污水处理技术工艺

电厂水处理工艺选择方法研究

发布日期:2019-05-11 / 发布者:鸿淳环保科技 / 点击:

据有关部门统计,2010年我国新增发电量9127万千瓦,新增火电机组比例由2005年的81.00%下降到2010年的64.34%。然而,由于我国能源资源的特点,在未来相当长的一段时间内,火电将占据主导地位。火电设备的主要发展趋势是:以高效、低污染、低能耗、低成本发电设备和新型洁净煤燃烧发电技术为发展重点。机组容量大多为600-800MW,不再向单机容量较大的方向发展。众所周知,单台机组容量的扩大和蒸汽参数的提高对锅炉给水、给水、炉水、凝结水、循环水等水质提出了更高的要求。

有鉴于此,笔者对电厂水处理的工艺选择进行了总结。

1.锅炉补给水处理

1.1锅炉给水预处理

锅炉回灌水的预处理通常采用混凝和过滤两种方式。我国大型火电机组的澄清处理设备大多采用机械加速搅拌和起动槽。本实用新型反应速度快,操作和控制方便,产量大。近年来,变频技术、聚合铁、新材料等新技术不断应用于混凝处理,进一步提高了预处理出水的质量,减少了人工操作。在过滤器的发展过程中。以颗粒材料为过滤材料的过滤技术经历了慢滤、快滤和多层过滤的发展阶段,对改善预处理水质起到了一定的作用,但由于颗粒材料的限制,过滤设备的出水水质、去污能力和过滤速度受到很大限制。近年来,以纤维材料代替颗粒材料作为过滤元件的新型过滤设备不断出现。纤维滤料具有体积小、比表面积大、材料柔软等优点,具有很强的界面吸附、污染截留和水流调节能力。有代表性的有纤维球过滤器、胶囊挤出纤维过滤器、压板纤维过滤器、自压纤维过滤器等。

1.2锅炉给水预脱盐处理

反渗透技术的发展已成为锅炉给水预脱盐处理技术的一个亮点。反渗透技术是以压力表差为动力的膜分离过滤技术。反渗透膜孔径小到纳米级(1nm=10-9m)。在一定的压力下,过氧化氢分子可以通过反渗透膜,而水源水中的无机盐、重金属离子、有机物、胶体、细菌、病毒等不能通过反渗透膜,使纯水和浓水分离。反渗透膜过滤后的纯水电导率为5s/cm。原子离子交换柱循环过滤后出水电阻率可达0.2us/cm。该系统具有出水水质好、能耗低、无污染、工艺简单、操作简单等优点。目前,正能集团旗下近10家电厂采用反渗透技术对锅炉给水进行预脱盐,包括长兴电厂、乐清电厂、温州电厂、萧山电厂、兰溪电厂、嘉兴电厂和绍兴滨海电厂。反渗透产水尚未满足中高压锅炉用水要求,需进一步脱盐。此外,反渗透具有很强的去除有机物和硅的能力。COD脱硅率可达83%,满足大型装置对有机物和硅含量的严格要求。

1.3锅炉供水海水淡化

在锅炉给水脱盐处理中,离子交换技术的混床在今后相当长的一段时间内仍将发挥重要作用。混床本身的发展主要体现在环保和节能两个方面。离子交换剂通常是一种不溶的高分子化合物,如树脂、纤维素、葡聚糖、醇脂多糖等,其分子中含有可解离的基团,这些基因可以与水溶液中的其它阳离子或阴离子交换。虽然交换反应都是平衡反应,但当交换反应在色谱柱上进行时,由于不断加入新的交换溶液,平衡在正方向进行直到完全。这样,离子交换器上的所有原子离子都被冲走了。同样,当一定量的溶液通过交换柱时,随着溶液中离子的不断交换,溶液中的离子浓度逐渐降低,因此它们都可以被交换并吸附在树脂上。反渗透工艺处理的水的电导率一般为5s/cm,不能满足锅炉补水的要求。一般情况下,经反渗透设备处理后,用离子交换设备使电导率≤为0.2us/cm。

此外,近几年来,一种新的纯净水制备技术&电脱盐EDI技术在电厂锅炉补给水脱盐领域也出现了新的进展。电脱盐EDI技术依赖于电场的作用来去除水中的无机离子。它将传统的电渗析技术与离子交换技术有机地结合起来,既克服了电渗析深度脱盐的缺点,又弥补了离子交换连续工作的不足和消耗酸碱再生的需要。出水水质可满足锅炉水的电阻、硬度和硅的要求。

高效过滤技术、反渗透技术、电脱盐技术和离子交换技术的联合应用将是今后锅炉给水处理技术发展的新趋势。

2.锅炉给水处理

目前,锅炉给水氨和联氨的挥发性处理较为成熟,但更适合新建机组。当水质稳定时,可改为中性处理和联合处理。氧化处理改变了传统的脱氧剂和脱氧剂处理方式,创造了氧化还原气氛,并在低温下产生保护膜以抑制腐蚀。该方法还可以减少供水系统的腐蚀产物,减少药品消耗,延长化学清洗间隔,降低运行成本。必须强调的是,氧化水的化学运行方式只适用于高纯水的供应,应注意系统材料与氧化水的相容性。

3.锅炉炉水处理

该炉中的磷酸盐处理技术已有70多年的历史。目前全球共有65座蒸汽锅炉锅炉采用了锅炉水磷酸酯处理。由于以往锅炉参数低,水处理工艺落后,炉水中经常会出现大量的钙、镁离子。为了防止锅炉结垢,大量添加磷酸盐以去除炉水的硬度,使得炉水的ph值非常高,碱性腐蚀问题突出。由此产生了协调的磷酸盐处理,并得到了一定的防腐效果。然而,随着锅炉参数的不断改善,磷酸盐的“隐蔽”现象日益严重,由此产生的腐蚀也日益严重。另一方面,高参数机组的锅炉给水系统均采用二次除盐,凝结水系统设有精密处理装置。这样,炉水基本没有硬度成分,磷酸盐处理的主要作用也由硬度转变为ph值调节。因此,低磷酸盐处理和平衡磷酸盐处理也逐渐得到应用。低磷酸盐治疗的下限控制在0.3~0.5mg/l,上限一般不超过2~3mg/l。

4.凝结水处理

目前,300 MW及以上的高参数机组大多配备了冷凝水处理装置,主要是进口冷凝水处理装置。再生系统的主流产品是塔式分离装置和锥底分离装置。从环保和经济的角度来看,氨化操作的实现将是今后精细处理系统的发展方向。

5.定冷水处理

由于水箱采用充氮密封,树状催化转化器进行脱氧,国外双水内冷机组常采用中性还原法。国内大部分双水内冷机组采用开式水箱。水处理的主要技术有:将海水与混凝水混合,或加入少量碱液以提高pH值,安装混合离子交换器处理固定冷水,以及添加MBT或BTA缓蚀剂以减缓铜的腐蚀。从实践上看,碱化水运行顺利,但碱度难以控制和调节。然而,无论是预膜工艺还是直接添加MBT或BTA缓蚀剂及其复合配方,都应充分考虑系统的清洁度。

6.循环水处埋

在闭式循环冷却的热电厂中,冷却水的循环利用和水质稳定技术的发展是水处理的关键。发达国家循环水浓缩倍数已达6~8倍,国内大多数电厂循环水浓缩倍数约为2~3倍。我国火电厂应努力提高循环水的回用效率。为避免磷系水处理剂对环境水体的二次污染,已逐步采用高效阻垢分散剂和低磷无磷体系配方的多组分共聚物水处理剂。公开排放冷却的火电厂冷却水,特别是以海水为冷却水的滨海电厂的冷却水一般采用氯化处理,其通用设备是美国CaptialControl公司的产品。

7.原水预处理

我国电厂普遍采用低温、低浊度、高有机物含量的河水或水库水。为了去除悬浮物和有机物,澄清器和过滤装置的预处理系统得到了广泛的应用。

对于浊度高的原水(≥100 ntu),通过澄清池的处理系统加上过滤装置,流出的水质一般可以达到0.5 ntu至3 ntu。

对于含盐量高、有机物含量高的原水,用弱酸性大孔吸附树脂处理系统取代了传统的石灰处理和传统的石灰处理。弱酸处理优于石灰处理,出水水质稳定,有机物去除率高,出水浊度和含盐量明显降低。

8.废水处理

电厂废水处理有两种类型:生活污水和工业废水。生活污水由厂区的生活区、办公区的卫生间等产生后,由于实际场地条件的限制,通常采用街区及附近的集中处理。生化法(AO法或A2O法)处理生活污水经杀菌消毒后基本达到排放标准。电厂的工业废水较为复杂,主要包括脱硫废水、除灰冲刷水、单位排水、石油污水等。目前,电厂脱硫废水的处理主要采用三箱工艺。在实际应用中,在脱硫废水处理中加入石灰,污泥粘度大,在三箱底部沉淀。很难移除。根据含油量,台州电厂含油水可采用气浮池处理,台州电厂含油水可采用气浮池处理,台州电厂污水可通过混凝澄清处理。

9.结语

在火力发电厂的火电系统中,水和蒸汽的质量是影响火力发电厂火电厂安全和经济运行的重要因素之一。因此,锅炉给水处理系统简要总结如下:

(1)锅炉补给水水源采用含盐量400-600 mg/l的清水。采用逆流再生强阳床+逆流再生强阴床+两级混床是传统的离子交换工艺。一级除盐电导率一般在2.5us/cm左右,含硅量为10ug/l,该处理工艺运行维护成本高,出水水质不太好。

(二)目前我国比较流行的水处理工艺是反渗透系统+混合床系统,但同时也是反渗透系统的一级除盐系统。这样,在反渗透(或初级盐去除)后,大多数离子被去除,操作成本得以节省。然后通过混合床,水质达到0.2/cm或以下,以满足锅炉水质的要求。

(3)目前国内仍普遍采用双室床和全室床工艺,即树脂填充两层或设备,操作成本低,操作维护方便,如果采用大孔均相树脂,效果更好。(3)双室床和全室床工艺在国内仍比较流行,即树脂填充两层或设备,操作成本较低,操作和维护较方便,如果采用大孔均相树脂,效果较好。

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