燃機(jī)電廠廢水零排放MVR系統(tǒng)蒸瘤水水質(zhì)異常分析及處理方案

關(guān)鍵詞：廢水；零排放；蒸發(fā)結(jié)晶；MVR；蒸餾水；水質(zhì)劣化

中圖分類號(hào)：X703 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1671-0797（2025）16-0054-03

D0l：10.19514/j.cnki.cn32-1628/tm.2025.16.014

0 引言

根據(jù)環(huán)保形勢(shì)的發(fā)展，各火電廠在運(yùn)營(yíng)過(guò)程中均制定有本廠的廢水治理計(jì)劃，據(jù)此積極有序開展廢水深度治理工作，以實(shí)現(xiàn)廠內(nèi)廢水零排放[]。惠州某燃機(jī)電廠根據(jù)本廠廢水排放情況，制定并實(shí)施了廢水零排放改造項(xiàng)目，主要系統(tǒng)包括濃縮減量系統(tǒng)、蒸發(fā)結(jié)晶系統(tǒng)、含油廢水處理系統(tǒng)、污泥濃縮處理系統(tǒng)，該項(xiàng)目主體工程于2021年年底順利通過(guò)168h試運(yùn)行，由化學(xué)運(yùn)行人員負(fù)責(zé)日常運(yùn)行監(jiān)督管理。

1 系統(tǒng)概述

該燃機(jī)電廠全廠用、排水系統(tǒng)優(yōu)化后，最終廢水進(jìn)入末端廢水處理車間，先經(jīng)過(guò)濃縮減量單元，即一體化澄清器、多介質(zhì)過(guò)濾器、超濾、反滲透等系統(tǒng)濃縮處理，產(chǎn)水收集至淡水箱，而濃水則進(jìn)入蒸發(fā)結(jié)晶系統(tǒng)（MVR）處理，MVR系統(tǒng)蒸發(fā)冷凝產(chǎn)生的蒸餾水亦回收至淡水箱，經(jīng)由淡水輸送泵回收至二期超濾產(chǎn)水母管，系統(tǒng)產(chǎn)生的工業(yè)雜鹽經(jīng)干燥包裝后外運(yùn)[2]。

2 事件經(jīng)過(guò)

2022年2月28日，白班化學(xué)值班員監(jiān)盤發(fā)現(xiàn)二期超濾產(chǎn)水母管濁度由0.10NTU上漲至 0.85ΔNTU ，因二期4套超濾裝置均未運(yùn)行，初步判斷濁度儀表系因無(wú)水樣而測(cè)量不準(zhǔn)。

3月1日，值班員再次發(fā)現(xiàn)，#6超濾運(yùn)行中，二期超濾產(chǎn)水母管濁度由0.11NTU迅速上升至1.7NTU，對(duì)此次超濾產(chǎn)水濁度異常上漲，化學(xué)人員進(jìn)行了以下的事件分析。

3 事件分析

3.1 濁度異常分析

二期超濾產(chǎn)水母管前級(jí)水源有：1）二期4套超濾裝置的產(chǎn)水；2廢水零排放末端車間淡水箱的清水，經(jīng)由淡水輸送泵打至二期超濾產(chǎn)水母管。

3.1.1 二期超濾產(chǎn)水排查

第二次發(fā)現(xiàn)濁度上升時(shí)，從濁度儀處取樣化驗(yàn)濁度為1.72NTU，排除儀表故障的可能；從#6超濾產(chǎn)水管取樣化驗(yàn)濁度為0.15NTU（正常 lt;0.2 NTU），可排除超濾膜故障的可能[3]。

3.1.2 末端車間淡水箱水質(zhì)排查

手工化驗(yàn)淡水箱水質(zhì)，結(jié)果為濁度： 10.6NTU pH：9.77 ；電導(dǎo)： 5.02mS/cm 。其中，濁度、電導(dǎo)遠(yuǎn)大于末端反滲透產(chǎn)水標(biāo)準(zhǔn)。為進(jìn)一步確認(rèn)該原因進(jìn)行了小型試驗(yàn)，停止二期超濾運(yùn)行，同時(shí)人工運(yùn)行濃縮RO淡水輸送泵往過(guò)濾水箱打水 20min ，結(jié)果發(fā)現(xiàn)二期超濾產(chǎn)水濁度由0.09NTU上漲至1.47NTU，證實(shí)了淡水箱水質(zhì)劣化導(dǎo)致了二期超濾產(chǎn)水母管濁度上漲[4]。

3.2 末端車間淡水箱水質(zhì)劣化分析

末端車間淡水箱前級(jí)水源有：1）末端反滲透產(chǎn)水；2）MVR系統(tǒng)蒸餾水回水。

3.2.1 末端反滲透水質(zhì)排查

手工化驗(yàn)反滲透產(chǎn)水濁度 0.10NTU ，電導(dǎo)僅為230μS/cm ，均在合格范圍之內(nèi)，故可排除末端反滲透產(chǎn)水水質(zhì)劣化的可能。

3.2.2MVR系統(tǒng)蒸餾水水質(zhì)排查

人工取樣分析MVR系統(tǒng)蒸餾水箱濁度：3.45NTU；電導(dǎo)： 1.16mS/cm 。水質(zhì)情況遠(yuǎn)超正常范圍，故可以基本判斷MVR系統(tǒng)蒸餾水水質(zhì)劣化污染末端車間淡水箱水質(zhì)，從而進(jìn)一步污染二期超濾產(chǎn)水水質(zhì)。

3月4日，MVR系統(tǒng)啟動(dòng)運(yùn)行，人工再次取樣蒸餾水罐濁度：516NTU；電導(dǎo)： 17.56mS/cm;pH;10.06 另外取樣分析淡水箱濁度：35.2NTU；電導(dǎo)： 13.25mS/cm 。通過(guò)此次化驗(yàn)，進(jìn)一步確定此次事件的直接原因是蒸餾水水質(zhì)劣化，因此，將事件排查重點(diǎn)放在了MVR的蒸餾水回用系統(tǒng)。

3.3 蒸餾水水質(zhì)劣化分析

3.3.1 蒸餾水系統(tǒng)流程

低壓蒸汽或二次蒸汽經(jīng)壓縮機(jī)壓縮后進(jìn)入蒸發(fā)器放熱后冷凝成水，由于溫度還較高，為了回收熱源，將蒸汽冷凝產(chǎn)生的冷凝水排入蒸餾水罐，通過(guò)蒸餾水泵打入板式換熱器進(jìn)行物料預(yù)熱，換熱后輸送至末端車間淡水箱。而二次蒸汽在壓縮機(jī)腔體內(nèi)也會(huì)產(chǎn)生部分冷凝水，通過(guò)壓縮機(jī)進(jìn)口底部的排污閥排入冷凝水罐，當(dāng)冷凝水罐液位高時(shí)，將通過(guò)冷凝水泵打至蒸餾水罐。蒸餾水系統(tǒng)流程示意圖如圖1所示。

從蒸餾水系統(tǒng)流程可以推測(cè)，造成蒸餾水水質(zhì)污染主要有以下兩點(diǎn)可能：1）蒸發(fā)器列管內(nèi)漏，物料通過(guò)蒸汽冷凝管路竄入蒸餾水罐；2）二次蒸汽發(fā)生泡沫攜帶，物料跟隨泡沫進(jìn)入蒸餾水系統(tǒng)，造成水質(zhì)劣化。

3.3.2 蒸發(fā)器內(nèi)漏排查

由于MVR系統(tǒng)蒸發(fā)器為列管式，在生蒸汽或二次蒸汽進(jìn)入蒸發(fā)器進(jìn)行換熱時(shí)，一旦列管發(fā)生泄漏，物料將竄入蒸汽側(cè)，從而影響換熱效果和冷凝水質(zhì)。為判斷上述問(wèn)題進(jìn)行試驗(yàn)，斷開生蒸汽供應(yīng)，停運(yùn)MVR系統(tǒng)，同時(shí)觀察蒸餾水罐液位和結(jié)晶分離器液位變化情況，若蒸發(fā)器列管有泄漏，蒸餾水罐液位將顯著上升，而結(jié)晶分離器液位將有所下降。經(jīng)過(guò) 24h 的靜態(tài)試驗(yàn)，蒸餾水罐液位和結(jié)晶分離器液位均沒(méi)有明顯變化，故可排除蒸發(fā)器內(nèi)漏的可能性。

3.3.3 二次蒸汽污染排查

為排查二次蒸汽污染情況，在MVR系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，人工取樣分析冷凝水罐水質(zhì)，結(jié)果濁度：201NTU；電導(dǎo)： 59.1mS/cm 。水質(zhì)劣化嚴(yán)重，接近于結(jié)晶分離器內(nèi)的物料指標(biāo)。從分離器頂部窺視窗觀察，液位上部泡沫較多，初步懷疑泡沫攜帶嚴(yán)重造成水質(zhì)劣化。

4 故障處理

為減少泡沫攜帶，進(jìn)行了以下兩點(diǎn)處理：1間斷性往結(jié)晶分離器內(nèi)投加消泡劑，以此減少泡沫的產(chǎn)生；2）間斷性啟動(dòng)結(jié)晶分離器外置除沫器噴淋，破除系統(tǒng)產(chǎn)生的泡沫并通過(guò)底部回流管進(jìn)行回收。系統(tǒng)運(yùn)行24h后，再次取樣分析蒸餾水罐水質(zhì)，結(jié)果如下：濁度115NTU，電導(dǎo) 2.74mS/cm ，水質(zhì)雖有好轉(zhuǎn)，但還是不能滿足正常出水要求。

圖1蒸餾水系統(tǒng)流程示意圖

在進(jìn)一步排查除沫器噴淋、回收泡沫效果時(shí)發(fā)現(xiàn)，除沫器內(nèi)有懸濁液體沒(méi)過(guò)底部窺視窗位置，這屬于異常現(xiàn)象。除沫器投入運(yùn)行時(shí)，通過(guò)頂部噴淋破除蒸汽攜帶的泡沫，而泡沫破裂后形成的液體和噴淋水一起通過(guò)底部回流管排放至結(jié)晶分離內(nèi)部，故除沫器正常運(yùn)行時(shí)內(nèi)部為空罐，僅有蒸汽流通，而此次發(fā)現(xiàn)內(nèi)部有較多液體儲(chǔ)存，則最大可能便是底部回流管堵塞。對(duì)此，要求檢修對(duì)除沫器及其底部回流管進(jìn)行拆檢。

3月12日，拆檢后發(fā)現(xiàn)，除沫器底部回流管有大量異物堵塞（現(xiàn)場(chǎng)拆解圖片如圖2、圖3所示），造成排水不暢，泡沫攜帶物料在除沫器內(nèi)聚集，除沫器滿水后溢流至壓縮機(jī)進(jìn)氣管，通過(guò)壓縮機(jī)腔體內(nèi)底部排水管進(jìn)入冷凝水罐，冷凝水罐液位高時(shí)又啟泵輸送至蒸餾水罐，從而污染蒸餾水水質(zhì)。

圖2除沫器內(nèi)部堵塞

圖3除沫器底部回流管堵塞

經(jīng)過(guò)檢修處理，除沫器底部和管道內(nèi)的異物徹底清理干凈，并通過(guò)進(jìn)水試運(yùn)設(shè)備及管道流路通暢。3月18日，MVR系統(tǒng)再次啟動(dòng)運(yùn)行，取樣分析冷凝水罐、蒸餾水罐水質(zhì)情況，結(jié)果如下：冷凝水電導(dǎo)2.01mS/cm. 、濁度98NTU，蒸餾水電導(dǎo) 278μS/cm 、濁度1.41NTU，基本恢復(fù)正常水質(zhì)情況，證明此次設(shè)備故障得到最終解決。

5 結(jié)束語(yǔ)

此次事件起因?yàn)槎诔瑸V母管濁度異常超標(biāo)，經(jīng)過(guò)多項(xiàng)分析排查，發(fā)現(xiàn)事故直接原因?yàn)檎舭l(fā)結(jié)晶系統(tǒng)（MVR）產(chǎn)生的蒸餾水水質(zhì)劣化，根本原因?yàn)槌鞯撞渴杷芏氯麑?dǎo)致泡沫攜帶料液進(jìn)入蒸餾水系統(tǒng)造成污染。本次事件發(fā)生后，增加了蒸餾水罐、轉(zhuǎn)料泵出口等日常定點(diǎn)取樣和化驗(yàn)分析，同時(shí)增加了現(xiàn)場(chǎng)巡檢工作和在線表計(jì)的定時(shí)抄表工作，以便水質(zhì)異常時(shí)及早發(fā)現(xiàn)和干預(yù)。本文也為后續(xù)類似系統(tǒng)故障提供了事故分析排查的經(jīng)驗(yàn)。

廢水零排放屬于新增設(shè)備，其系統(tǒng)流路較為復(fù)雜，且與廠內(nèi)原有系統(tǒng)多有交集，日常運(yùn)行過(guò)程中發(fā)現(xiàn)異常需多方面進(jìn)行原因排查分析，同時(shí)通過(guò)運(yùn)行試驗(yàn)或化驗(yàn)分析加以佐證，才能較快地找到事故原因，縮短設(shè)備檢修停運(yùn)時(shí)長(zhǎng)，減少經(jīng)濟(jì)損失。

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