出水水質(zhì)達(dá)到《火力發(fā)電機(jī)組及蒸汽動(dòng)力設(shè)備水汽質(zhì)量》（GB/T 12145-2008）水質(zhì)質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)可能性極大。endprint