常規(guī)化學(xué)水處理工藝對(duì)比分析

韓子堂

摘要：隨著我國(guó)用電量的增加，電廠的重要性不言而喻。電廠的電力生產(chǎn)需消耗大量水資源，為確保水資源的合理應(yīng)用，在電廠用水之前，需對(duì)水資源進(jìn)行有效處理?，F(xiàn)對(duì)現(xiàn)代火力發(fā)電廠所用的化學(xué)水處理技術(shù)進(jìn)行了詳細(xì)分析，結(jié)合電廠實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，著重對(duì)現(xiàn)代電廠的信息技術(shù)及系統(tǒng)控制技術(shù)進(jìn)行了深入研究，使得電廠化學(xué)水處理技術(shù)可與現(xiàn)代控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)相結(jié)合，從而確保電廠的運(yùn)營(yíng)效率，保證供電質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：常規(guī);化學(xué)水處理;工藝對(duì)比

引言

在電廠生產(chǎn)期間實(shí)施化學(xué)水處理技術(shù)的創(chuàng)新和優(yōu)化工作，有利于提升電力生產(chǎn)的穩(wěn)定性和經(jīng)濟(jì)效益。從當(dāng)前情況來(lái)看，非法排放化學(xué)廢水對(duì)水資源有嚴(yán)重的不良影響，和我國(guó)環(huán)境保護(hù)政策不符。近幾年，我國(guó)化學(xué)制水處理技術(shù)有所改善，應(yīng)用效果較佳，可以有效維護(hù)水資源的安全性和清潔性，能夠?qū)崿F(xiàn)節(jié)能的目的。

1當(dāng)前電廠化學(xué)水處理系統(tǒng)的發(fā)展概況

通過(guò)對(duì)我國(guó)電廠的工作模式和發(fā)展情況進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)大多數(shù)電廠的化學(xué)水處理系統(tǒng)的組成都較為復(fù)雜，其中多數(shù)是由以下系統(tǒng)組合而成，包括凈水預(yù)處理系統(tǒng)、反滲透預(yù)脫鹽系統(tǒng)、鍋爐補(bǔ)給水處理系統(tǒng)凝結(jié)水精處理系統(tǒng)、汽水取樣檢測(cè)分析系統(tǒng)定冷水處理系統(tǒng)、化學(xué)加藥系統(tǒng)綜合水泵房系統(tǒng)、循環(huán)水加氯系統(tǒng)廢水污水處理系統(tǒng)等。這些功能都是相互聯(lián)系相互影響的，因此整個(gè)化學(xué)水處理系統(tǒng)的布置應(yīng)該盡可能的緊湊集中。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展，高參數(shù)火電機(jī)組的自動(dòng)化綜合控制系統(tǒng)越來(lái)越先進(jìn)、越來(lái)越完善。分散控制、集中管理的自控系統(tǒng)應(yīng)用正在朝著多元化的方向發(fā)展，例如膜處理技術(shù)在水質(zhì)處理中廣泛應(yīng)用，離子交換樹(shù)脂和微生物技術(shù)也取得了很大的進(jìn)展;化學(xué)水處理技目前電力生產(chǎn)規(guī)模的迅速擴(kuò)大，化學(xué)水處理系統(tǒng)的技術(shù)也逐漸趨于污染減少、環(huán)保效果更好、消耗能源少，對(duì)環(huán)境保護(hù)起到了重要的作用。

2電廠化學(xué)水處理方式

2.1雙膜凈水技術(shù)

雙膜凈水處理技術(shù)指選用雙層過(guò)濾膜來(lái)完成污水處理，還可以結(jié)合反滲透膜、過(guò)濾膜來(lái)完成水體凈化。在實(shí)際凈水過(guò)程中應(yīng)用雙膜凈水技術(shù)能夠解決水體鹽度、硬度過(guò)高等一系列問(wèn)題。雙膜凈水技術(shù)的發(fā)展速度非?？?，中國(guó)很多地區(qū)都在使用雙膜凈水技術(shù)，該技術(shù)的主要應(yīng)用地區(qū)大多都屬于沿海地區(qū)或是當(dāng)?shù)厮w環(huán)境經(jīng)過(guò)污染后其硬度較高的區(qū)域。這部分地區(qū)在生產(chǎn)自來(lái)水時(shí)依然沿用傳統(tǒng)的水體凈化方式，很難將水體中的各種污染物完全解決，而且在水處理過(guò)程中還有可能造成水資源的二次污染，如果生產(chǎn)出的水質(zhì)無(wú)法滿足當(dāng)?shù)氐幕居盟枨?，就?huì)給當(dāng)?shù)鼐用竦娜粘Ｉ钆c經(jīng)濟(jì)發(fā)展帶來(lái)非常嚴(yán)重的影響，所以這一類地區(qū)需要選擇雙膜凈水技術(shù)來(lái)保證當(dāng)?shù)厮Y源的正常供應(yīng)。該技術(shù)相較于傳統(tǒng)凈水技術(shù)而言，額外增加了超濾凈水、納濾凈水以及反滲透技術(shù)，經(jīng)過(guò)凈化后的水體可以直接流入清水池中，部分水體還可以在反滲透處理之后流入清水池。凈化之后的水體通過(guò)加工便能實(shí)現(xiàn)對(duì)當(dāng)?shù)厮Y源的供給。

2.2反滲透+混床處理方式的水處理工藝

此種類型的水處理方式對(duì)于水質(zhì)的要求較低，通常來(lái)講，地表水、地下水和城市中水都能夠作為水源供給，完成取水工作。水處理的第一步就是實(shí)施儲(chǔ)水操作，待達(dá)到相應(yīng)的水體規(guī)模后，向反應(yīng)池內(nèi)添加絮凝劑，進(jìn)行混凝、沉淀。將沉淀池的上清液導(dǎo)入指定的過(guò)濾裝置內(nèi)，將水中的懸浮物和大顆粒物過(guò)濾掉，再進(jìn)入活性炭過(guò)濾器（或石英砂+無(wú)煙煤）進(jìn)一步過(guò)濾后，通過(guò)超濾將懸浮物、膠體、有機(jī)物等去掉。通過(guò)阻垢劑加藥裝置，使阻垢劑與超濾產(chǎn)水充分混合后進(jìn)入反滲透裝置，反滲透產(chǎn)水的含鹽量已相當(dāng)?shù)?，再進(jìn)入離子交換器進(jìn)一步純化，制成電導(dǎo)率小于0.15μs/cm的超純水。此工藝因反滲透已除去了大部分鹽分，離子再生所需的酸堿耗量也相應(yīng)減少，而且投資成本適中，已成為近幾年電廠化學(xué)水處理工藝的首選。但是，此工藝因制水環(huán)節(jié)多，占地面積大，運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用也相應(yīng)增多，隨著環(huán)保要求的日益嚴(yán)格以及征地費(fèi)用的日益提高，也不再是最佳方案。

2.3化學(xué)清洗鈍化

鈍化環(huán)節(jié)的末端流程就是化學(xué)清洗，電廠經(jīng)常使用的鈍化劑是亞硝酸鈉，但是依據(jù)專業(yè)研究和有關(guān)調(diào)查結(jié)果顯示，亞硝酸鈉對(duì)人體有致癌作用，隨著研究進(jìn)程不斷推進(jìn)，各國(guó)科研人士開(kāi)始積極推廣綠色化學(xué)技術(shù)，生產(chǎn)符合環(huán)保理念的鈍化劑———過(guò)氧化氫，過(guò)氧化氫作為鈍化劑參與電廠化學(xué)清理工作，符合綠色化學(xué)處理流程要求，過(guò)氧化氫本身作為無(wú)毒的物質(zhì)在化學(xué)分解之后會(huì)產(chǎn)生水和氧氣，生成物對(duì)人體無(wú)毒害，符合綠色化學(xué)生產(chǎn)流程要求，推動(dòng)了環(huán)境保護(hù)工作發(fā)展，符合當(dāng)前的經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展趨勢(shì)，也利于電廠的可持續(xù)發(fā)展。

2.4離子交換水處理技術(shù)

在離子交換技術(shù)應(yīng)用的初期，采用的只是天然的和無(wú)機(jī)質(zhì)的交換劑，目前普遍應(yīng)用于水處理中的交換劑是合成的離子交換樹(shù)脂。離子交換樹(shù)脂是一類帶有活性基團(tuán)的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的高分子化合物，其還包含了能夠解離的基團(tuán)，處于水溶液內(nèi)離子交換劑中能夠解離的基團(tuán)可以和溶液內(nèi)其他陰離子相互交換，產(chǎn)生的交換反應(yīng)為平衡反應(yīng)。在層析柱上面進(jìn)行反應(yīng)的時(shí)候，因?yàn)樾枰砑有碌慕粨Q溶液，因此使得平衡一直朝著反應(yīng)正方向進(jìn)行，直到完全反應(yīng)即可，此種操作原理有利于洗脫離子交換劑內(nèi)的離子。單一離子交換技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是降低了設(shè)備成本，但是運(yùn)行費(fèi)用高，操作繁瑣，再生用酸堿耗量大，對(duì)環(huán)境污染的風(fēng)險(xiǎn)也相應(yīng)增大。需要明確注意的是，應(yīng)用離子交換技術(shù)獲取的水，雖然純度高、品質(zhì)好，但電導(dǎo)率和pH值非常低，根本不符合鍋爐補(bǔ)水的基本要求，基于此，就需要應(yīng)用加藥系統(tǒng)，通過(guò)加入氨水等藥品提升電導(dǎo)率和pH值，保證高溫高壓容器不被腐蝕，促使電廠安全生產(chǎn)。

2.5一級(jí)除鹽的處理方式

化學(xué)水處理中的一個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)是一級(jí)除鹽，在整個(gè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)工作中，一級(jí)除鹽傳統(tǒng)上主要是通過(guò)離子交換器的方式進(jìn)行預(yù)處理。由于化學(xué)水處理中的預(yù)處理只可以使用化學(xué)加藥的方式來(lái)降低水的硬度，減少懸浮物，并不能清除水中的鹽類物質(zhì)，所以在系統(tǒng)設(shè)計(jì)中需要應(yīng)用強(qiáng)酸性的陽(yáng)離子及強(qiáng)堿性的陰離子交換器對(duì)天然水中的鹽類物質(zhì)進(jìn)行有效控制，從而將水中的鹽類去除，這也被稱作“一級(jí)除鹽方式”。具體而言，在整個(gè)除鹽系統(tǒng)中，水需要先進(jìn)入陽(yáng)離子交換器，經(jīng)過(guò)處理，將水中的碳氧化合物轉(zhuǎn)化為二氧化碳，經(jīng)過(guò)處理以后的二氧化碳會(huì)直接進(jìn)入到除碳設(shè)備中。最后，系統(tǒng)會(huì)主動(dòng)將除碳器打開(kāi)，空氣進(jìn)入到除碳器中，二氧化碳會(huì)上浮，從而達(dá)到除碳的目的。剩余的水會(huì)繼續(xù)流入除碳器下方的水池，通過(guò)中間水泵再進(jìn)入到陰離子交換器，通過(guò)陰離子交換器完成整個(gè)交換過(guò)程，從而完成整個(gè)一級(jí)除鹽工作。

3電廠化學(xué)水處理的相關(guān)控制方式

3.1及時(shí)對(duì)活性炭過(guò)濾器進(jìn)行擦洗

在離子交換除鹽設(shè)備系統(tǒng)中，活性炭過(guò)濾器起著決定性的效果。這是因?yàn)榛钚蕴窟^(guò)濾器可以有效保護(hù)樹(shù)脂，提升樹(shù)脂的使用性能。另外，要想確?；钚蕴窟^(guò)濾器的性能，還應(yīng)做好擦洗工作，將活性炭過(guò)濾器中包含的懸浮物和有機(jī)物等雜質(zhì)清除，進(jìn)而起到良好的吸附效果。由此可知，保護(hù)樹(shù)脂免受污染的主要方式是定期擦洗活性炭過(guò)濾器。

3.2一級(jí)除鹽的有效控制

一級(jí)除鹽的控制方法主要有兩種，即單元制及母管制。如果系統(tǒng)處于正常運(yùn)行中，某一設(shè)備出現(xiàn)故障問(wèn)題，需將設(shè)備重新啟動(dòng)，就要用到單元制的方法進(jìn)行有效控制。母管制指的是發(fā)電系統(tǒng)中某一設(shè)備損毀，將會(huì)導(dǎo)致設(shè)備停運(yùn)，此時(shí)投運(yùn)備用設(shè)備，以保證系統(tǒng)正常運(yùn)行。在一級(jí)除鹽系統(tǒng)中，需要綜合運(yùn)用上述兩種控制方式，從而保證設(shè)備的穩(wěn)定性。

結(jié)語(yǔ)

從以上論述來(lái)看，在電廠內(nèi)化學(xué)制水系統(tǒng)起著極大的作用，這是因?yàn)橹苯邮褂米匀凰脑?，其中包含的有害物質(zhì)就會(huì)使電廠內(nèi)的設(shè)備受損，不利于電廠生產(chǎn)安全，所以，引進(jìn)化學(xué)水處理系統(tǒng)不但可以提升化學(xué)水的處理效率，而且能夠提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。

參考文獻(xiàn)

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