论火力发电厂锅炉补给水处理的废水如何做到深度减排

2020-01-17范铭

探索科学(学术版) 2019年8期

范铭

西柏坡发电有限责任公司河北石家庄 050000

在火力发电厂中,除盐水进入锅炉,吸收燃料(煤、石油或者天然气等)燃烧产生热能,转变为蒸汽,导入汽轮机产生机械能,通过蒸汽的做功,带动发电机将机械能转变为电能。当蒸汽各种损耗和做功后,需要及时向机组补充新的给水以满足正常运转,故而用来补充锅炉汽水损失的水,就称为锅炉补给水。

锅炉补给水处理的主要任务是通过供给充足、质量合格的除盐水,保证机组的安全、经济运行。

随着社会对环境保护的日益提高,对火电厂的废水排放要求愈来愈严,如何做到减少废水排放,提高回收再利用,降低高盐废水对环境的污染,以满足社会对企业提出的更高要求和标准,成为了迫在眉睫并亟待解决的问题。

现就我厂补给水的现状,通过实验对比和分项治理,将锅炉补给水的废水排放进一步做到深度减排和回收再利用,作一一阐述。

一、系统流程

原水(生水)→生水池→生水泵→机械搅拌澄清池→无阀滤池→清水箱→清水泵→盘式过滤器→超滤组件→超滤水箱→超滤出水输送泵→反渗透保安过滤器→高压泵→反渗透组件→淡水箱→淡水泵→逆流再生阳离子交换器→除碳器→中→间水箱→中间水泵→逆流再生阴离子交换器→混合离子交换器→除盐水箱→除盐水泵→主厂房

二、废水减排

在除盐水的生产过程中,产生废水的主要设备是超滤反洗排放水、反渗透浓水排放、除盐系统正洗水和再生废水。

电厂的超滤系统由超滤装置、超滤输送泵、超滤反洗装置和加药系统、超滤水箱等组成。在运行过程中,超滤采用全量过滤方式运行,运行模式为“过滤—反洗—过滤—反洗”的循环往复,反洗过程中,次氯酸钠计量泵自动投入运行。反洗用水来自超滤水箱,因为反洗水中加入了次氯酸钠溶液,所以反洗超滤装置的同时,也起到了消毒作用。反洗水排放至生水池,通过生水泵打入工业废水污泥浓缩池,经过沉淀,清水进入公用水池至除尘动力水箱,排放至厂区冲灰或煤场喷洒,绿地浇花等用项。

超滤运行过程中,每30分钟设置自动反洗一次,反洗时间3分20秒。现通过实验对比,将反洗时间间隔延长,减少反洗水的排放。实验数据如下：

实验看出,进出水压力和产水浊度仅有轻微的变化,满足延长条件,所以将超滤反洗时间延长至90分钟,减少反洗次数,达到降低废水排放的目的。

因废水水质较好,化学小组通过向厂部提出设备异动,将超滤反洗废水由原来的排放至工业废水改动为排放至凉水塔,作为循环水补充水再利用。减少废水排放的同时,提高了废水回收利用率。

在预处理工艺中,超滤出水水质要求SDI＜2,胶体去除率＞98%。出水经超滤水箱进入RO反渗透膜反应,进一步净化处理。

反渗透膜在过滤时,水中的绝大部分盐类保留在浓水中,导致浓水含盐量上升,例如水的回收率为75%即进水经反渗透浓缩后其体积减少到原来的25%时,浓水中盐的浓度也大致增加至进水的4倍。盐类的这种浓缩是反渗透结垢的主要原因。反渗透结垢的主要物质是难溶盐。防止反渗透膜结垢的方法主要有：加酸防止CaCO3垢生成法、加阻垢剂防垢法。我厂采用后者,经严密计算,当一套反渗透运行时,启动一台阻垢剂加药泵,冲程至30%;启动两套反渗透,冲程至60%;启动三套反渗透,冲程至100%.能够满足反渗透运行条件。在运行过程中,随时进行阻垢剂加药的调整和监督,是保证反渗透正常运行的必要条件。

反渗透出水的淡浓比为3：1,当淡水量大时,水浓缩率高,易造成膜的结垢堵塞,当浓水量大时,又造成大量废水排放,造成了水质的浪费和环境污染。故而在运行过程中,不仅要调整阻垢剂加药量,也要对产水浓水的排放量及时进行监督,是保证反渗透系统废水减排的有效手段。

水经反渗透预除盐后,除去了绝大部分的溶解盐类,但还有大约10%左右的溶解盐类尚未除尽,作为锅炉补给水,需要进一步进行深度除盐处理。

深度除盐采用的是离子交换法,有一级除盐和混床组成。离子交换树脂在水分子的作用下,有向水中扩散的倾向,从而使树脂活性基团上留有与可交换离子相反的电荷,形成正的或负的电场,由于异性电荷的吸引力而抑制了可交换离子的进一步扩散。使水中的离子吸附在树脂上,从而达到除盐的目的。在除盐系统的投入运行过程中,产生废水的步骤是床体正洗排水至合格的这一段时间,通过正洗,将除盐系统内废水产物及时排出,达到排出的水质符合水质标准后,投入运行。我们对系统正常投运前的冲洗废水,也就是正洗水,进行减排。步骤如下：启动一级除盐阳床正洗5分钟,测Na+含量符合投运条件,投入运行,对阴床进行正洗冲洗,先投运进水门和正洗水门,5分钟后投运正洗出水电导表,很快冲洗合格可以投运。相比直接串洗一级除盐,要节省大约10-15分钟,每次投洗节水约20吨。

提高离子交换树脂的工作交换容量,减少再生次数,也是深度减排的内容。影响工作层交换容量的因素也有很多,如再生剂量、来水水质、树脂种类、树脂颗粒大小、数量,进入树脂层的流速以及水温等等。再生时的反洗水可以通过回收再利用。进酸碱、置换的高盐废水排入工业废水,通过调整PH 至合格排放。正洗水在正洗初期可排入废水池,正洗后期可回收利用,达到合理的废水综合利用率。