AXDL-殺菌劑在電廠水處理設(shè)備的研究與應(yīng)用

大連發(fā)電有限責(zé)任公司 王波慧 大連泰山熱電有限公司 王璐 國家電投東北電力有限公司 陸宇 河北昂新電力科技有限公司 梁浩

目前，采用城市污水或污水處理廠的中水作為循環(huán)水補(bǔ)給水的電廠逐漸增加，該種水源有機(jī)物含量高，微生物繁殖快。另外，循環(huán)水中投加的復(fù)合緩蝕阻垢劑富含有機(jī)聚電解質(zhì)和有機(jī)磷酸酯，也加劇了菌類和藻類的繁殖，使得循環(huán)水運(yùn)行環(huán)境由酸性環(huán)境運(yùn)行變?yōu)榱藟A性環(huán)境運(yùn)行，故在堿性運(yùn)行條件選用安全、高效、無副作用的殺菌劑，對其進(jìn)行殺菌、除藻處理，是改善循環(huán)冷卻水水質(zhì)，提高凝汽器換熱效率的重要舉措[1]。

某電廠共裝設(shè)2×300MW 亞臨界一次中間再熱抽汽機(jī)組，2臺機(jī)組分別于2010年12月2日、2010年12月30日相繼通過168h 滿負(fù)荷試運(yùn)行。自投產(chǎn)以來，2臺機(jī)組主要經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)逐年提升，主要經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)均在集團(tuán)公司和省內(nèi)同類型機(jī)組中名列前茅。2臺機(jī)組總有效傳熱面積19000m2，凝汽器管材為TP317，循環(huán)冷卻介質(zhì)為一級B 中水，敞開式冷卻方式。循環(huán)水殺菌、除藻方式采用自給自足的AXDL-殺菌劑產(chǎn)品。

1 EX 系列綜合法AXDL-殺菌劑發(fā)生裝置的原理及特點(diǎn)

1.1 工作原理

EX 系列綜合法AXDL-殺菌劑發(fā)生裝置采用的為R6法（綜合法），即把氯酸鈉電解和R5法（Kesting 法）相結(jié)合，在不需要專門還原劑的情況下，有少量氯化鈉參與即可由氯酸鈉和鹽酸反應(yīng)直接生產(chǎn)出AXDL-殺菌劑[2]。特制的電解液在裝置內(nèi)部循環(huán)流動，經(jīng)電解槽電解后，在AXDL-殺菌劑反應(yīng)器內(nèi)進(jìn)行加酸反應(yīng)，生成AXDL-殺菌劑的氣體，然后反應(yīng)殘液返回電解槽繼續(xù)電解，循環(huán)使用，生成的AXDL-殺菌劑氣體經(jīng)水射器抽出生成AXDL-殺菌劑溶液，儲存在AXDL-殺菌劑儲罐內(nèi)，根據(jù)需要由AXDL-殺菌劑加藥泵投加到需要處理的水中，其化學(xué)反應(yīng)方程式如公式（1）和公式（2）所示：

1.2 工藝流程

某電廠采用的是兩套自動連續(xù)運(yùn)行的EX 系列綜合法AXDL-殺菌劑發(fā)生裝置，采用全自動控制系統(tǒng)，一鍵式操作方式，全自動無人值守運(yùn)行，故障聲光報(bào)警、停機(jī)，并可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程操作。其主設(shè)備型號為EX-10，單臺有效氯產(chǎn)量為10kg/h，儲罐成品液濃度為CLO2≥2g/L。

1.3 特點(diǎn)

一是EX 系列綜合法AXDL-殺菌劑發(fā)生裝置由電解系統(tǒng)、加酸反應(yīng)系統(tǒng)、氣體溶解系統(tǒng)、控制系統(tǒng)和相應(yīng)的泵閥等組成。二是電解系統(tǒng)采用獨(dú)特的復(fù)極式高度集成的電極結(jié)構(gòu)，形成高電解效率、高運(yùn)行安全穩(wěn)定性、低電耗的高效電解系統(tǒng)。三是加酸反應(yīng)系統(tǒng)采用特殊結(jié)構(gòu)的反應(yīng)器進(jìn)行加酸反應(yīng)，加酸反應(yīng)在最佳反應(yīng)溫度、溶液濃度下進(jìn)行，實(shí)現(xiàn)最佳反應(yīng)效率；并維持電解液中適宜的pH 值，以適應(yīng)電解對電解液的要求。四是控制系統(tǒng)采用最新PLC 實(shí)現(xiàn)邏輯控制功能。AXDL-殺菌劑的產(chǎn)量，在額定產(chǎn)率下可任意調(diào)節(jié)，并在額定產(chǎn)率以下的工況運(yùn)行時也能保持設(shè)備的高效率。五是EX 系列綜合法AXDL-殺菌劑發(fā)生裝置專門為用戶設(shè)置了儲液罐，可以對AXDL-殺菌劑溶液進(jìn)行短期的儲存，對于循環(huán)水等需沖擊性加藥的來說，大幅度減少了設(shè)備投資。六是可選用連續(xù)加藥、沖擊加藥及連續(xù)與沖擊聯(lián)合加藥等多種加藥方式；加藥量調(diào)節(jié)也可選用水體流量反饋調(diào)節(jié)、藥液儲存調(diào)節(jié)等多種方式，最大限度地滿足現(xiàn)場生產(chǎn)需要[3]。

2 EX 系列綜合法AXDL-殺菌劑發(fā)生裝置在現(xiàn)場的應(yīng)用情況

2.1 主要技術(shù)參數(shù)

EX 系列綜合法AXDL-殺菌劑發(fā)生裝置在現(xiàn)場反應(yīng)的主要技術(shù)參數(shù)見表1。

表1 主要技術(shù)參數(shù)

2.2 加藥量

每臺機(jī)組每天向循環(huán)水系統(tǒng)沖擊加藥0.5～1h 的方式。循環(huán)水補(bǔ)充水量1406m3/h；工業(yè)廢水處理水量100m3/h；單臺機(jī)組循環(huán)水容積16500m3。實(shí)際補(bǔ)水量為冬季循環(huán)水補(bǔ)水量598t/h；夏季900t/h。加藥點(diǎn)設(shè)有三處，分別是循環(huán)水泵前池（0.35MPa），三臺離心泵，二用一備，流量10m3/h；工業(yè)廢水（0.35MPa），兩臺計(jì)量泵，一用一備，流量10m3/h。

2.3 循環(huán)水微生物控制情況

殺菌前后的塔壁對比照片，如圖1和圖2所示。

圖1 殺菌前塔壁

圖2 殺菌后塔壁

2.4 年運(yùn)行、維護(hù)費(fèi)用

2.4.1 設(shè)備運(yùn)行費(fèi)用

31%鹽酸價格：0.85元/kg；電費(fèi)：0.375元/kWh；用電量=3kWh/kg·ClO2；31%鹽酸用量=3.5kg/kg·ClO2；生產(chǎn)1kg AXDL-殺菌劑費(fèi)用=3×0.375＋3.5×0.85=4.1元；生產(chǎn)1kg 有效氯費(fèi)用=4.1/2.63=1.559元；以每天運(yùn)行10h，一年運(yùn)行200天計(jì)算，每天生產(chǎn)有效氯量=100×2=200kg，每天設(shè)備運(yùn)行費(fèi)用=200×1.559=311.8元，年費(fèi)用=311.8×200=6.236萬元；一年總計(jì)運(yùn)行費(fèi)用6.236萬元。

2.4.2 維護(hù)費(fèi)用

自2011年5月投入運(yùn)行至今，在2013年5月20日至6月10日小修一次，費(fèi)用為9.4萬元，包工包料，平均年檢修費(fèi)用僅為2萬元左右。

2.4.3 年節(jié)省費(fèi)用情況

年節(jié)省費(fèi)用情況見表2。

表2 年節(jié)省費(fèi)用

2.5 在實(shí)際使用過程中出現(xiàn)過的問題

一是電AXDL-殺菌劑解槽外殼腐蝕滲漏；二是進(jìn)出口波紋管開裂；三是反應(yīng)器支座腐蝕嚴(yán)重、罐體與封頭焊接處漏；四是換熱器滲漏；五是氯酸鈉反應(yīng)器到喂料槽導(dǎo)流管滲漏；六是制藥循環(huán)管道破裂；七是PLC 模塊不輸出及錯誤反饋誤報(bào)警；八是成品液AXDL-殺菌劑濃度降低。

2.6 使用過程中應(yīng)注意的事項(xiàng)及應(yīng)采取的相應(yīng)措施

一是AXDL-殺菌劑制液電解間面積適當(dāng)放大、盡量保持通風(fēng)良好。某電廠制液電解間僅有30m2左右，且通風(fēng)條件不好，致使部分金屬設(shè)備存在一定的腐蝕[4]。二是AXDL-殺菌劑對普通橡膠具有中度腐蝕，管道的密封墊盡量使用硅橡膠或含氟塑料。密封墊經(jīng)過長時間老化，出現(xiàn)變形、碎裂現(xiàn)象，致使液體通過縫隙流出，殃及其他設(shè)備造成腐蝕，故檢修應(yīng)備好備品備件，及時更換。三是AXDL-殺菌劑對普通的不銹鋼、碳鋼、鋁和銅等有中等腐蝕，影響這種反應(yīng)的條件有：空氣、濕度、溫度、物理影響等。為避免及減少腐蝕，應(yīng)盡量使設(shè)備所處的環(huán)境干燥，設(shè)備、管道等與空氣隔絕，減少機(jī)械性擦、洗，擦、洗用水盡量保持純凈。四是定期對電解槽進(jìn)行清理檢查，電解槽滲漏處更換密封墊。

五是定期檢查電解槽連接電纜的8個電極處，注意做好防護(hù)工作。六是定期對電解槽進(jìn)出口波紋管檢查，有泄漏及時清理。七是定期對電解槽上升管檢查，有泄漏及時清理，更換存在隱患件和密封墊。八是為保證水射器抽氣量與循環(huán)泵壓力、流量在設(shè)定工作范圍內(nèi)，定期對水射器進(jìn)行檢測和更換。九是由于反應(yīng)器支座等容易腐蝕，為保證設(shè)備安全，定期對支座進(jìn)行檢查和處理。十是注意定期檢查通風(fēng)情況，必須加裝大功率軸流風(fēng)機(jī)對室內(nèi)進(jìn)行強(qiáng)制通風(fēng)。十一是AXDL-殺菌劑是一種極不穩(wěn)定、易于分解的分子，當(dāng)以溶解在水中存放于AXDL-殺菌劑儲罐時，水中應(yīng)盡量不含其他可氧化雜質(zhì)，才有可能使AXDL-殺菌劑溶液保持較高純度，盡量延長能保存的時間。

3 EX 系列綜合法AXDL-殺菌劑發(fā)生裝置在實(shí)際運(yùn)行中的優(yōu)缺點(diǎn)

3.1 優(yōu)點(diǎn)

一是周期成本低。綜合法制備AXDL-殺菌劑發(fā)生裝置的運(yùn)行過程中，只消耗工業(yè)合成鹽酸和電能，無須采購大量的氯酸鹽[5]。二是水中無殘留氯酸鹽。綜合法加入水體中的只有AXDL-殺菌劑溶液，而無氯酸鹽，而其他方法向水體加入的除了AXDL-殺菌劑溶液外，還將原料的殘留部分都隨AXDL-殺菌劑送到了水體中。三是無三廢排放。綜合法AXDL-殺菌劑發(fā)生裝置采用特制的電解液在系統(tǒng)內(nèi)循環(huán)使用，使原料充分利用，除排放電解生成的氫氣外，無三廢排放。四是自動化運(yùn)行程度高。采用以PLC 為核心的全自動控制系統(tǒng)，遠(yuǎn)程操控，實(shí)現(xiàn)全自動運(yùn)行，運(yùn)行過程中若出現(xiàn)故障，則會聲光報(bào)警并給出信息提示，直至停機(jī)。五是加藥方式靈活。綜合法制備AXDL-殺菌劑發(fā)生裝置采用AXDL-殺菌劑貯存系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)單臺運(yùn)行也可以雙臺同時運(yùn)行，連續(xù)加藥或沖擊加藥方式。六是殺菌能力與水中的pH 值無關(guān)。在pH3～9范圍內(nèi)具有良好的殺菌效果，滿足循環(huán)水處理的要求。七是安全可靠。AXDL-殺菌劑使用發(fā)生器現(xiàn)場制備，現(xiàn)制現(xiàn)用，安全方便， 不存在運(yùn)輸、罐裝泄漏造成人員傷害的可能性。

3.2 缺點(diǎn)

一是該設(shè)備運(yùn)行過程中，腐蝕問題有待于解決；二是AXDL-殺菌劑加藥點(diǎn)過多，管路較長，且均是地埋管，一旦泄漏，處理工程量較大；三是無在線氣體泄漏安全報(bào)警儀；四是設(shè)備材質(zhì)大部分是鈦，檢修工藝要求高，現(xiàn)場缺少專業(yè)檢修人員，設(shè)備檢修時需依賴廠家。

4 結(jié)語

EX 型AXDL-殺菌劑發(fā)生裝置在火力發(fā)電廠實(shí)際應(yīng)用中，制成的AXDL-殺菌劑周期短、成本低、無三廢排放、加藥方式靈活、維護(hù)量少、自動化運(yùn)行程度高。故該設(shè)備完全滿足電廠循環(huán)水、廢水處理等殺菌藥劑需求，因此希望本文能對其他使用AXDL-殺菌劑作為殺菌劑的相關(guān)單位，在其水質(zhì)處理過程中進(jìn)行殺菌、除藻、檢修等方面能起到一定借鑒作用。