火力發(fā)電廠中水回用工藝及問題對(duì)策

徐　露

（重慶遠(yuǎn)達(dá)水務(wù)有限公司重慶400060）

火力發(fā)電廠中水回用工藝及問題對(duì)策

徐露

（重慶遠(yuǎn)達(dá)水務(wù)有限公司重慶400060）

實(shí)現(xiàn)中水在火電廠循環(huán)冷卻水工藝中的合理應(yīng)用，具有較強(qiáng)的經(jīng)濟(jì)價(jià)值、社會(huì)價(jià)值和環(huán)保價(jià)值，對(duì)于緩解水資源短缺發(fā)揮著重要作用。本文在分析火電廠冷卻水特性的基礎(chǔ)上，就當(dāng)前火電廠中水回用工藝進(jìn)行了深入分析，并就火電廠在使用中水過程中需要注意的問題，提出了解決之策。

火電廠；中水回用；循環(huán)；腐蝕

火電廠是耗水大戶，一座2×600MW火電廠的耗水量約為8×104m3/d，相當(dāng)于一個(gè)中小城市居民的用水總量，這其中，循環(huán)冷卻的耗水量要占到整個(gè)耗水量的2/3，循環(huán)冷卻部分的耗水多以蒸發(fā)和風(fēng)吹形式損失，對(duì)環(huán)境的污染很小。此外，循環(huán)冷卻水對(duì)補(bǔ)水的要求不高，只要嚴(yán)格控制其中的某些指標(biāo)，選擇合適的處理工藝，保障循環(huán)冷卻水的穩(wěn)定性，實(shí)現(xiàn)中水回用，創(chuàng)造出更多的社會(huì)效益、經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益。

1　火電廠循環(huán)冷卻水特性

火電廠冷卻水循環(huán)過程中，循環(huán)水中含有許多鎂離子、鈣離子、硫酸根離子等由于冷卻建筑物中熱量傳遞和傳質(zhì)交換，增加了離子對(duì)冷卻建筑物內(nèi)的懸浮物和固體溶解性，導(dǎo)致雜物、可溶性氣體進(jìn)入水循環(huán)系統(tǒng)中，形成結(jié)垢、腐蝕，降低了循環(huán)建筑物的通水能力和換熱器效率。

1.1結(jié)垢

主要由于鹽分濃縮和CO2的散失，造成水中的碳酸鈣沉積結(jié)垢，影響了換熱器的傳熱效率，影響循環(huán)冷卻水系統(tǒng)運(yùn)行，嚴(yán)重的還會(huì)造成安全事故。

1.2腐蝕

淋水過程中造成水中的溶解氧含量增加，加強(qiáng)了水的腐蝕性，對(duì)熱喚起和管道等設(shè)施產(chǎn)生腐蝕。

1.3污垢

循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中懸浮物、大氣中雜志的沉積物、腐蝕剝落物及其它各種雜質(zhì)在水體中沉淀形成污垢。因結(jié)垢和污垢所產(chǎn)生的沉積物對(duì)循環(huán)冷卻系統(tǒng)的運(yùn)行構(gòu)成較大安全威脅，因此，循環(huán)冷卻水處理的問題主要是做好腐蝕和沉積物防控。

2　火電廠中水工藝分析

目前在火電廠中，主要有三種深度處理工藝：分別是石灰-混凝澄清過濾法、膜處理法以及MBR膜處理后回用等[1]。

2.1石灰-混凝法

石灰-混凝澄清處理工藝是將石灰乳加入到水中，實(shí)現(xiàn)與水中的碳酸硬度發(fā)生反應(yīng)，從而生成碳酸鈣和氫氧化鎂沉淀，降低了循環(huán)設(shè)備中水的硬度和堿度。同時(shí)，為減少碳酸鹽硬度的殘留量，現(xiàn)實(shí)中常常將石灰軟化與混凝沉淀一并進(jìn)行處理，在混凝過程中所產(chǎn)生絮凝可以吸附石灰處理中的膠體物質(zhì)，成為大顆粒而沉淀，并除去硬度，這時(shí)水中的膠體物質(zhì)和懸浮物會(huì)被沉淀物形成的晶核或吸附物所網(wǎng)捕，被改變形態(tài)后從水中分離，從而實(shí)現(xiàn)達(dá)標(biāo)排放。華電國(guó)際鄒縣發(fā)電廠2×1000MW機(jī)組中水深度處理（見圖1），無(wú)論是處理水量還是出水的水質(zhì)均達(dá)到了預(yù)期的設(shè)計(jì)要求[2]。在實(shí)際應(yīng)用該方法時(shí)要做好石灰計(jì)量系統(tǒng)密閉工作，防止泄露；控制排泥，即，泥渣的含量。此外，石灰粉的純度要高，以保證處理效果。

圖1　石灰-混凝法中水回用工藝

2.2膜處理法

全膜法（IMT）技術(shù)是近年來(lái)火電廠中水處理中應(yīng)用較廣的一項(xiàng)技術(shù)，它集合了電滲析技術(shù)和離子交換技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，利用電滲析極化使水電離產(chǎn)生氫離子和氫氧離子，實(shí)現(xiàn)樹脂再生，另外，也克服了電滲析過程中由于發(fā)生極化而不能深度脫鹽的不足。全膜法處理火電廠中水能夠?qū)崿F(xiàn)連續(xù)工作、減少了廢液的排放等不足。華能海拉爾熱電廠2×200MW供熱機(jī)組投產(chǎn)運(yùn)行后，采用RO（兩級(jí)反滲透）+EDI（電去離子）全膜法工藝處理電廠鍋爐補(bǔ)給水（見圖2），出水的水質(zhì)達(dá)到了預(yù)期排放目標(biāo)，符合電廠鍋爐補(bǔ)給水水質(zhì)要求，具有占地面積小、運(yùn)行費(fèi)用低等優(yōu)勢(shì)。但該工藝需要重視原水電導(dǎo)率，要控制原水電導(dǎo)升高問題[3]。因?yàn)?，一旦原水中的電?dǎo)升高，水中離子增多，導(dǎo)電能力增強(qiáng)，極化趨勢(shì)和水解離程度就會(huì)減弱，就會(huì)減少了氫離子和氫氧離子的生成，最終影響樹脂再生效果。

圖2　全膜法中水回用工藝

2.3MBR膜處理后回用

MBR膜生物反應(yīng)器工藝是一種十分高效的污水處理系統(tǒng)，它把膜分離技術(shù)與生物反應(yīng)器工藝有機(jī)結(jié)合起來(lái)，常規(guī)生化池工藝中的二沉池被膜分離技術(shù)所替代，實(shí)現(xiàn)了較好的處理效果。一般情況下，MBR工藝分為超濾單元和生化反應(yīng)池兩個(gè)組成部分，火電廠中的超濾回流液經(jīng)好氧生物硝化作用后，生成有機(jī)氮和氧化氨氮，轉(zhuǎn)化為硝酸鹽和亞硝酸鹽，最終經(jīng)反硝化池污泥作用，還原為氮?dú)夂笈懦?，?shí)現(xiàn)火電廠污水的脫氮效果。利用MBR工藝，能有效分離固體和液體，生化率較高，保證出水的穩(wěn)定性，出水中的懸浮物基本被去除。

3　中水回用過程中需要注意的問題

火電廠循環(huán)冷卻水處理所遇到的主要問題腐蝕和沉積物。在采取相關(guān)工藝，處理污水實(shí)現(xiàn)中水回用時(shí)，要注意解決好循環(huán)冷卻水中水回用阻垢和防腐蝕工作。

3.1阻垢工藝

火電廠中水回用容易因結(jié)垢等影響回用效果。采取的阻垢工藝主要有：石灰處理與添加復(fù)合水質(zhì)穩(wěn)定劑處理相結(jié)合工藝；弱酸離子交換處理與添加復(fù)合水質(zhì)穩(wěn)定劑相結(jié)合以及加硫酸調(diào)pH值與添加復(fù)合水質(zhì)穩(wěn)定劑處理相結(jié)合工藝等待。其中，石灰處理+復(fù)合水質(zhì)穩(wěn)定劑處理工藝針對(duì)了中水的特性，通過石灰澄清混凝過濾工藝處理，既可以去除中水硬度，又可以達(dá)到，滅菌、去除懸浮物以及脫色等作用。影響循環(huán)水阻垢工藝效果的因阻垢藥劑的選擇不同而不同，這要根據(jù)不同水質(zhì)特點(diǎn)以及凝汽器材質(zhì)的特點(diǎn)，既要考慮經(jīng)濟(jì)性，又要兼顧實(shí)際應(yīng)用效果，目前應(yīng)用較多的阻垢劑主要是有機(jī)磷系，如烴基乙叉二磷酸（HEDP）、氨基三甲叉膦酸（ATMP）、2-膦酸1,2,4三羧酸（PBTCA）等，但這些藥劑對(duì)循環(huán)排水電廠或凝汽器管材為銅管需要慎用。此外，還有共聚物（如聚丙烯酸、聚丙烯酸-聚丙烯酸酯類共聚物、水解聚馬來(lái)酸酐）等，具有無(wú)毒、無(wú)公害，分散作用效果好等明顯優(yōu)勢(shì)。二乙烯三胺五亞甲基膦酸（PAPEMP）作為90年代開始流行使用的新型阻垢分散劑，具有很強(qiáng)的粘泥剝離性能，但該制劑在使用過程中會(huì)隨著時(shí)間的推移，功能會(huì)不斷被降解，影響實(shí)際應(yīng)用效果，因此，在循環(huán)水中要保持有足夠的余量。

3.2防腐蝕工藝

循環(huán)冷卻水的防蝕工藝主要依據(jù)電廠運(yùn)行設(shè)備的不同采取不同的防腐蝕保護(hù)。（1）循環(huán)水管道和凝汽器防腐蝕。通常采取在管道施工期間完成對(duì)循環(huán)水管道保護(hù)涂料的覆蓋，要求管道的防腐蝕施工在管道安裝完畢即可進(jìn)行，一方面可以延長(zhǎng)管道的使用周期；另一方面在保證管道未使用之前噴砂和刷涂能夠更好保證工藝質(zhì)量和效果。此外，要做好循環(huán)水的殺菌處理，提高循環(huán)水流速以保證循環(huán)水膠球清洗系統(tǒng)的清洗效果。（2）工業(yè)冷卻水系統(tǒng)防腐蝕?；痣姀S的工業(yè)冷卻水大多采用循環(huán)水，中水回用作為循環(huán)水補(bǔ)充水，就需要做好工業(yè)冷卻水管道和工業(yè)冷卻水冷卻器如油冷器、氫冷器的防腐蝕措施。其中，對(duì)于冷卻水管道的防腐蝕主要選擇襯膠或襯塑管道。而工業(yè)冷卻器的防腐蝕則可以通過優(yōu)化設(shè)計(jì)，把循環(huán)水直接補(bǔ)充道工業(yè)冷卻水系統(tǒng)中，減少冷卻水系統(tǒng)中的含鹽量和粘泥的形成，在設(shè)計(jì)上建議采取上下流向布置，減少粘泥的沉積；機(jī)組要定期檢修并做好通風(fēng)干燥，添加適當(dāng)?shù)木徫g劑。

4　結(jié)語(yǔ)

火電廠雖然是耗水大戶，但做好中水回用，提高水資源的重復(fù)利用效率，可以大幅度降低水資源消耗。需要火電廠嚴(yán)格依據(jù)水資源需求規(guī)模，考慮經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益與環(huán)境效益的統(tǒng)一，綜合選擇可行的工藝，并做好結(jié)垢和腐蝕的防范工作。

[1]余良,馮子文.淺析中水在火電廠循環(huán)冷卻水工藝中的應(yīng)用[J].企業(yè)技術(shù)開發(fā),2013（18）:176.

[2]徐慶東,辛樹威.廢水的石灰混凝澄清處理在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].華電技術(shù),2008（6）:1-3.

[3]張銘,禾志強(qiáng),劉永江.等.火力發(fā)電廠膜法水處理技術(shù)應(yīng)用[J].水處理技術(shù),2011,37（11）:128-130.

徐露（1982—），女，漢族，重慶人，碩士研究生，中級(jí)職稱，主要從事火力發(fā)電廠水處理工程技術(shù)、設(shè)備研究工作。