(广东韶钢松山股份有限公司)
摘 要：随着国家可持续发展观念的深入，大众环保意识的增强，绿色水处理理念受到广泛推崇。电厂作为用水大户，其废水处理情况受到环保部门的严格监控。另一方面，电厂热力系统中的水汽品质，是影响热力设备（锅炉、汽轮机等）安全、经济运行的重要因素之一。电厂化学水处理工作就是为了保证热力系统各部分有良好的水汽品质，以防止热力设备的结垢、积盐和腐蚀，从而保证发电厂的安全、经济运行。因此，如何改进电厂化学水处理工艺成为影响电厂发展的关键之一。然而，因某些客观存在的问题或技术水平的限制，导致化学水处理工艺存在一些弊端，完善化学水处理工艺成为重要研究方向。本文主要以电厂化学水处理工艺为视角，探究化学水处理流程中的问题并提出相应的改进措施。
关键词：电厂；化学水处理工艺；技术发展；策略
一、化学水处理工艺介绍
众所周知，电厂需要取用自然界大量的原水经过处理后达到生产运行的目的。传统电厂化学水处理流程是依照所需功能进行处理，不同设备采用的处理方法各不相同。传统化学水处理工艺出现很多问题，不单单表现为技术不够成熟，管理方面也存在诸多不便。优化过的水处理流程通常采用在原有沉淀、过滤、离子交换等处理的基础上，增加在线检测仪表对水质的相关指标进行实时检测，以反馈信号来确定是否调整化学运行工况，从而达到自动调节加药量，自动调整水处理设备运行状态的效果。这样便大大地降低了运行值班人员的工作强度，并且能够较好提高工作效率，同时也对在线仪表的准确性、稳定性提出了更高的要求。
二、化学水处理技术发展与应用
2.1全膜分离技术
2.1.1工艺特点
目前在对电厂锅炉中的补给水进行处理时多采用全膜分离技术，该工艺也被称为三模处理技术（UF-RO-EDI）。全膜分离水处理技术的工艺流程图如下：根据电厂生产情况对蓄水池进行调节，随后待处理的水可进入原水泵、具有过滤作用的多介质及活性炭过滤装置，进入过滤装置后便可以进入超滤水箱。在超滤水箱中完成超滤(UF)处理后，便可以进入反渗透过滤装置完成反渗透(RO)处理，RO处理分为一级处理与二级处理，在一级与二级处理装置之间安装有二氧化碳过滤器及淡水箱。完成RO处理后水经过中间水箱进入电除盐器，随后便可以完成电除盐处理(EDI)， 以上工序均完成后可以为电厂锅炉补水。
2.1.2应用实例
某电厂为火力发电厂，电厂中配备的锅炉共为2套，锅炉内主要焚烧生活垃圾，单台锅炉的处理能力约为600t/d，补给水量为2×15t/h。补给水系统当中的原水来源于当地的河水，在进行化学水处理时应用了全膜分离工艺，产水水质要求为硬度≈0，二氧化硅＜20ug/L，25℃时导电率＜0.2uS/cm。先采用活性炭及多介质水过滤装置截留原水中的胶体状物及悬浮物，经初步处理后水浊度≤5.0mg/L。在超滤处理中采用了PVDF超滤膜，将超滤处理的进水温度控制在15℃～35℃之间，同时确保进入超滤装置时水中颗粒状物质的粒径均≤200um。在一级及二级反渗透处理中采用了美国DOW公司的BW30-400FR抗污染膜，进入反渗透处理装置时残余氯＜0.1mg/L，SDI≤2，水温为20℃～25℃。反渗透膜的膜通量为25m2/h，单根膜的面积为40m2。EDI装置共为2套，平均每套装置的产水量为15m3/h，每套装置中的XL-500RL模块共为3个。单个模块的运行参数如下：供电电流为1～8A/pc，供电电压为220～350VCD，回收率为95%，产出水的出水压力大于浓水0.32bar以上，进水压力为2.0～5.5bar，进水温度为20℃～30℃，产水流量为1.8～4.0m3/h。采用上述工艺进行处理后锅炉给水的电导率＜0.004uS/cm，二氧化硅＜5ug/L，硬度≈0，与设计要求相符。
2.2EDTA清洗废水处理技术
2.2.1工艺特点
电厂中的EDTA清洗废水可对环境造成严重污染，因此必须采用相应的技术对污水进行处理，在处理时可以采用厌氧水解及接触性氧化池工艺。厌氧水解及接触性氧化池工艺如下：收集电厂锅炉中的EDTA清洗废水之后及时引入调节池，因电厂生产时需要间歇排放废液，且排放量变化较大，因此需要设置容积相对较大的调节池。进入调节池的废水可流进分离器，随后引入集水井。在集水井当中对清洗废水进行预处理，处理过后引入到厌氧池当中，从而使废水可生化性得以提高。随后清洗废水可流入到氧化池当中，在氧化池中改善废水的溶氧效率。氧化池当中设置有污泥回收装置及生化填料，以改善废水处理效果。从氧化池中流出的废水可进入到沉淀池当中，经过沉淀处理后可再次回收利用废水或直接进入排放池。
2.2.2应用实例
某电厂扩建后新增了6台机组，在清洗发电机组时所采用的化学介质主要为EDTA（乙二胺四乙酸），清洗完成后产生的废水可达1500～2500m3。在采用厌氧水解工艺及氧化池工艺处理清洗废水之前，先进行了预处理，预处理措施包括加碱及曝气处理，未经预处理时清洗废液中重铬酸盐指数的含量为2000～2500mg/L，经处理后为200～350mg/L。将进入到分离器中的水量控制在3.0～3.5m3/h之间，进水的pH值为7.0～8.5，出水水质重铬酸盐指数＜250mg/L。氧化池及厌氧池的处理能力为45m3/h，利用厌氧池处理清洗废水的时间为5h，利用氧化池处理的时间为2h，经氧化池处理后将进入生化系统中的水量控制在25～30m3之间，进水重铬酸盐指数的含量应＜40mg/L。经分析发现经过分离器处理后废水中重铬酸盐指数的含量为219mg/L，去除率为31.2%；集水井中重铬酸盐指数的含量为79mg/L，经厌氧池处理后出水中重铬酸盐指数的含量为79mg/L，经氧化池处理后出水中重铬酸盐指数的含量为23.5mg/L，生化处理后重铬酸盐指数的去除率为73%，整个清洗废液处理系统重铬酸盐指数的去除率为93.5%，经一系列处理后污水出水的重铬酸盐指数的含量＜40mg/L，符合《污水综合排放标准》中的一级排放要求。
2.3电厂化学水处理技术的发展
水处理质量及效率可对电厂的日常生产效率产生非常重要的影响，随着电力能源需求量的不断增加，对于化学水处理效率及质量也提出了更高的要求。电厂化学水处理技术的发展趋势具有以下三种特征：（1）水处理设备的布置趋于集中化。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆传统的水处理步骤较多，所采用的设备种类及处理系统也较为繁杂，这就会给水处理工作带来生产分散及管理不便等问题。目前，多数电厂的水处理流程已经得到了优化，点状、松散及平面的设备布置形式也逐渐被集中、立体及紧凑的布置形式所代替。如此一来不但能够集中管理处理设备及相应的水处理工作，同时还可以提高水处理效率与质量。（2）水处理方式趋于节能化与环保化。在采用化学方法进行水处理时，或多或少会添加一些化学药品，随着环保观念及意识的增强，尽量使用无污染的化学药品成为了水处理技术的发展趋势之一。（3）水处理流程趋于自动化。传统水处理系统中主要使用模拟盘对生产流程进行控制，在机械化自动控制技术不断发展的情况下，PCL自动控制技术也逐渐取代了模拟盘控制技术。
三、分析电厂化学水处理工艺出现的问题
1）有机物致使反渗透及阴离子交换树脂遭到污染。
从电厂化学水处理工艺中原水的角度来说，不仅要求其溶解氧达到标准要求，同时必须确保原水没有受到污染或污染状态较轻。目前电厂化学水处理工艺采用原水经过前期的沉淀过滤处理后，经过超滤、反渗透再进入阳床、阴床、混床的运行方式。水中的有机物如果不处理或处理效果不佳将会对反渗透膜以及阴离子交换树脂造成污染，从而使反渗透及阴树脂的正常工作产生很大的影响，不仅减短其运行周期，也会在一定程度上加大再生剂的耗费量，从而影响工作效率的提升。
2）系统器械防腐及保养工作不达标。
电厂热力系统实际工作情况下，水中含有一定的溶解氧，可以通过除氧设备把水中的溶解氧控制在合理范围内。如果有一些供热机组的补水量较大，除氧设备起不到预期的效果，或者除氧设备运行情况不好，都会导致水中溶解氧浓度超标，从而严重腐蚀系统管道，更会在过热器中产生氧化皮，在超温情况下氧化皮会剥落，容易堵塞管道，引起爆管，造成不可避免的损失。电厂热力系统所使用的器械设备种类繁多，运行情况复杂，运行中及停用状态的器械也应按不同情况给予各种针对性的有效保养及防腐保护，这给一般的检修维护团队带来不小的压力。
3）化学仪表投入情况不佳。
化学仪表是保障水处理设备运行安全性及经济性的重要条件，化学仪表诸如温度、PH、压力、电导、硬度，重要离子含量等一系列的表计，可以客观反映出化学水处理设备的实际运行情况。但由于受到表计成本或便利程度的限制以及管理维护方面漏洞的影响，电厂化学水处理工艺运行中部分化学仪表投入情况不佳，致使实际运行中不能对所有指标进行准确的测量及监督。一旦其中某项指标实际存在不合格，轻则可能导致部分水处理设备不能正常工作，重则整个热力系统发生严重事故，从而引发巨大的安全与经济损失。
四、完善电厂化学水处理工艺流程的策略
1）优化化学水处理工艺，降低水源污染物含量。
大多电厂对水源进行预处理的流程是：原水进行沉淀、过滤，再经除碳器、阴床等处理。经过优化之后的预处理流程为：原水加热至25～30℃，经过曝气、加氯、沉淀、高效过滤器、活性炭过滤器、除碳器等处理。经过优化的处理流程可以降低源水中的有机物含量，处理后原水的耗氧量在一定程度上有所降低，同时把其拦截至高效过滤器的过滤纤维气囊中，该流程可以进行反复运行，可以有效改善阴床树脂的运行周期，在一定程度上降低酸碱的消耗量。目前我厂主要通过在预处理水中加次氯酸钠的方法处理有机物，通过控制预处理水中氯的含量，最大程度降低有机物对反渗透及阴离子交换树脂的危害。但水中的次氯酸钠对反渗透膜也有较大危害，目前采用在反渗透进水中加还原剂的方法，去除水中的余氯。
2）对系统器械给予相应的保护措施。
为了有效降低水中溶解氧浓度，达到防止铁质器械设备腐蚀的效果，应强化除氧设备的维护及管理工作，派遣专业人员对除氧设备进行调试和监督，保障除氧设备可以在良好的调试参数下正常运行，实现除去水中溶解氧并将其浓度掌控在正常范围之内。化学人员也要积极配合除氧设备的调试和监督环节，便于提升给水除氧工作的效率。对于电厂热力系统中运行或停用的设备，养护及维护工作甚为重要。可以组织专业的检修维护团队对有关器械设备实施维护和管理，实时监控管理实际运行的设备，同时记录所有停用器械的使用时间、材质构架，便于综合分析不同因素对其的影响，给予有效的保护措施。加强对锅炉水汽系统的保护措施，确保其金属表面不遭受溶解氧的腐蚀。
3）全面使用化学仪表实时监控各项指标。
实施监控针对化学仪表的使用情况的评估，为解决水质实时监控的问题，全面启用化学仪表是其根本解决问题的方式。在电厂化学水处理流程中全面使用化学仪表对水处理运行过程中各项指标进行实时性监控，同时由专业的化学仪表维护团队，及时有效的采取措施进行调整维护各类化学仪表，确保整个化学水处理系统运行效率的高效性。就压力表、流量计、温度计等传统化学仪表的范围来说，还可以增设原水总水表、过滤水池、生活用水水表等仪表，实现全面监控水处理流程的目的。
结束语
电厂在社会发展中具有非常重要的意义，我国电厂水的处理还是存在很大的问题的，与先进国家相比还是存在很大差距的，在我国社会迅速发展的今天水处理已是一个需要重视的关键性的问题了，所以通过合理的运用电厂化学水处理系统，可以有效的保证水品的质量，同时保证电厂的正常生产经营，并能够有效的提高电厂化学水处理的效率，保证电厂经济效益的实现。
参考文献:
[1] 马鹏飞.电厂化学水处理工艺研究[J].化工管理，2014.
[2] 冯娟.化学水处理工艺中存在的问题及改进措施[J].才智，2012.
[3] 张秀艳.试论化学水处理工艺中存在的问题及改进对策[J].科技创新与应用，2013.
[4] 栾天跃.锅炉水处理的目的与要求探究[J].民营科技，2014.
[5] 郑文芬.电厂化学水处理技术的应用及发展探讨[J].中国高新技术企业旬刊，2014.
论文作者:陈锦华
论文发表刊物:《电力设备》2019年第10期
论文发表时间:2019/10/21
标签：水处理论文; 电厂论文; 化学论文; 工艺论文; 废水论文; 水中论文; 设备论文; 《电力设备》2019年第10期论文;