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循環水處理工藝

一、工業循環冷卻水系統在運行過程中,由于水分蒸發、風吹損失等情況使循環水不斷濃縮,其中所含的鹽類超標,陰陽離子增加、pH值明顯變化,致使水質惡化,而循環水的溫度,PH值和營養成分有利于微生物的繁殖,冷卻塔上充足的日光照射更是藻類生長的理想地方。而結垢控制及腐蝕控制、微生物的控制等等,必然的需要進行循環水處理。

循環冷卻水中的微生物來自兩個方面。一是冷卻塔在水的蒸發過程中需要引入大量的空氣,微生物也隨空氣帶入冷卻水中,二是冷卻水系統的補充水或多或少都會有微生物,這些微生物也隨補充水進入冷卻水系統中。藻類在日光的照射下,會與水中的二氧化碳、碳酸氫根等碳源起光合作用,吸收碳素作營養而放出氧,因此,當藻類大量繁殖時,會增加水中溶解氧含量,有利于氧的去極化作用,腐蝕過程因此而加速。微生物在循環水系統中的大量繁殖,會使循環水顔色變黑,發生惡臭,汙染環境。因此,我們必須開發出合適的循環水處理工藝。

根據企業循環水系統的特點和工藝條件,結合當地的水質特點,選擇適合企業運行條件的循環水處理工藝,通過加藥等措施,控制循環水指標在一定範圍內運行,既保證生産設備的長周期運行,又提高了循環水利用率。循環水處理技術的利用,既能給企業帶來顯著的經濟效益,又能爲社會帶來良好的社會效益。

二、當代的循環水處理工藝

1、有機阻垢劑

有機阻垢劑的應用大大提高了循環水容納微溶鹽類的能力,配合加酸處理,循環水的濃縮倍率達到2~4,配合石灰處理或離子交換軟化處理,循環水的濃縮倍率可以進一步提高到5~8。

現在市場上應用的有機阻垢劑品種十分豐富,一般根據其主要功能機團進行分類,主要有有機膦系列、聚羧酸系列、聚羧酸脂系列、含磺酸機團系列的産品,最近還有包含2種機團的新型阻垢劑研制成功。

單一品種的有機阻垢劑的阻垢效果一般不如多種阻垢劑複合配方好,這種現象稱爲阻垢劑的協同效應。複合配方的阻垢劑一般還含有緩蝕劑,具有阻垢性能好、使用方便等特點。

2、緩蝕劑

和以前的聚磷酸鹽相比,單一品種的有機阻垢劑特別是有機膦在使用中更容易産生腐蝕,在選擇阻垢劑品種時要特別注意。通常在采用有機阻垢劑時要加緩蝕劑,常見的有MBT、BTA、鋅鹽等。

3、殺菌滅藻劑

海水型次氯酸鈉發生器的研制成功使得沿海電廠的殺菌滅藻更經濟安全,運行操作更簡便。國內一些內地電廠采用了鹽水型的次氯酸鈉發生器,由于沒有氯氣的泄漏危險,安全性有了很大的提高,但是由于電解次氯酸鈉含鹽量高,對于濃縮倍率高的電廠存在加入大量鹽類帶來腐蝕的隱患。如果循環水中的有機物含量較高,可以選擇一些有機合成的殺生劑。一些生物繁殖較快的電廠可以采用多種殺菌劑交替使用來提高殺菌效果,例如季铵鹽類殺生劑不僅有較強的殺菌能力,而且對汙泥有剝離作用。

氧化氯殺菌能力強,劑量小作用快,殺菌效果不受pH影響,不與大多數胺類反應,是有發展潛力的殺生劑。臭氧殺菌能力強,生産過程只需要空氣和電,沒有廢物排放,殺菌使用後不會出現有毒的汙染物,應用前景廣闊。

三、循環水處理工藝選擇

很多電廠現在采用加酸和阻垢劑的方式運行。這種方式運行控制簡便,系統投資低。隨著水資源的日益緊張,有的電廠要求濃縮倍率進一步提高,循環水處理一般采用複合處理方法,除了加酸加阻垢劑,常見的還有補充水石灰處理、離子交換軟化處理等處理方式。常見的循環水處理工藝見表2。


四、循環水處理工藝新進展

隨著節水要求的進一步提高,今後循環水處理技術將向濃縮倍率更高、處理效果更好、系統更經濟方面發展,技術進展主要有:

循環水處理工藝1、弱酸離子交換旁流軟化處理

旁流處理的主要特點是,弱酸樹脂所處理的水是經過冷卻塔濃縮過的水。因爲旁流處理的水所含的堿度、硬度比補充水的大,可以充分發揮離子交換樹脂的交換能力,所以比補充水處理更經濟。但是旁流處理時,循環冷卻水中含有阻垢劑,殺菌滅藻時加氯,都可能對離子交換樹脂的性能有影響,國內還沒有旁流處理的使用經驗。

如果一個電廠的濃縮倍率要求較高,需要采用弱酸離子交換軟化處理,補充水是地表水且碳酸鹽硬度不大于250 mg/L(CaCO3),那麽旁流軟化處理就有明顯的技術經濟優勢。
爲了探索旁流軟化處理技術的應用前景,我們和華北電力設計院合作開展了弱酸旁流軟化處理的試驗研究,試驗包括以下內容:

(1) 水質穩定劑與樹脂的篩選與優選試驗,主要是用試驗驗證水質穩定劑對樹脂的性能有多大的影響;
(2) 循環水氯化處理對弱酸樹脂的影響的研究,主要考核循環水加氯對弱酸樹脂産生的影響;
(3) 旁流過濾器的優選試驗,主要試驗新出現的絲網過濾器的性能參數;
(4) 旁流過濾的必要性論證試驗研究,主要研究循環水懸浮物濃度與環境條件、濃縮倍率的關系;
(5) 循環水旁流過濾、旁流弱酸處理的全系統試驗室模擬試驗。

試驗在1998年9月~1999年8月進行。通過試驗優選出KL-S3阻垢劑,可以使循環水濃縮倍率達到6時,堿度達到400 mg/L(CaCO3)。某電廠補充水碳酸鹽硬度爲121 mg/L(CaCO3),在弱酸軟化時出水平均堿度按照25 mg/L(CaCO3)、弱酸系統自用水率8%進行計算,在旁流弱酸軟化條件下弱酸系統需處理水量僅爲340 t/h,如果處理補充水,需要處理的水量高達1100 t/h。

計算表明,循環水阻垢劑能夠維持的堿度越高,弱酸處理的水量就越小,弱酸系統的建設規模就越小,所以優選阻垢劑對于經濟性指標影響很大。
弱酸離子交換旁流軟化處理技術還需要在工程實踐中不斷發展完善。

循環水處理工藝2、零排汙循環水處理

在一些地區節水要求高,排放要求嚴格,隨著幹除灰和粉煤灰綜合利用技術的發展,今後有的電廠可能需要實現循環水零排汙。

零排汙水處理系統投資較高,系統複雜,一般先要經過軟化處理,如石灰蘇打軟化或弱酸離子交換軟化,然後采用反滲透等進行脫鹽處理。
零排汙循環水處理若與全廠的水系統優化工作相結合,可以顯著提高系統的運行經濟性。

循環水處理工藝3、旁流過濾

最近國産的自動反沖洗絲網過濾器已經研制成功,在一些濃縮倍率較高、循環水懸浮物較高的電廠,采用自動反沖洗絲網過濾器進行旁流過濾處理,可以降低循環水懸浮物含量,減少銅管的沖刷磨損,估計以後在電廠的應用將會擴大。

如果您有汙水要處理,我們可以幫助您找到成本最低的治汙辦法,

 
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