淺析電廠化學水處理技術發展與應用

鄒方遠++李鵬

摘 要：水是我國電廠生產運行中十分重要的介質，水在很多生產環節中都有很好的應用，并以此作為媒介轉換能量。電廠生產設備的運行效果以及使用壽命都會受到蒸發后的水蒸氣質量的影響，所以在電廠化學水處理過程中，需要保證處理工作是科學合理的，不能讓含有腐蝕性的水進入到電廠設備中，防止出現設備的損害。在電廠化學水處理中需要采用科學的工藝設備，全膜分離技術是性能比較好的處理工藝，因此在電廠生產中有很好的應用。

關鍵詞：電廠 化學水 處理技術 應用

1、電廠化學水處理系統水源水質

某電廠水處理系統的水源取水口為某市C村段長江水，此段長江水全年平均水質參數分析分別為：pH（25oC）7.77；溶解固形物/（mg.L-1）140.6；懸浮物/（mg.L-1）88.24；耗氧量/（mg.L-1）7.74；鐵離子/（mg.L-1）0.41；銅離子/（mg.L-1）0.029；氯根/（mg.L-1）8.64；硫酸根/（mg.L-1）24.71；鉀離子/（mg.L-1）1.805；鈉離子/（mg.L-1）7.5；鈣離子/（mg.L-1）31.51；鎂離子/（mg.L-1）5.97。

該電廠水處理工藝如下：

（1）超濾裝置產水。超濾裝置能夠阻止水中的懸浮物、膠體、微生物等物質透過，并能去除部分BOD和COD，以達到水質凈化的目的，產水水質能夠達到濁度≤0.2NTU，SDI≤3，但是無法去除重金屬等離子型雜質。

（2）一級反滲透裝置產水。需要對一級反滲透裝置進行擴容。

（3）二級反滲透裝置產水。二級反滲透裝置由于產水電導率<5μS/cm（25℃）。

（4）電除鹽裝置產水。電除鹽產水作為電廠鍋爐的補給水，水質非常純凈，產水電導率≤0.15μS/cm（25℃）、Na≤3μg/L、活性硅≤5μg/L。

（5）電除鹽裝置副產品水。二級反滲透產水作為電除鹽裝置進水，經過電除鹽裝置處理后，電除鹽裝置產水被進一步凈化，成為除離子水，而相應的，電除鹽裝置副產品水被濃縮，變為“廢水”排放至超濾產水箱。整個生產過程中不添加任何化學藥劑，電除鹽裝置的副產品水產水量18m3/h，水質情況：電導率40-50μS/cm（25℃），Na離子含量約600-1000μg/L，活性硅含量約100-300μg/L，全鐵含量很低，約10μg/L。

2、工業水處理技術及應用

2.1 反滲透水處理技術

簡單來說：反滲透水處理就是在水中設置一層半透膜，膜的中間有小孔供水通過，同時過濾雜質。這層膜就叫做反滲透膜。最重要的就是這層膜。如果這層膜中間的孔隙很大，水和水里的雜質都可以通過，就起不到過濾的作用。如果孔隙太小，水流動的速度就會很慢，效率低，而且在水壓的作用下，這層膜容易受到損壞，需要頻繁更換，工序麻煩。所以說，高效益的反滲透過程必須要同時滿足兩個條件：一是半透膜的過濾效果要好并且不能阻礙水流的通過；其二是操作的壓力必須高于濃溶液的滲透壓，這樣才能保證反滲透運動的進行。

反滲透裝置的主要優點有：可以連續運行，生產出來的水水質穩定，不用酸堿再生節省成本，不會因再生而停機，不需反沖和清洗用水，成本較低，而且純水的生產率很高（有的可高達95%），無再生污水，不需要污水理設施；操作過程簡單，不接觸酸堿就能夠生產，還保障了工人的人身安全，減低運行和維修成本，安裝簡便，價格較低。

2.2 凝結水精處理

凝結水是經過高溫軟化之后形成的飽和蒸餾水。它的熱能價值不如蒸汽的熱能價值。但是它的純度很高，適合重新作為鍋爐給水。通過循環利用，可以提高對水資源和熱能的資源利用效率。通常的發電設備主要利用蒸汽熱能中的潛熱，蒸汽中的大部分顯熱被忽視，但是被利用后的蒸汽又被還原為了凝結水。但是如果凝汽器發生泄漏現象，循環水進入凝結水中，就會把自身所帶的雜質帶入凝結水中，降低水的純度，造成了水質不良，不利于鍋爐和汽輪機的高效安全運行，尤其是以海水或苦咸水為冷卻水的系統更為嚴重。為保證水質的純度及生產設備的安全運行，必須對凝結水要進行精處理。

2.3 全膜分離技術應用實例

某生活垃圾焚燒發電小型電廠，配備兩套往復爐排式生活垃圾焚燒鍋爐，以焚燒生活垃圾為主，單臺處理能力為500t/d；兩臺9MW中壓單缸沖動凝汽式汽輪機組，鍋爐補給水系統設計規模為供水量2×12t/h，原水為當地河水，采用預處理+全膜處理工藝（UF-RO-EDI），控制部分為DCS自動控制系統，產水水質要求符合中壓鍋爐給水規范：電導率<0.2μS/cm，SiO2<20μg/L，硬度≈0。工藝流程：調節蓄水池→原水泵→多介質過濾器→活性炭過濾器→超濾（UF）→超濾水箱→一級反滲透裝置（RO）→除二氧化碳器→淡水箱→二級反滲透裝置（RO）→中間水箱→電除鹽裝置（EDI）→除鹽水箱→除鹽水泵→鍋爐補水。

預處理系統選用了多介質過濾器和活性炭過濾器，使原水中的大部分懸浮物和膠體狀物被截留于濾層，使出水澄清，保證出水的濁度≤5.0mg/L，同時去除水中各種有機物、異味、色度、余氯、微量油等，保證滿足超濾進水水質。

超濾膜材質為：PVDF，本工程采用東麗-HFS-2020超濾膜，超濾裝置進水條件為水溫：15～35℃；保證進水中最大顆粒徑≤200μm。

一級、二級反滲透膜材料為：芳香族聚酰胺，采用了美國DOW公司的BW30-400FR卷式反滲透抗污染膜。

反滲透裝置進水條件，水溫：20～25℃；SDI：≤2；殘余氯：<0.1mg/L。

反滲透膜元件型式：螺旋卷式，單根膜面積：37m2，膜通量：22.52/m2·h；膜元件規格：8英寸。EDI系統采用ElectropureXL系列XL-500RL模塊，本工程配置兩套EDI裝置，單套產水量為12m3/h，包括3個XL-500RL模塊。

單只模塊運行參數為：產水流量1.6～3.35m3/h；進水溫度5～35℃；進水壓力2.5～5bar；出水壓力：濃水和極水出水壓力要比產水出水壓力低最少0.3bar；回收率95%；供電電壓：200～390VDC；供電電流：1～3A/pc（最大8A/pc）。

該項目鍋爐補給水系統已于2010年5月調試完畢，投入運行，各項指標都達到了設計要求，EDI實際產水水質：硬度：≈0；二氧化硅：<6μg/L；電導率（25℃）：<0.0556μS/cm，充分滿足鍋爐給水要求。

2.4 FCS技術的應用

FCS技術是現場總線控制系統，其基本任務是保證本質安全、負責危險區域、控制易變過程和應對難于對付的非常環境，這樣的理念完全符合火電廠化學水處理系統的模式。FCS技術的應用，不僅減少了人力資源的投入，大大地降低了電廠化學水處理系統的成本，而且還使得化學水處理系統實現了遠程遙控、實時監測，對于生產過程中出現的問題能得到及時的反饋，便于有效地解決處理。

結束語

近幾年來，國家重視科技創新，增加技術創新投入，因此我國的水處理技術不斷提高，應用范圍也越來越廣。但是和發達國家相比，我國各方面的技術還比較薄弱，還有很大的上升空間，需要不斷地提升突破。因此，我們要在工業化學水處理技術上加強研發，同時加強管理控制，減少排放的同時提高效益，提高在國際上的市場競爭力。

參考文獻：

[1]張紫艷.電廠化學水處理技術的具體應用分析[J].科技展望，2016，03：113.

[2]黃燕.電廠化學水處理技術發展特點與應用分析[J].當代化工研究，2016，05：124-125.

作者信息：

1.鄒方遠（身份證號：360429198607122315）

2.李鵬（身份證號：430623198703183000）