論火力發電廠鍋爐補給水處理的廢水如何做到深度減排

范 銘

西柏坡發電有限責任公司 河北 石家莊 050000

在火力發電廠中,除鹽水進入鍋爐,吸收燃料(煤、石油或者天然氣等)燃燒產生熱能,轉變為蒸汽,導入汽輪機產生機械能,通過蒸汽的做功,帶動發電機將機械能轉變為電能。當蒸汽各種損耗和做功后,需要及時向機組補充新的給水以滿足正常運轉,故而用來補充鍋爐汽水損失的水,就稱為鍋爐補給水。

鍋爐補給水處理的主要任務是通過供給充足、質量合格的除鹽水,保證機組的安全、經濟運行。

隨著社會對環境保護的日益提高,對火電廠的廢水排放要求愈來愈嚴,如何做到減少廢水排放,提高回收再利用,降低高鹽廢水對環境的污染,以滿足社會對企業提出的更高要求和標準,成為了迫在眉睫并亟待解決的問題。

現就我廠補給水的現狀,通過實驗對比和分項治理,將鍋爐補給水的廢水排放進一步做到深度減排和回收再利用,作一一闡述。

一、系統流程

原水(生水)→生水池→生水泵→機械攪拌澄清池→無閥濾池→清水箱→清水泵→盤式過濾器→超濾組件→超濾水箱→超濾出水輸送泵→反滲透保安過濾器→高壓泵→反滲透組件→淡水箱→淡水泵→逆流再生陽離子交換器→除碳器→中→間水箱→中間水泵→逆流再生陰離子交換器→混合離子交換器→除鹽水箱→除鹽水泵→主廠房

二、廢水減排

在除鹽水的生產過程中,產生廢水的主要設備是超濾反洗排放水、反滲透濃水排放、除鹽系統正洗水和再生廢水。

電廠的超濾系統由超濾裝置、超濾輸送泵、超濾反洗裝置和加藥系統、超濾水箱等組成。在運行過程中,超濾采用全量過濾方式運行,運行模式為“過濾—反洗—過濾—反洗”的循環往復,反洗過程中,次氯酸鈉計量泵自動投入運行。反洗用水來自超濾水箱,因為反洗水中加入了次氯酸鈉溶液,所以反洗超濾裝置的同時,也起到了消毒作用。反洗水排放至生水池,通過生水泵打入工業廢水污泥濃縮池,經過沉淀,清水進入公用水池至除塵動力水箱,排放至廠區沖灰或煤場噴灑,綠地澆花等用項。

超濾運行過程中,每30分鐘設置自動反洗一次,反洗時間3分20秒。現通過實驗對比,將反洗時間間隔延長,減少反洗水的排放。實驗數據如下：

實驗看出,進出水壓力和產水濁度僅有輕微的變化,滿足延長條件,所以將超濾反洗時間延長至90分鐘,減少反洗次數,達到降低廢水排放的目的。

因廢水水質較好,化學小組通過向廠部提出設備異動,將超濾反洗廢水由原來的排放至工業廢水改動為排放至涼水塔,作為循環水補充水再利用。減少廢水排放的同時,提高了廢水回收利用率。

在預處理工藝中,超濾出水水質要求SDI＜2,膠體去除率＞98%。出水經超濾水箱進入RO反滲透膜反應,進一步凈化處理。

反滲透膜在過濾時,水中的絕大部分鹽類保留在濃水中,導致濃水含鹽量上升,例如水的回收率為75%即進水經反滲透濃縮后其體積減少到原來的25%時,濃水中鹽的濃度也大致增加至進水的4倍。鹽類的這種濃縮是反滲透結垢的主要原因。反滲透結垢的主要物質是難溶鹽。防止反滲透膜結垢的方法主要有：加酸防止CaCO3垢生成法、加阻垢劑防垢法。我廠采用后者,經嚴密計算,當一套反滲透運行時,啟動一臺阻垢劑加藥泵,沖程至30%;啟動兩套反滲透,沖程至60%;啟動三套反滲透,沖程至100%.能夠滿足反滲透運行條件。在運行過程中,隨時進行阻垢劑加藥的調整和監督,是保證反滲透正常運行的必要條件。

反滲透出水的淡濃比為3：1,當淡水量大時,水濃縮率高,易造成膜的結垢堵塞,當濃水量大時,又造成大量廢水排放,造成了水質的浪費和環境污染。故而在運行過程中,不僅要調整阻垢劑加藥量,也要對產水濃水的排放量及時進行監督,是保證反滲透系統廢水減排的有效手段。

水經反滲透預除鹽后,除去了絕大部分的溶解鹽類,但還有大約10%左右的溶解鹽類尚未除盡,作為鍋爐補給水,需要進一步進行深度除鹽處理。

深度除鹽采用的是離子交換法,有一級除鹽和混床組成。離子交換樹脂在水分子的作用下,有向水中擴散的傾向,從而使樹脂活性基團上留有與可交換離子相反的電荷,形成正的或負的電場,由于異性電荷的吸引力而抑制了可交換離子的進一步擴散。使水中的離子吸附在樹脂上,從而達到除鹽的目的。在除鹽系統的投入運行過程中,產生廢水的步驟是床體正洗排水至合格的這一段時間,通過正洗,將除鹽系統內廢水產物及時排出,達到排出的水質符合水質標準后,投入運行。我們對系統正常投運前的沖洗廢水,也就是正洗水,進行減排。步驟如下：啟動一級除鹽陽床正洗5分鐘,測Na+含量符合投運條件,投入運行,對陰床進行正洗沖洗,先投運進水門和正洗水門,5分鐘后投運正洗出水電導表,很快沖洗合格可以投運。相比直接串洗一級除鹽,要節省大約10-15分鐘,每次投洗節水約20噸。

提高離子交換樹脂的工作交換容量,減少再生次數,也是深度減排的內容。影響工作層交換容量的因素也有很多,如再生劑量、來水水質、樹脂種類、樹脂顆粒大小、數量,進入樹脂層的流速以及水溫等等。再生時的反洗水可以通過回收再利用。進酸堿、置換的高鹽廢水排入工業廢水,通過調整PH 至合格排放。正洗水在正洗初期可排入廢水池,正洗后期可回收利用,達到合理的廢水綜合利用率。

三、小結

綜上所述,在整個鍋爐補給水處理過程中,預處理的反洗排水和濃水排放,通過實驗和數據對比進行了深度減排。針對除鹽系統的再生及正常運行過程廢水排放,通過調整運行手段,采取有效控制,達到了減排的目的。