王暉　楊芳

摘 要 2011年6月份以來(lái)，某電廠鍋爐補(bǔ)給水系統(tǒng)混床出水電導(dǎo)率經(jīng)常超過(guò)0.20 S/cm，嚴(yán)重影響熱力設(shè)備安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。經(jīng)過(guò)對(duì)混床出水和原水的全分析，確定是由于原水中有機(jī)物含量較高所致。通過(guò)對(duì)預(yù)處理系統(tǒng)進(jìn)行改造，混床出水電導(dǎo)率降至0.20 S/cm以下，達(dá)到了鍋爐補(bǔ)給水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。

關(guān)鍵詞 鍋爐補(bǔ)給水處理系統(tǒng) 有機(jī)物污染 活性炭過(guò)濾器

中圖分類號(hào)：U261 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

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

1補(bǔ)給水處理系統(tǒng)

該廠補(bǔ)給水處理系統(tǒng)為市政自來(lái)水及蒸汽冷凝液進(jìn)入生水箱混合后，通過(guò)生水泵送至高效纖維過(guò)濾器入口，過(guò)濾后的清水進(jìn)入雙室雙層浮動(dòng)陽(yáng)離子交換器后進(jìn)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(dòng)陰離子交換器后進(jìn)入混床，混床出水進(jìn)入除鹽水箱，通過(guò)加氨調(diào)節(jié)pH后供熱力系統(tǒng)補(bǔ)水。陽(yáng)床通過(guò)鈉離子含量確定失效，陰床和混床通過(guò)出口在線電導(dǎo)率表檢測(cè)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(guò)濾器瞬時(shí)流量逐漸下降，反洗排水中有絮狀物，之后陽(yáng)床、陰床、混床瞬時(shí)流量均有明顯下降，且陽(yáng)床和陰床周期出水量有明顯下降，正洗時(shí)間明顯變長(zhǎng)，最嚴(yán)重時(shí)陰床正洗時(shí)間約60分鐘，出水電導(dǎo)率才合格，陰床樹(shù)脂顏色變深。樹(shù)脂大反洗時(shí)發(fā)現(xiàn)倒脂時(shí)樹(shù)脂出現(xiàn)層狀聚團(tuán)現(xiàn)象，樹(shù)脂不易倒出，排水中有絮狀物存在，陽(yáng)樹(shù)脂破碎率明顯升高。陽(yáng)床和陰床周期出水量下降約40%?；齑渤鏊妼?dǎo)升高，經(jīng)常超過(guò)0.20 S/cm，且混床出水pH偏低（約6.2），混床正洗時(shí)間明顯延長(zhǎng)。通過(guò)對(duì)陽(yáng)床、陰床和混床的檢修發(fā)現(xiàn)樹(shù)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(yáng)樹(shù)脂破碎率升高及周期出水量下降的分析

經(jīng)檢測(cè)，自來(lái)水來(lái)水中游離氯含量在0.2～2.0mg/L，該廠補(bǔ)給水處理系統(tǒng)沒(méi)有消除余氯的設(shè)備，陽(yáng)樹(shù)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(guò)對(duì)陰床正洗排水采樣分析，排水中鈉離子含量較高是導(dǎo)致陰床正洗時(shí)間長(zhǎng)的主要原因，通過(guò)進(jìn)一步分析，懷疑陰樹(shù)脂受到了有機(jī)物的污染。

1989年孟祥利提出強(qiáng)堿有機(jī)物污染機(jī)理，包括物理和化學(xué)作用。

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

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

RCOOH + NaOH→RCOONa + H2O

清洗時(shí)，它進(jìn)行水解

RCOONa + H2O→RCOOH + NaOH

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

3.3混床正洗時(shí)間長(zhǎng)及出水電導(dǎo)率升高的分析

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

若有機(jī)物進(jìn)入熱力系統(tǒng)，將通過(guò)高溫分解出低分子有機(jī)酸，如甲酸，乙酸等，會(huì)造成爐水pH偏低，甚至酚酞堿度完全消失，爐水pH偏低將嚴(yán)重影響熱力設(shè)備安全運(yùn)行。

4系統(tǒng)改造

經(jīng)過(guò)上述原因分析，目前該廠鍋爐補(bǔ)給水處理系統(tǒng)存在以下問(wèn)題：

高效纖維過(guò)濾器是通過(guò)壓實(shí)濾料后對(duì)水中機(jī)械雜質(zhì)進(jìn)行深層過(guò)濾，同時(shí)由于纖維束的靜電作用會(huì)吸附帶有相反電荷的膠體和有機(jī)物，由于反洗時(shí)無(wú)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(guò)濾效果越來(lái)越差，大量絮狀物進(jìn)入陽(yáng)床，陽(yáng)床便成了過(guò)濾器，隨著截留下來(lái)的污染物越來(lái)越多，陽(yáng)床出力越來(lái)越低。同時(shí)水廠為控制有機(jī)物和細(xì)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(dāng)遇到強(qiáng)酸陽(yáng)樹(shù)脂后會(huì)對(duì)其產(chǎn)生氧化作用，樹(shù)脂被氧化后骨架斷裂、樹(shù)脂破碎，樹(shù)脂破碎后陽(yáng)床阻力進(jìn)一步增大，流速進(jìn)一步降低。陽(yáng)樹(shù)脂氧化后的分解產(chǎn)物同樣是有機(jī)成分，致使系統(tǒng)出水不合格。

為解決原水中有機(jī)物及游離氯的問(wèn)題，該廠對(duì)高效纖維過(guò)濾器進(jìn)行了改造，首先在高效纖維過(guò)濾器下封頭處裝填活性炭濾包，同時(shí)在擴(kuò)建端新建4臺(tái)直徑3.2米的活性炭過(guò)濾器，新建活性炭過(guò)濾器投運(yùn)后，逐步將原有高效纖維過(guò)濾器的活動(dòng)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(yàn)情況，改造前陽(yáng)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(yáng)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(dǎo)率降至0.08 S/cm。改造后減少過(guò)濾器和交換器大反洗次數(shù)，年節(jié)約用水量約15.4萬(wàn)噸，改造后各交換器出水指標(biāo)和周期出水量恢復(fù)至正常狀態(tài)，樹(shù)脂使用壽命亦恢復(fù)至正常，同時(shí)也保證了熱力設(shè)備的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。

參考文獻(xiàn)

[1] 孟祥利.水中有機(jī)物與電廠水處理工作[J].吉林電力，1989.

[2] 劉國(guó)平.鍋爐補(bǔ)充水中有機(jī)物去除[J].工業(yè)水處理，1984.endprint