李宏峰

(吉林工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院,吉林 吉林 132012)

電廠化學(xué)水處理技術(shù)是指利用化學(xué)方法對(duì)電廠的進(jìn)水和循環(huán)水進(jìn)行處理,以達(dá)到保護(hù)設(shè)備安全運(yùn)行、提高發(fā)電效率和保護(hù)環(huán)境的目的。電廠的進(jìn)水和循環(huán)水中含有各種雜質(zhì)和有害物質(zhì),如果不經(jīng)過(guò)處理直接使用,會(huì)對(duì)鍋爐、水冷壁等造成腐蝕、堵塞等問(wèn)題,甚至引起爆管,影響電廠的正常運(yùn)行。因此,電廠化學(xué)水處理技術(shù)在電力行業(yè)中具有重要的意義。

1 電廠化學(xué)水處理技術(shù)的概述

1.1 水處理工藝的分類(lèi)

水處理工藝可以根據(jù)處理方法和工藝流程的不同進(jìn)行分類(lèi)。常見(jiàn)的水處理工藝包括物理處理、化學(xué)處理和生物處理等。物理處理主要通過(guò)過(guò)濾、沉淀和吸附等方法來(lái)去除水中的懸浮物、雜質(zhì)和顆粒物等?；瘜W(xué)處理主要通過(guò)添加化學(xué)藥劑來(lái)去除水中的溶解物、微生物和重金屬等。生物處理主要通過(guò)利用微生物的作用來(lái)降解和去除水中的有機(jī)物和氮、磷等[1]。

1.2 水處理工藝的選擇原則

在選擇合適的水處理工藝時(shí),需要考慮以下幾個(gè)方面的因素:水源的特點(diǎn)、水質(zhì)要求、處理工藝的可行性和經(jīng)濟(jì)性等。首先,需要了解水源的特點(diǎn),包括水的來(lái)源、水質(zhì)的組成和水的特性等。其次,需要確定水質(zhì)的要求,包括對(duì)懸浮物、溶解物、微生物和重金屬等的要求。然后,需要評(píng)估不同處理工藝的可行性,包括工藝流程、設(shè)備要求和操作難度等。最后,需要綜合考慮處理工藝的經(jīng)濟(jì)性,包括投資成本、運(yùn)行成本和維護(hù)成本等。

1.3 電廠化學(xué)水處理技術(shù)的發(fā)展歷程

電廠化學(xué)水處理技術(shù)的發(fā)展可以追溯到20世紀(jì)初。最早的電廠化學(xué)水處理技術(shù)主要是通過(guò)添加化學(xué)藥劑的方式來(lái)去除水中的溶解物和微生物等。隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展,越來(lái)越多的電廠化學(xué)水處理技術(shù)被應(yīng)用到實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中。例如,除氧化鐵法可以去除水中的氧化鐵;軟化水處理法可以去除水中的鈣鎂離子,從而降低水的硬度;活性炭法通過(guò)吸附作用去除水中的有機(jī)物;膜分離技術(shù)可以去除水中的溶解物和微生物,離子交換技術(shù)可以去除水中的離子等。這些技術(shù)的應(yīng)用使得電廠的水質(zhì)得到了有效的改善,為電廠的正常運(yùn)行提供了保障。

2 電廠化學(xué)水處理技術(shù)的應(yīng)用

2.1 水處理前的處理

在進(jìn)行電廠化學(xué)水處理之前,首先需要對(duì)水源進(jìn)行處理。這包括水源的選擇、水質(zhì)的分析和水的預(yù)處理。下面將對(duì)這些處理步驟進(jìn)行詳細(xì)介紹。

2.1.1 水源的選擇

水源的選擇對(duì)電廠的運(yùn)行至關(guān)重要。優(yōu)質(zhì)的水源應(yīng)具有適當(dāng)?shù)乃俊⑺|(zhì)和穩(wěn)定性。水源可以是地下水、河水、湖水或海水,不同的水源具有不同的特點(diǎn)和處理要求。例如,地下水可能含有高濃度的溶解物質(zhì),需要進(jìn)行適當(dāng)?shù)奶幚韥?lái)降低溶解物質(zhì)的濃度,在選擇水源時(shí),還需要考慮到其與電廠位置的關(guān)系,以確保水源的供應(yīng)穩(wěn)定性和可靠性。此外,還需要考慮水源的可持續(xù)性和環(huán)境影響,以確保電廠的可持續(xù)發(fā)展和環(huán)境保護(hù)[2]。

2.1.2 水質(zhì)的分析

水質(zhì)的分析是對(duì)水中各種化學(xué)物質(zhì)和微生物的含量和特性進(jìn)行檢測(cè)和評(píng)估的過(guò)程。通過(guò)水質(zhì)分析,可以了解水中的主要污染物和雜質(zhì)的類(lèi)型和濃度,從而為后續(xù)的水處理工藝選擇提供依據(jù),水質(zhì)分析通常包括對(duì)水中的溶解物、懸浮物、微生物、有機(jī)物和無(wú)機(jī)鹽等成分進(jìn)行分析。具體的分析方法和設(shè)備會(huì)根據(jù)不同的水源和處理要求而有所不同。通過(guò)水質(zhì)分析,可以評(píng)估水質(zhì)對(duì)設(shè)備和系統(tǒng)的影響,并制定相應(yīng)的水處理計(jì)劃。

2.1.3 水的預(yù)處理

水的預(yù)處理是指在進(jìn)行電廠化學(xué)水處理之前對(duì)水進(jìn)行的物理和化學(xué)處理。預(yù)處理的目的是去除水中的雜質(zhì)和污染物,凈化水質(zhì),為后續(xù)的水處理工藝提供良好的基礎(chǔ),水的預(yù)處理通常包括以下幾個(gè)步驟:

初步過(guò)濾:通過(guò)物理方法去除水中的懸浮物和顆粒物。這可以通過(guò)沉淀、過(guò)濾或旋流等方法實(shí)現(xiàn)。

調(diào)節(jié)水質(zhì):根據(jù)水質(zhì)分析的結(jié)果,對(duì)水的酸堿度、硬度、溶解氧等參數(shù)進(jìn)行調(diào)節(jié)。這可以通過(guò)添加化學(xué)藥劑或調(diào)節(jié)設(shè)備的操作來(lái)實(shí)現(xiàn)。

消毒:對(duì)水進(jìn)行消毒處理,殺滅水中的微生物。這可以通過(guò)添加消毒劑(如氯氣、次氯酸鈉或臭氧)來(lái)實(shí)現(xiàn)。

通過(guò)對(duì)水的預(yù)處理,可以有效地去除水中的雜質(zhì)和污染物,凈化水質(zhì),為后續(xù)的水處理工藝提供良好的基礎(chǔ)。

2.2 電廠化學(xué)水處理技術(shù)的具體應(yīng)用

電廠化學(xué)水處理技術(shù)是指通過(guò)化學(xué)方法對(duì)水進(jìn)行處理,以去除水中的雜質(zhì)和污染物,提高水質(zhì),保證設(shè)備和系統(tǒng)的正常運(yùn)行,下面將介紹電廠化學(xué)水處理技術(shù)的具體應(yīng)用。

2.2.1 除氧化鐵法

除氧化鐵法是電廠化學(xué)水處理技術(shù)中常用的一種技術(shù),用于去除水中的氧化鐵和氧化錳。氧化鐵和氧化錳是水中常見(jiàn)的雜質(zhì),其存在會(huì)對(duì)鍋爐的正常運(yùn)行造成嚴(yán)重影響。除氧化鐵法的原理是通過(guò)添加化學(xué)藥劑,如硫酸、亞硫酸鹽或亞硝酸鹽,與氧化鐵和氧化錳發(fā)生反應(yīng),生成可溶性的化合物,然后通過(guò)過(guò)濾或沉淀將其去除。這種方法可以有效地去除水中的氧化鐵和氧化錳,凈化水質(zhì),保證設(shè)備的正常運(yùn)行[3]。

2.2.2 軟化水處理法

軟化水處理法在工業(yè)化學(xué)水處理技術(shù)中使用的也十分廣泛,常用于降低水中的硬度。水中的硬度是由鈣和鎂的溶解鹽所引起的,其存在會(huì)導(dǎo)致鍋爐和水冷壁產(chǎn)生結(jié)垢和堵塞,降低傳熱效率,嚴(yán)重則會(huì)引起爆管事故。軟化水處理法的原理是通過(guò)添加化學(xué)藥劑,如磷酸鹽或有機(jī)酸,與水中的鈣和鎂發(fā)生反應(yīng),形成可溶性的復(fù)合物,然后通過(guò)過(guò)濾或沉淀將其去除。這種方法可以有效地降低水中的硬度,減少設(shè)備的結(jié)垢和堵塞問(wèn)題。

2.2.3 活性炭吸附法

活性炭吸附法在電廠化學(xué)水處理技術(shù)預(yù)處理中也經(jīng)常用到,用于去除水中的有機(jī)物并降低水的色度,為后續(xù)的處理創(chuàng)造良好的條件。水中的有機(jī)物和色度是由有機(jī)物質(zhì)的存在引起的,其存在會(huì)對(duì)設(shè)備和系統(tǒng)的正常運(yùn)行造成影響?；钚蕴课椒ǖ脑硎钱?dāng)水通過(guò)活性炭過(guò)濾器時(shí),通過(guò)活性炭的吸附作用去除水中的有機(jī)物并降低色度?；钚蕴烤哂写罅康奈⒖缀捅缺砻娣e大等特點(diǎn),可以有效地吸附水中的有機(jī)物質(zhì)。這種方法可以有效地去除水中的有機(jī)物并降低色度,起到凈化水質(zhì)的作用。

2.2.4 膜分離技術(shù)

膜分離技術(shù)在電廠化學(xué)水處理和生活水處理中也經(jīng)常被使用,通過(guò)膜的選擇透過(guò)性去除水中的溶解物和微生物,常用的膜分離技術(shù)有超濾和反滲透。溶解物和微生物是水中常見(jiàn)的污染物,其存在會(huì)對(duì)設(shè)備和系統(tǒng)的正常運(yùn)行造成影響。膜分離技術(shù)的原理是通過(guò)選擇適當(dāng)?shù)哪げ牧虾湍た讖?在一定壓力下使水通過(guò)分離膜,分離膜將水分離為兩個(gè)部分:一部分是純凈水,另一部分是含有溶解物和微生物的濃縮液。這種方法可以有效地去除水中的溶解物和微生物,凈化水質(zhì),提高設(shè)備和系統(tǒng)的效率[4]。

2.2.5離子交換技術(shù)

離子交換技術(shù)廣泛地應(yīng)用于電廠化學(xué)水處理技術(shù)中,常見(jiàn)的設(shè)備有陰床、陽(yáng)床和混床,用于去除水中的各種陰、陽(yáng)離子。離子交換技術(shù)的原理是通過(guò)選擇適當(dāng)?shù)碾x子交換樹(shù)脂,將水中的離子與樹(shù)脂上的離子發(fā)生置換反應(yīng),從而將水中的雜質(zhì)離子去除,離子交換樹(shù)脂根據(jù)去除離子類(lèi)型的不同可以分為陰離子交換樹(shù)脂和陽(yáng)離子交換樹(shù)脂。這種方法可以有效地去除水中的各種陰陽(yáng)離子,使水質(zhì)得到進(jìn)一步的提升。

2.2.6 其他電廠化學(xué)水處理技術(shù)

除了以上提到的常見(jiàn)水處理技術(shù),還有一些其他的電廠化學(xué)水處理技術(shù),如電解法、臭氧氧化法、高級(jí)氧化法等。這些技術(shù)具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)和適用范圍,可以根據(jù)實(shí)際情況選擇合適的技術(shù)對(duì)水體進(jìn)行處理。

這些化學(xué)水處理技術(shù)在電力行業(yè)中發(fā)揮著重要的作用,可以有效地去除水中的雜質(zhì)和污染物,提高設(shè)備和系統(tǒng)的效率,保證電廠的正常運(yùn)行。在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中,往往是通過(guò)多種水處理技術(shù)聯(lián)合使用,以達(dá)到滿足電力生產(chǎn)用水的要求。然而,不同的技術(shù)適用于不同的水質(zhì)和處理要求,因此在選擇和應(yīng)用技術(shù)時(shí)需要進(jìn)行綜合考慮和評(píng)估。

3 電廠化學(xué)水處理技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)

3.1 研究方向

電廠化學(xué)水處理技術(shù)的研究方向主要包括以下幾個(gè)方面:

新型水處理劑的研發(fā):隨著電力行業(yè)的發(fā)展,對(duì)循環(huán)水質(zhì)量的要求越來(lái)越高,傳統(tǒng)的水處理劑已經(jīng)無(wú)法滿足需求。因此,研發(fā)新型水處理劑是電廠化學(xué)水處理技術(shù)研究的重要方向。新型水處理劑應(yīng)具有高效、低毒、低污染的特點(diǎn),能夠有效地去除水中的硬度、腐蝕物質(zhì)和有機(jī)物。同時(shí),新型水處理劑應(yīng)具有良好的穩(wěn)定性和適應(yīng)性,能夠適應(yīng)不同水質(zhì)和不同工況的要求。

水處理工藝的改進(jìn):電廠化學(xué)水處理技術(shù)的核心是水處理工藝,其目的是通過(guò)一系列地處理過(guò)程,將原始水轉(zhuǎn)化為適合電廠使用的循環(huán)水。目前,常見(jiàn)的水處理工藝包括沉淀法、過(guò)濾法、離子交換法和膜分離法等。未來(lái)的研究方向主要是改進(jìn)和優(yōu)化這些傳統(tǒng)的水處理工藝,提高處理效率和減少能耗。同時(shí),還需要研究新型的水處理工藝,如電化學(xué)法、超聲波法和高效的分離膜技術(shù)等,以滿足電廠對(duì)水質(zhì)的更高要求。

智能化水處理系統(tǒng)的研究:隨著信息技術(shù)的發(fā)展,智能化水處理系統(tǒng)在電廠化學(xué)水處理技術(shù)中的應(yīng)用范圍也越來(lái)越廣泛。智能化水處理系統(tǒng)可以通過(guò)傳感器、控制器和計(jì)算機(jī)等設(shè)備實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和控制循環(huán)水的質(zhì)量和流量,提高水處理過(guò)程的自動(dòng)化程度和穩(wěn)定性。未來(lái)的研究方向主要是研發(fā)更先進(jìn)的傳感器技術(shù)、控制算法和數(shù)據(jù)分析方法,以提高智能化水處理系統(tǒng)的性能和可靠性。

3.2 技術(shù)創(chuàng)新

電廠化學(xué)水處理技術(shù)的技術(shù)創(chuàng)新主要包括三個(gè)方面:技術(shù)手段的創(chuàng)新、裝備設(shè)備的創(chuàng)新和運(yùn)行管理的創(chuàng)新。

技術(shù)手段的創(chuàng)新是指通過(guò)引入新的水處理方法和技術(shù)手段來(lái)改善水處理效果。例如,利用先進(jìn)的化學(xué)分析技術(shù)和計(jì)算機(jī)模擬方法,可以準(zhǔn)確地分析水中的污染物種類(lèi)和濃度,從而選擇合適的水處理劑和工藝。此外,利用生物技術(shù)和納米技術(shù)等新興技術(shù),可以有效降低水處理成本和提高水處理效率。

裝備設(shè)備的創(chuàng)新是指通過(guò)引進(jìn)新的水處理設(shè)備和技術(shù)裝備來(lái)提高水處理效率。例如,利用高效膜分離設(shè)備替代傳統(tǒng)的沉淀過(guò)濾設(shè)備,可以大大提高水的處理效果和減少水的浪費(fèi)。此外,利用智能化和自動(dòng)化技術(shù),可以實(shí)現(xiàn)對(duì)水處理設(shè)備的遠(yuǎn)程監(jiān)控和控制,提高水處理的可靠性和穩(wěn)定性。

運(yùn)行管理的創(chuàng)新是指通過(guò)改進(jìn)電廠的管理和運(yùn)行方式來(lái)提高水處理效果。例如,建立科學(xué)的水處理管理體系,制定合理的水處理方案和操作規(guī)程,加強(qiáng)對(duì)水處理人員的培訓(xùn)和管理,可以有效提高水處理效果和降低事故風(fēng)險(xiǎn)[5]。

3.3 環(huán)保要求

隨著社會(huì)對(duì)環(huán)境保護(hù)的要求越來(lái)越高,電廠化學(xué)水處理技術(shù)也面臨著更高的環(huán)保要求。因此,電廠化學(xué)水處理技術(shù)的發(fā)展必須與環(huán)保要求相適應(yīng)。

減少化學(xué)藥劑的使用:傳統(tǒng)的電廠化學(xué)水處理技術(shù)往往需要大量的化學(xué)藥劑,這些藥劑在使用過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生一定的環(huán)境污染。因此,減少化學(xué)藥劑的使用是電廠化學(xué)水處理技術(shù)的發(fā)展方向之一。例如,采用新型的水處理劑,可以降低化學(xué)藥劑的使用量。

節(jié)能減排:電廠化學(xué)水處理技術(shù)的發(fā)展應(yīng)與節(jié)能減排相結(jié)合。例如,采用高效的水處理裝備,可以降低能耗;采用新型的水處理工藝,可以降低污水排放量。

循環(huán)利用水資源:隨著水資源的日益緊缺,電廠化學(xué)水處理技術(shù)的發(fā)展應(yīng)注重水資源的循環(huán)利用。例如,采用膜分離技術(shù)進(jìn)行水質(zhì)處理,可以將處理后的水再利用于電廠的生產(chǎn)過(guò)程中。

3.4 經(jīng)濟(jì)效益

電廠化學(xué)水處理技術(shù)的發(fā)展不僅對(duì)環(huán)境保護(hù)有重要意義,還具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益:

提高設(shè)備的工作效率:電廠中的水處理系統(tǒng)直接影響設(shè)備的工作效率和壽命。通過(guò)采用合適的水處理技術(shù),可以降低設(shè)備的腐蝕和結(jié)垢,提高設(shè)備的工作效率和可靠性,減少維修和更換的成本。

降低運(yùn)行成本:傳統(tǒng)的水處理技術(shù)中,常需要大量的化學(xué)品和能源投入。而采用高效的化學(xué)水處理技術(shù),可以降低化學(xué)品和能源的使用量,從而降低運(yùn)行成本。

資源利用和再生利用:電廠化學(xué)水處理過(guò)程中產(chǎn)生的廢水和廢物,通過(guò)有效地處理和回收利用,可以實(shí)現(xiàn)資源的再利用,減少?gòu)U物的排放,降低廢物處理的成本。

提高企業(yè)形象和競(jìng)爭(zhēng)力:電廠作為能源供應(yīng)單位,其環(huán)境保護(hù)和可持續(xù)發(fā)展意識(shí)與形象對(duì)外界的認(rèn)可和信任至關(guān)重要。采用先進(jìn)的化學(xué)水處理技術(shù),可以提高企業(yè)的環(huán)境表現(xiàn)和形象,增強(qiáng)企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力。

4 結(jié)語(yǔ)

電廠化學(xué)水處理技術(shù)的應(yīng)用已經(jīng)成為電廠水處理的重要方法之一。通過(guò)合理選擇工藝和藥劑,可以有效改善水質(zhì),保證電廠的正常運(yùn)行。未來(lái)的發(fā)展應(yīng)注重技術(shù)創(chuàng)新、環(huán)保要求和經(jīng)濟(jì)效益,以適應(yīng)不斷變化的需求。相信隨著科技的不斷進(jìn)步,電廠化學(xué)水處理技術(shù)將會(huì)得到進(jìn)一步的發(fā)展和應(yīng)用。