化學水處理工藝設計淺析

王霞芳

（新疆德藍股份有限公司上海分公司 上海 200082）

水是生命之源，在我們的日常生活中不可缺少，工業廢水的排放對水體造成極大的污染。隨著國家大力推行可持續發展，大眾越來越重視環保，對綠色環保理念越來越推崇。工業系統中的水質對設備（鍋爐、汽輪機）的安全、經濟有很大的影響，化學水處理工作的目的就是將自然水經過一系列處理之后，提高其品質，從而滿足設備運行的需要，避免設備結垢、積鹽以及腐蝕。筆者在本文中，對化學水處理工藝裝置設計進行了簡要的闡述。本裝置設計完全依照國家相關法律法規，結合國內外先進的處理技術，采用合理、成熟、先進、效率高、運行穩定可靠的處理工藝，降低工程造價及處理成本，具有低耗、高效、易操作、便管理等特點。

1 除鹽水工藝

1.1 除鹽水工藝比選

本除鹽水系統采用膜法和離子交換法相結合的方法，棄用了傳統工藝。因為膜法工藝和傳統工藝相比，有著更多的優勢，如表1所示。

表1 膜法工藝與傳統工藝比較

系統增用了反滲透工藝，相比離子交換工藝可大大減少酸堿消耗量，同時可以降低系統的自用水率。

1.2 除鹽水系統設備

系統中主要設備包括超濾、反滲透、陽床、陰床、混床等。(1)設置臥式多介質過濾器3臺，每臺過濾器包括6格過濾室，其中1格為反洗備用。(2)超濾裝置設置6套，每套超濾裝置配超濾膜元件44支。超濾膜選用強度高、抗污染性能好、反洗徹底方便、水利用率高的外壓超濾膜元件。(3)反滲透設備設置4套，反滲透系統水回收率約75%。濃水反滲透設備設置2套，濃水反滲透系統水回水率約65%。反滲透裝置分2組運行，每組2套。反滲透膜元件采用陶氏膜。高壓泵選用格蘭富，每套反滲透裝置設置1臺高壓泵。高壓泵采用變頻調節。反滲透系統運行按自動方式設計，控制系統納入除鹽水處理控制系統。(4)陽離子交換器、陰離子交換器各設置8臺。由于本項目制水量大，為了減少交換器數量，節約用地，陽、陰離子交換器采用浮動床，設置樹脂清洗罐各1套。陽、陰離子交換器各分2組運行，每組4臺。(5)混合離子交換器設置6臺，分2組運行，每組3臺。(6)設置2臺5000m3除鹽水箱，儲水量可供裝置使用約8h。

2 冷凝液處理工藝

2.1 冷凝水處理工藝比選

目前國內外主流的凝結水處理技術中除油除鐵工藝主要有以下兩種：一類是過濾介質吸附工藝，過濾介質將凝結水內的鐵和油吸附，吸附到一定程度后，過濾介質與吸附的雜質一起排掉；另一種方法為表面冷凝過濾器+精密過濾器+活性炭過濾器工藝，濾芯將凝結水中的乳化油和微小的三價鐵雜質吸附，吸附一定量的鐵雜質后，通過反洗將其除去，過濾器得到再生。表面冷凝過濾器內為濾芯，濾芯過濾精度5μm，截留油份和高價鐵；精密過濾器，過濾元件為大流量折疊濾芯，進一步截留油份和高價鐵。隨著雜質被截留的增多，表面冷凝過濾器和精密過濾器的進出水壓差逐漸升高，達到一定值時，停止運行；表面冷凝過濾器通過反沖洗使濾芯得以再生，以使吸附的雜質與過濾元件分離除去，完成后重新投入使用，精密過濾器的濾芯需進行更換。活性炭過濾器作為前兩級過濾器的保護，去除殘余的油分和高價鐵，保護離子交換系統的穩定運行。本化學水處理中，選用了第二種工藝。該工藝可設計為自動運行系統，進出口處設在線TOC檢測儀和電導率分析儀表，當生產裝置泄露，大量油質進入凝結水時，自控系統自動識別，將大量帶油的凝結水切出，保證過濾系統不受沖擊。凝結水回收為節能型項目，投資回收期短，可產生較好經濟和環境效益，符合國家的節能減排政策。

2.2 工藝冷凝液處理設備

系統中主要設備有板換、表面冷凝液過濾器、精密過濾器、活性炭過濾器等。(1)設置工藝冷凝液與成品除鹽水進行換熱的系統，以降低工藝冷凝液溫度。設置工藝冷凝液與成品除鹽水進行換熱的系統，板式熱交換器2臺。(2)設置6臺表面冷凝液過濾器、6臺精密過濾器和2臺活性炭過濾器。(3)設置2臺500m3工藝冷凝液水箱，儲水量可供裝置使用約2h。

2.3 透平冷凝液處理設備

透平冷凝液處理是為了去除冷凝液中的鐵等機械雜質和離子采用：除鐵過濾器-混床。系統中主要設備有板換、除鐵過濾器、混床等。(1)透平冷凝液正常溫度在50℃左右，但夏季最高溫度為70℃，進入離子交換系統前需要降溫至60℃以下，以滿足除鐵過濾器和陰樹脂對運行溫度的要求。為此設置透平冷凝液與循環冷卻水進行換熱的系統，板式熱交換器3臺。(2)由于透平冷凝液中鐵含量較高，設置4臺除鐵過濾器。(3)混合離子交換器設置6臺，1臺再生備用。(4)設置1臺2000m3透平冷凝液水箱，儲水量可供裝置使用約1h。

3 工藝合理性分析

總體而言，工藝流程分為預處理系統和主體工藝。對于除鹽水系統，進水主要來自伊犁河河水和超濾反洗水，其濁度和TDS較高，作為預處理采用多介質過濾器以降低水中的濁度，然后進入超濾裝置以進一步去除水中的膠體、細菌和細小顆粒等。為了降低投資及運行成本，采用預除鹽-一級除鹽-混床系統，有效的降低了運行中的廢酸堿排放，很好的保護了環境。對于透平冷凝液處理系統，有針對性的設置了除鐵過濾器和混床處理工藝。對于工藝冷凝液處理系統，根據冷凝液水質，設置了表面冷凝液過濾器、精密過濾器和活性炭過濾器作為預處理，并和除鹽水系統合用離子交換系統，進一步降低了成本。

4 工藝優勢分析

4.1 工藝先進性

(1)系統出水水質穩定，能夠滿足水質要求。(2)系統消耗的化學藥劑較少，運行成本較低。(3)系統環境污染少，符合國家對于環保的規定。(4)系統回收率高。

4.2 工藝適用性

由于超濾和反滲透都是通過壓力作用將水壓到淡水側，因此它們對水質有很強的適應性。能夠承受進水水質有較大的波動。另外隨著溫度和壓力的變化，超濾和反滲透的膜通量將有很大的變化，因此在處理能力方面有著一定的富余量。

5 結語

本化學水處理工藝設計綜合考慮原水的水質、水量特征，具有針對性較強、工藝技術先進、經濟安全的優勢，做到處理系統簡潔、處理效果好，出水穩定達標。本設計符合國家的相關法律法規，工藝合理、成熟、先進、效率高、運行穩定，并且成本低。在工藝選擇和工程設計時充分考慮氣候、季節變化對水質水量的影響，充分考慮水質隨時間延長的變化，采取可靠的保證措施，使處理站能長期、穩定運行。在處理站空地內進行必要的綠化，通過建筑裝飾使本水處理工程美觀實用，力求在滿足相關要求的前提下，實現優化設計，減少對周邊環境的影響，減少占地面積，節約項目投資。對主要的工藝環節采取自動控制和中央控制，降低管理工作量和運行控制的復雜程度，盡可能的減少由于人為操作對系統造成的影響，力求管理方便、安全可靠、經濟實用。

[1]張海濤.電廠化學水處理系統的優化設計[D].天津大學,2009.

[2]汪洋.火電機組化學水處理DCS系統應用研究[D].上海交通大學,2010.

[3]李亞瓊.電站化學水處理系統狀態維修決策研究[D].華北電力大學（北京）,2012

[4]曹鵬飛.電廠化學水處理系統的改造與實現[D].華東理工大學,2012.

[5]陳進生.大型火電廠化學水處理技術進展與應用探討[J].機電信息，2004，13:37-40.

[6]曲忠勇.電廠化學水處理技術應用分析[J].科技創新與應用,2014,02:96.