鍋爐補給水處理系統(tǒng)有機物污染及處理辦法

王暉　楊芳

摘 要 2011年6月份以來，某電廠鍋爐補給水系統(tǒng)混床出水電導率經(jīng)常超過0.20 S/cm，嚴重影響熱力設(shè)備安全經(jīng)濟運行。經(jīng)過對混床出水和原水的全分析，確定是由于原水中有機物含量較高所致。通過對預(yù)處理系統(tǒng)進行改造，混床出水電導率降至0.20 S/cm以下，達到了鍋爐補給水水質(zhì)標準。

關(guān)鍵詞 鍋爐補給水處理系統(tǒng) 有機物污染 活性炭過濾器

中圖分類號：U261 文獻標識碼：A

某電廠是以供熱為主的燃煤電廠，其鍋爐補給水系統(tǒng)為原水通過高效纖維過濾器后進入二級除鹽系統(tǒng)，水源為市政自來水和蒸汽冷凝液，市政自來水水源為九龍水庫。選擇高效纖維過濾器是因水庫水中膠體硅含量為1.34mg/L，2010年年底因九龍水庫水源不能滿足用量，自來水公司將取水水源更改為東風水庫，次年7月該電廠出現(xiàn)陰陽床周期出水量降低、陽樹脂破碎率高、混床出水電導率經(jīng)常超出0.20 S/cm的現(xiàn)象。

1補給水處理系統(tǒng)

該廠補給水處理系統(tǒng)為市政自來水及蒸汽冷凝液進入生水箱混合后，通過生水泵送至高效纖維過濾器入口，過濾后的清水進入雙室雙層浮動陽離子交換器后進入除碳器除二氧化碳，經(jīng)中間水泵將中間水箱水送至雙室雙層浮動陰離子交換器后進入混床，混床出水進入除鹽水箱，通過加氨調(diào)節(jié)pH后供熱力系統(tǒng)補水。陽床通過鈉離子含量確定失效，陰床和混床通過出口在線電導率表檢測結(jié)果確定失效。

2水質(zhì)異常的現(xiàn)象

最先出現(xiàn)的是高效纖維過濾器瞬時流量逐漸下降，反洗排水中有絮狀物，之后陽床、陰床、混床瞬時流量均有明顯下降，且陽床和陰床周期出水量有明顯下降，正洗時間明顯變長，最嚴重時陰床正洗時間約60分鐘，出水電導率才合格，陰床樹脂顏色變深。樹脂大反洗時發(fā)現(xiàn)倒脂時樹脂出現(xiàn)層狀聚團現(xiàn)象，樹脂不易倒出，排水中有絮狀物存在，陽樹脂破碎率明顯升高。陽床和陰床周期出水量下降約40%。混床出水電導升高，經(jīng)常超過0.20 S/cm，且混床出水pH偏低（約6.2），混床正洗時間明顯延長。通過對陽床、陰床和混床的檢修發(fā)現(xiàn)樹脂中有粘稠狀物質(zhì)存在，經(jīng)提取洗滌液后發(fā)現(xiàn)其為絮狀物質(zhì)。

3原因分析

3.1陽樹脂破碎率升高及周期出水量下降的分析

經(jīng)檢測，自來水來水中游離氯含量在0.2～2.0mg/L，該廠補給水處理系統(tǒng)沒有消除余氯的設(shè)備，陽樹脂受余氯氧化作用破碎率增高，失去部分交換能力，并受到污染，所以周期出水量下降。

3.2陰床正洗困難及周期出水量下降的分析

通過對陰床正洗排水采樣分析，排水中鈉離子含量較高是導致陰床正洗時間長的主要原因，通過進一步分析，懷疑陰樹脂受到了有機物的污染。

1989年孟祥利提出強堿有機物污染機理，包括物理和化學作用。

物理作用包括懸浮有機物的污染機理。有機物吸附在樹脂表面覆蓋一些離子交換功能基團，堵塞了所交換的離子向內(nèi)部擴散，而一般再生過程又不會被OH-取代，使樹脂交換容量下降。

化學作用主要是溶解有機物的污染。帶負電的有機物由離子交換代入樹脂微孔中用氫氧化鈉再生時，生成有機物的鈉鹽，有機物的體積增大使它更難從樹脂中分離。用反應(yīng)式表示如下：

RCOOH + NaOH→RCOONa + H2O

清洗時，它進行水解

RCOONa + H2O→RCOOH + NaOH

由于NaOH出現(xiàn)增加了出水電導率，延長了清洗時間。清洗水中的陰離子還會與樹脂發(fā)生交換，從而又損耗了交換容量。所以導致陰床正洗時間長、周期出水量下降。

3.3混床正洗時間長及出水電導率升高的分析

因陰床長時間收到有機物污染，陰床樹脂基本達到飽和狀態(tài)，陰床出水中有機物含量升高，混床中樹脂逐漸受到其污染，其原理與陰床相同。

若有機物進入熱力系統(tǒng)，將通過高溫分解出低分子有機酸，如甲酸，乙酸等，會造成爐水pH偏低，甚至酚酞堿度完全消失，爐水pH偏低將嚴重影響熱力設(shè)備安全運行。

4系統(tǒng)改造

經(jīng)過上述原因分析，目前該廠鍋爐補給水處理系統(tǒng)存在以下問題：

高效纖維過濾器是通過壓實濾料后對水中機械雜質(zhì)進行深層過濾，同時由于纖維束的靜電作用會吸附帶有相反電荷的膠體和有機物，由于反洗時無法消除纖維束自身產(chǎn)生的靜電，因此很難清洗干凈，從而污染逐步加重，壓差逐步增大，濾速逐步下降。因纖維束污染的原因，過濾效果越來越差，大量絮狀物進入陽床，陽床便成了過濾器，隨著截留下來的污染物越來越多，陽床出力越來越低。同時水廠為控制有機物和細菌含量，在水中添加氧化劑二氧化氯，水中殘余氯含量較高，當遇到強酸陽樹脂后會對其產(chǎn)生氧化作用，樹脂被氧化后骨架斷裂、樹脂破碎，樹脂破碎后陽床阻力進一步增大，流速進一步降低。陽樹脂氧化后的分解產(chǎn)物同樣是有機成分，致使系統(tǒng)出水不合格。

為解決原水中有機物及游離氯的問題，該廠對高效纖維過濾器進行了改造，首先在高效纖維過濾器下封頭處裝填活性炭濾包，同時在擴建端新建4臺直徑3.2米的活性炭過濾器，新建活性炭過濾器投運后，逐步將原有高效纖維過濾器的活動孔板拆除，在固定孔板上增設(shè)濾網(wǎng)，在填料室添裝活性炭濾料，在下封頭處添裝石英砂墊層。

5改造后的情況

根據(jù)改造前后的試驗情況，改造前陽床入口殘余氯隨工業(yè)水變化在0.06～1.2mg/L，TOC在4～5mg/L以上，改造后陽床入口殘余氯可控制在<0.1 mg/L，TOC在2.0mg/L以下，混床出口水電導率降至0.08 S/cm。改造后減少過濾器和交換器大反洗次數(shù)，年節(jié)約用水量約15.4萬噸，改造后各交換器出水指標和周期出水量恢復至正常狀態(tài)，樹脂使用壽命亦恢復至正常，同時也保證了熱力設(shè)備的安全經(jīng)濟運行。

參考文獻

[1] 孟祥利.水中有機物與電廠水處理工作[J].吉林電力，1989.

[2] 劉國平.鍋爐補充水中有機物去除[J].工業(yè)水處理，1984.endprint