电化学水处理技术综述（精选10篇）
电化学水处理技术综述 篇1
随着工业的迅猛发展, 废水排放量急剧增加, 给全球带来了严重的水体污染, 因此迫切需要研究废水处理新方法和新技术, 电化学水处理技术作为环境友好型技术, 具有其他一些水处理技术无法比拟的优点, 已成为国内外一个极大的关注点。
一、概述
1、电化学处理技术的概念
电化学处理技术是在外加电场的作用下, 在电化学反应器内, 通过化学反应、电化学过程或物理过程, 产生大量的自由基, 利用自由基的强氧化性对废水中的污染物进行降解。[1]
2、电化学水处理基本原理
污染物在电极上发生直接电化学反应或间接电化学转化从而被减少或去除, 分为直接电解和间接电解。直接电解是指污染物在电极上直接被氧化或还原被去除;间接电解是利用电化学反应过程中产生的中间产物为催化剂或反应剂, 使污染物转化为毒性更小的物质。
二、电化学水处理技术
电化学水处理技术目前已经广泛应用于处理化工、染料、生物制药等行业产生的废水。常见技术有电絮凝-气浮法、电化学氧化法、电渗析法、内电解法等。
1、电凝聚-气浮法
电凝聚-气浮法:可溶性金属电极如铁、铝, 放入处理水, 通入直流电, 污染物在电极上发生电化学反应, 阳极材料发生溶解, 失去电子生成金属离子, 离子在溶液中水解、聚合, 生成有絮凝作用的胶体产生凝聚作用, 使一些胶态杂质絮凝沉淀;同时, 阴极水电解产生H2, 阳极水电解析出O2产生大量的气泡, 气泡与悬浮颗粒接触粘附一起上浮, 将污染物去除。
化学反应式 (Al为例) [2]:阳极:Al-3e-→Al3+
Al3++3 (OH) -→Al (OH) 3———碱性条件
Al3++3H2O→Al (OH) 3+3H+———酸性条件
同时:2H2O→2O2+4 H++4 e-
阴极:2H2O+2 e-→H2+2 OH-
该法优点是效果好、设备简单、操作方便且占地面积小;缺点是阳极金属材料消耗大, 能耗量大, 经济效益不够理想, 应用上存在限制。该法的发展关键是发掘理想的电极材料、改善电源技术, 以降低电能与材料的消耗。
2、电化学氧化法
电化学氧化法:有机废水中加入直流电, 废水中的有机物容易发生氧化还原反应, 加入直流电使其结构与化学性质发生了改变, 使污染物毒性减弱甚至消失, 增强污染物的可降解性。该法分为直接氧化过程和间接氧化过程。
3、直接氧化法
直接氧化法:污染物在阳极表面氧化转化成毒性较低或易降解物质, 甚至无害化, 达到消减污染物的目的。直接氧化过程污染物吸附到阳极表面, 失去电子最终被氧化去除。该法有两个途径:电化学转化、电化学燃烧。
电化学转化:有机物未被完全氧化, 电极表面产生活性中间产物参与氧化污染物, 将吸附在电极表面的污染物直接氧化降解成小分子;电化学燃烧:有机物彻底的氧化为稳定无机物, 使有机物完全矿化为CO2和H2O。
4、间接氧化法
间接氧化法:阳极上氧化反应产生具有强氧化作用的活性物种, 阳极产物间接氧化处理水中的污染物, 最终达到氧化降解处理污染物的目的。
间接阳极氧化分两类:
一类是利用可逆氧化还原对间接氧化降解有机物。悬浮在水中的氧化还原物质在电化学过程中失去电子被氧化成高价态物质, 高价态物质发生一系列反应, 氧化降解有机物最终又被还原成原价态物质, 这一过程循环往复氧化去除有机物, 为可逆过程。常用的电对为:Co (Ⅲ) /Co (Ⅱ) 、Ag (Ⅱ) /Ag (I) 、Fe (Ⅲ) /Fe (Ⅱ) 。
另一类是利用电化学反应中产生的一些中间产物 (如·OH、OCl-、H2O2、O3等) 参与氧化污染物, 从而去除污染物。这类为不可逆过程。
该法优点是有较强的氧化能力, 消耗化学药剂少, 既在一定程度上发挥了阳极氧化作用少, 又利用了产生的氧化剂, 因此处理效率大为提高, [3]缺点是其电耗教高。
5、电吸附法
根据电化学理论, 在电极与电解质溶液的两相间施加低于溶液的分解电压时, 电荷会在极短距离内重新分布、排列。作为补偿, 带电电极会吸引溶液中的带相反电荷的离子, 界面剩余电荷的变化将引起界面双电层电位差的改变, 从而形成紧密的双电层, 并在电极和电解液界面存储电荷。[4]
电吸附法可以用来分离水中低浓度的有机物和其他物质。处理水中的盐类大多都是以离子状态存在的, 而水处理中电吸附技术其基本原理就是通过施加外加电压形成静电场, 使带电离子向带有相反电荷的电极方向移动, 并通过控制对双电层的充电和放电, 改变双电层处的离子浓度, 使离子在双电层内富集, 从而降低了溶液本体的浓度, 实现了对水溶液中低浓度有机物和其他物质的分离。
该法具有耐受性好、特殊离子去除效果显著、对颗粒污染物低、抗油类污染、操作及维护简便、运行成本低等优点。
6、电渗析法
电渗析是一种膜分离技术, 将阴、阳离子交换膜交替排列于正负电极间, 将其隔开, 组成除盐的淡化和浓缩系统, 外加电场作用下, 以电位差为动力, 利用离子交换膜的选择透过性, 使溶液中的离子作定向迁移, 用膜分离技术把电解质分离出来, 使溶液得到浓缩和淡化。
该法优点是药剂耗量少、能耗低、机械化、对环境污染小、设备简单, 预处理简单;缺点是在运行过程中容易结垢。
7、内电解法
内电解法也称微解法其原理是:按组成原电池的基本条件, 将两种活泼性不同的金属或石墨用导线连接插入电解质溶液中形成原电池, 周围的空间形成电场。外加电场的作用下, 水中带电的污染物分子移向与之相反电荷的电极, 吸附在电极表面发生氧化还原反应, 降解成小分子物质。同时, 电极反应的产物和水中污染物发生氧化还原反应, 产生吸附、絮凝沉淀等, 达到进一步去污的目的。
该法优点是不消耗能源, 可提高难降解物的可生化性, 能用于脱色、去除多重污染剂成分。缺点是反应速率较慢, 处理水量少, 反应柱易堵塞。
三、实际应用实例
电化学法在我们的生活当中有着很多成功的运用实例, 下面分析用内解法处理印染废水的一个实例。
上海某一大型的印染企业, 每天产生的混合污水约3500m2。BOD5约400 mg/L, CODcr约1700mg/L, 色度700倍, 固体悬浮物浓度约500mg/L。污水的水量大, 色度深, 成分复杂, 出水不均匀, 对周围环境的污染很大, 不达排放标准。
经过工艺员分析比较, 采用了微电解加厌氧及二级活性污泥法处理工艺。经三个月运行, 监测出水数据为:BOD5为24mg/L, CODcr为96mg/L, 色度40倍, 固体悬浮物浓度为59mg/L, 取得了良好的处理效果。[5]
其微电解处理:以铁屑和其中所含碳为电极, 污水为电解质, 形成原电池。原电池阳极发生氧化反应, 阴极发生还原反应, 产生的反应物具有强氧化还原能力, 电极产物新生态H活性极高能氧化污水中的染料等有机污染物, 使其结构形态发生变化, 破坏发色基团, 具有脱色的作用;阳极溶出的Fe2+有强还原能力, 使污水中氯代芳香族有机物还原脱氯, 含磺酸基的芳香族有机物还原成酚类有机物。Fe2+是很好的混凝剂, 污水在有氧条件下Fe2+很容易发生反应:4Fe2++8OH-+O2+2H2O4Fe (OH) 3生成胶体絮凝剂Fe (OH) 3, 其吸附能力强于一般水解产生的Fe (OH) 3。它将废水中的染料粒子等胶凝, 形成以Fe3+为胶凝中心的絮凝体, 挟裹、捕集和吸附悬浮的胶体共沉。
四、结语
电化学法在治理污水中具有许多优势, 该法一般无需添加化学用剂, 可较好的避免二次污染, 占地面积少, 操作简便, 污泥量少;但其一直未被广泛利用主要是由于其反应过程复杂、电极材料消耗大, 处理效率不高。但随着电力工业发展, 电化学理论不断完善、新型电极材料研究不断深入, 以及与其他方法的联用, 电化学水处理法未来必将拥有广阔的前景。
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电化学水处理技术综述 篇2
电厂化学水处理设备具有复杂化和大型化的特点，由于体量庞大，一般电厂都采用分布式的方法进行设置，但是这样的做法会加大水处理的过程，同时也会提高水处理的管理难度，不适合电厂机组的集约化运行。在发达国家，电厂化学水处理设备已近实现了集中化，其主要措施是以立体化的结构、多功能的装置来节约电厂化学水处理设备的空间，在有效提高利用效率的`基础上，降低了电厂化学水处理的运行成本和管理难度。
1.2电厂化学水处理生产的集中化
传统的电厂化学水处理采用模拟控制的方法，利用各种仪器和设备对电厂化学水处理的过程进行测量和控制，这种方法具有测量速度慢，不能够为电厂化学水处理生产提供及时的信息。当前出现了电厂化学水处理生产的集中化趋势，这种方法主要通过数字技术和自动化控制设备来实现对电厂化学水处理过程的即时监控，有利于做出电厂化学水处理的准确而及时的判断。
1.3电厂化学水处理技术的环保化
当前绿色环保观念已经深深嵌入在电厂生产的各个环节之中，随着绿色环保观念的加强，如何降低电厂化学水处理过程中污染的产生已经变得越来越重要，当前电厂化学水处理过程中少使用或不使用有毒害的化学药剂已经成为趋势，很多电厂已经将“少排放、零清洗”作为电厂化学水处理的目标。我国水资源属于短缺的国家，在电厂化学水处理过程中更应该做到绿色环保，这样不但可以降低对水资源的使用量，而且可以制止对水资源的污染。
1.4电厂化学水处理技术的多元化
EM菌在水处理中的应用综述 篇3
关键词：EM菌；废水；水处理；应用
中图分类号： X703文献标志码： A文章编号：1002-1302（2014）06-0004-02
收稿日期：2013-09-24
基金项目：国家自然科学基金（编号：51108447）；中国博士后特别资助基金（编号：201104499）；中国博士后科学基金（编号：20100471208）；河南城建学院科研基金（编号：2013JBS008）。
作者简介：王红强（1977—），男，河南义马人，博士，副教授，主要从事水处理技术、水生态恢复研究。E-mail：wanghq77@hncj.edu.cn。EM 菌即有效微生物菌群（effective microorganisms），是由日本琉球大学的比嘉照夫教授等于20世纪80年代研制开发的。EM菌是以光合细菌、乳酸菌、酵母菌和放线菌为主的10属80余种微生物组成的复合型微生物制剂，各微生物之间通过相互共生、增殖关系形成一个组成复杂、结构稳定、功能广泛的含有多种多样微生物的生物菌群[1]。在适宜条件下，EM菌液对污水中化学需氧量（COD）、氮、磷等主要污染物有较好的降解效果，对缓解水体的富营养化产生积极的作用[2]，因而近年来被广泛应用于生活污水、养殖废水、垃圾渗滤液、炼油废水、皂素生产废水、富营养化水体等的治理[3-9]。
1EM菌在生活污水处理中的应用
通过考察EM-SBBR反应器及常规SBBR反应器对生活污水的处理效果，发现EM-SBBR反应器对COD、铵态氮、总氮（TN）、浊度的处理效果及抗冲击负荷能力均强于同等条件下的SBBR反应器[10]。EM菌强化SBR反应器处理生活污水的研究也多有报道，能够有效提高系统对污水中的COD、总磷（TP）、铵态氮和TN 的去除效果和降解速率，缩短SBR工艺的曝气时间和运行周期，并使SBR反应器具有较强的抗冲击负荷能力，将EM应用于SBR反应器是高效低耗处理中小城镇生活污水的一种有效技术[2，11-12]。王艳红等从特定活性污泥中筛选优势菌与EM菌复配，通过正交试验，确定了复配优势菌的最佳投加量，并经动态模型进一步验证试验结果，结果表明，根据污水特点添加不同量的复配优势菌，不仅有效地减少了剩余污泥的产量，而且提高了出水指标[13]。
EM菌投加到污水生物处理单元时，可有效强化微生物对COD、TP、铵态氮和TN的处理效果，减少曝气时间、硝化时间以及污泥产生量，具有较好的经济效益。
2EM菌在养殖废水处理中的应用
周友新发现EM菌制剂原液、糖蜜、蒸馏水的体积比为 5 ∶6 ∶89 时，培养液的pH值、微生物数量及成本等综合条件最优，将其与奶牛场污水按1 ∶1 500混合后，COD下降明显，除臭效果较好，成本适宜，可用于奶牛场污水处理[14]。
为净化水产养殖水体，减少鱼病发生和污水排放，李清禄等通过试验比较聚合硫酸铁（PFS）、聚二甲基二烯丙基氯化铵（PDMDAAC）、EM和PFS+PDMDAAC、PFS+ PDMDAAC+EM各种净水方法净化鳖池水体的效果，结果表明，联合使用30 mg/L PFS、0.5 mg/L PDMDAAC和30 mL/m3 EM菌效果最好，絮凝率达98%以上，CODCr去除率达95%以上，池水和排污口水体五日化学需氧量（BOD5）/CODCr分别由0.61、0.51 降至0.24、029 mg/L[15]，说明水体中可生物降解物质被有效去除，水质各项指标均符合特种水产养殖水质标准，水质稳定，池水与排污口水体水质基本一致，达到了无污染排放，实现了生态平衡养殖。邹万生等采用EM菌与水生植物联合净化珍珠蚌养殖废水也达到了很好的净化效果[9]。
3EM菌在垃圾渗滤液处理中的应用
叶晓玫等针对垃圾渗滤液常规生化处理无法解决的问题，通过应用有效微生物（EM）技术净化垃圾渗滤液的静态小试和稳定塘中试，研究了EM技术对垃圾渗滤液主要污染指标的降解效果。结果表明，EM菌液对毒性大的高浓度垃圾渗滤液处理效果明显，主要指标的去除率达到46%～51%；对难生化降解垃圾渗滤液的处理效果显著，主要指标的去除率达到67%～89%，是垃圾渗滤液生化处理的一种新技术、新方法[16]。丁雪梅利用EM生物强化技术与传统的生物治理技术相结合的方式对垃圾渗沥液进行处理，结果表明，EM菌剂处理垃圾渗沥液最佳浓度（VEM/V水）为1/2 000～1/1 000，pH值为6～7，环境温度为25～35 ℃，好氧处理优于厌氧处理[17]。EM菌剂在活性污泥和生物膜系统中能够加快启动速度，增强系统稳定性，明显提高CODCr、BOD5去除率。陆文龙等研究发现，喷洒0.1% EM除臭剂可使生活垃圾卫生填埋场的硫化氢和氨气浓度均小于GB 14554—1993《恶臭污染物排放标准》的Ⅲ级标准，效果稳定可靠[18]。鲁艳英等将EM菌剂用于垃圾渗滤液的除臭[19]。总之，利用EM进行垃圾渗滤液的处理研究是一项符合可持续发展战略的課题。随着今后研究的不断深入，在渗滤液处理的实际应用中，有效微生物技术将成为一项高效而实用的生物处理技术[20]。
4EM菌在生产废水处理中的应用
4.1皂素生产废水
王永科等对EM菌分别在好氧和厌氧条件下处理皂素废水的工艺条件进行了优选，结果表明，EM菌好氧条件下废水CODCr去除率为82.1%，厌氧条件下废水CODCr去除率为625%，EM菌好氧处理效果在皂素废水处理上优于厌氧处理[8]。刘建党等在前人研究的基础上，采用EM菌-好氧污泥联合处理皂素生产废水。结果表明，对于COD为20 000～ 25 000 mg/L的皂素生产废水，在EM菌和好氧活性污泥体积比为1 ∶1、气液比（V气 ∶V液） 为 7 ∶1、接种量（V菌体/V液）为5%、起始pH值为6.5、温度为30～32 ℃、间歇曝气、处理5 d的条件下，皂素生产废水的COD去除率可达97.95%，色度去除率可达6667%[21]。宋凤敏等利用EM菌液通过SBR反应器对经过一次生化处理的皂素生产废水进行深度处理研究，结果表明：在进水COD的质量浓度为3 000～3 250 mg/L，EM复壮液用量为进水量的0.7%，活性污泥液用量为EM复壮液的2倍，投加周期为9 d，系统一次曝气时间为16 h时，COD的去除率可达74.4%，最终出水COD的质量浓度基本稳定在800 mg/L左右，可达国家污水综合排放三级标准[22]。
4.2炼油废水
炼油废水是环境的严重污染物之一，每年有上千万吨油类物质污染江河湖海和土壤，严重危害水产资源和人体健康[7]。薛媛等研究了2种固定化小球（聚乙烯醇+ 海藻酸钠+活性炭+EM 菌的固定化小黑球；聚乙烯醇+海藻酸钠+EM菌的固定化小白球）对石油类物质和铵态氮去除率的影响，结果表明，在pH值为5、小球投加量（投菌量）为40个、处理时间为2 d时，小白球固定化EM菌对炼油废水的石油类物质和铵态氮的去除率分别为40.17%、49.51%；在pH值为6、小球投加量为40个、处理时间为3 d的条件下，小黑球固定化EM菌对炼油废水的石油类物质和铵态氮的去除率分别为5226%、46. 97%[23]。张瑞也发现，添加EM菌的固定化小球能够提高处理系统对石油类物质和COD的处理效果[7]。
5EM菌在富营养化水体修复中的应用
由乳酸菌、酵母菌、放线菌及光合细菌等功能性菌株组成的EM菌群，可显著抑制“水华”藻类生长，去除水体富营养化[24]。
丁学锋等还采用人工自然模拟试验方法，研究了EM菌与水生植物黄花水龙（Jussiaea stipulacea Ohwi）联合作用对污水水质改善的影响。结果表明，黄花水龙与不固定EM菌的联合处理去除氮和磷的效果最好，在处理12 d期间内对铵态氮、TN和TP的去除率分别达98.1%、53.6%、47.4%[25]。陈里晋等研究了不同条件下EM菌液对富营养化水体的净化效果，并从整体性、经济性和实用性等方面考虑，得出了EM菌处理富营养化水体的最佳条件为VEM ∶V污水=1 ∶1 000、间歇曝气、温度>25 ℃、pH值为中性偏碱[26]。
王平等在初试条件下系统地考察了有效微生物群（EM）处理南水塘藻型富营养化源水效果。结果表明：在容器中按VEM ∶V源水为1 ∶10 000的比例投加EM菌液并辅以低速间歇式曝气处理8～ 9 d，藻类生物量得到明显控制，水样叶绿素a、TN、TP及CODCr的去除率分别达90.49%、45.25%、5548%、82.37%，出水水质接近国家地表Ⅳ类水质标准[27]。2008年7—8月在北京市延庆县妫水湖的现场围格水体中投加EM菌后，不仅可以使蓝藻生物量降低70%以上，而且可以快速降低水体中的铵态氮、亚硝酸氮、总氮和磷酸盐浓度，并维持在较低水平波动，从而降低了形成蓝藻“水华”所需要的氮、磷营养元素含量，因此控制了蓝藻“水华”的发展[28-29]。辛树权等在利用EM菌对长春师范学院人工湖水进行治理时也发现，EM菌可使水质中的COD、铵态氮含量降低，且随着时间延长及有机生态菌投放数量增多，水质中的COD、铵态氮含量明显降低，湖水水质得到进一步净化[30]。
EM菌液应用在修复富营养化水体中已取得了较好成效，主要是因为EM菌能够调节水体中的生态平衡，降低水体中的氮、磷浓度，促进有机污染物分解，从而使水质得到净化。
6结论
EM技术自1991年引入我国后，在我国的水处理方面的应用研究取得了很大的进展。有研究表明，在适宜条件下，EM菌液对污水中COD、氮、磷等主要污染物有较好的降解效果，对缓解水体的富营养化产生积极的作用[2]。
今后，EM菌在应用于水处理技术时还应注意以下问题：（1）EM菌是水溶性液体，单独处理污水时缺乏载体，使得其对氮、磷的去除率不高，出水难以达到排放标准，并且还容易造成菌体流失，因此宜将EM菌进行固定化或固着在填料上。（2）将EM菌引入高效生物反应器，使EM菌群吸附在生物絮凝体表面，与高效生物反应器中的微生物形成紧密的共生关系和互生关系，在反应的不同阶段出现不同的优势微生物种群，为反应器稳定高效运行提供有力的微生物环境。
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锅炉水处理技术综述 篇4
热力设备在使用中因水质不良造成受热面上的结垢和腐蚀, 对于蒸汽锅炉, 还要注意盐类的沉积。以上不利现象的形成是一个积累过程, 有时问题不易发现, 只有在炉管堵塞, 锅炉受热面发生鼓包、变形、泄露时, 导致锅炉经常修理, 甚至于报废锅炉。有时虽然采取了水处理措施, 但因方法选择不当, 也给用炉单位造成了一定的浪费。
2 腐蚀机理
热水锅炉的腐蚀机理, 是因为锅炉用钢板是由铁素体和渗碳体组成, 铁素体的电极电位低, 渗碳体的电极电位高, 同时, 钢板中还含有各种杂质, 当其表面与水接触时, 即构成无数个微电池, 产生电流引起化学腐蚀, 再则就是因为没有可靠的除氧措施, 水中的溶解氧在锅炉加温的同时相继析出, 附着在管壁及锅筒壁上形成氧去极化腐蚀。其电极处化学反应式如下:
阳极反应:Fe→Fe2++2e
阴极反应:O2+2H2O+4e→4OH-
总的电池反应:2Fe+O2+2H2O→2Fe (OH) 2
如果两极间的扩散作用强烈, 补水中又在不断有氧进入, 还会发生以下二次反应:4Fe (OH) 2+O2+2H2O→4Fe (OH) 3↓
3 水处理方式有炉内与炉外两大类
3.1 原水的预处理
它主要是除掉水中的悬浮杂质和胶体杂质。通常采用混凝、沉淀和过滤等方式。预处理水质的好坏对下一步炉外水处理有很大影响。这些杂质若进入交换器内, 使树脂层的阻力增大, 更容易吸附在树脂表面影响树脂的交换能力, 缩短树脂使用寿命。特别是使用江水, 悬浮物含量太高, 必须经过预处理。
3.2 炉外水处理
3.2.1 钠离子交换软化处理
它是用Na+置换水中Ca2+、Mg2+, 从而去除水中的硬度离子, 失效后再用食盐水进行再生。
运行反应为:2Na R+Ca2+→Ca R2+2Na+
再生反应为:2Na Cl+Ca R2→Ca Cl2+2Na R
(1) 单级钠离子交换系统, 通常用两台交换器, 一台运行, 一台备用, 此系统简单紧凑, 投资少, 基本上能保证连续不断的供水。
(2) 单级钠离子串联运行。此系统虽然较复杂, 但交换器内树脂的交换容量得到了完全利用, 并能降低盐耗, 它适合于硬度较高的原水。
(3) 双级钠离子交换系统。它虽然第二级盐耗较高, 但可利用再生二级交换器的废盐液去再生一级交换器, 而且二级交换器运行周期较长, 其总盐耗比单级钠离子交换还要低一些, 钠离子交换法适用于碱度较低的原水。
3.2.2 软化降碱联合处理
水中的碱度成分是HCO3-, 它在高温下发生分解和水解反应, 使水中游离OH-增加, 蒸汽中CO2浓度增加。
(1) 钠离子交换加酸系统 (通常加H2SO4) 。该系统设备简单, 占地面积小, 能降低锅炉排污率, 提高蒸汽品质, 但对碳钢防腐不利。其适用于原水碱度大, 特别是对有负硬度的水。
(2) 石灰-钠离子交换系统。。此系统先是石灰与游离CO2、Ca (HCO3) 2、Mg (HCO3) 2反应, 再用钠离子交换器进行软化处理, 既降低了碱度又降低了硬度。它适用于碳酸盐硬度比较高, 过剩碱度不是很高的原水。
(3) 氢-钠离子交换系统。它是一部分原水经强酸H型离子交换树脂, 另一部分原水经钠型离子交换树脂, 两部分水经离子交换反应混合在一起, 从而达到降碱和去除硬度的目的。
另外, 还有NH4--Na+离子交换和Cl--Na+离子交换, 这里不作讨论。
3.2.3 水的预脱盐
当原水中的溶解固形物含量过高或相对含盐量过高时, 可以用电渗析或反渗透法进行预脱盐, 再进行软化及除碱处理。
3.2.4 水的除氧
对于给水中的溶解氧含量超标时, 还要进行热力除氧, 铁屑除氧和亚硫酸钠除氧等。
3.3 炉内水处理
这种方法适用于任何压力和出力的锅炉。压力较高的锅炉是进行炉外水处理的同时, 辅以炉内处理;对于压力较低的锅炉可直接采用炉内水处理而不用炉外处理。常用药剂:
3.3.1 纯碱 (Na2CO3) , 它与钙离子反应生成碳酸钙沉淀, 同时Na2CO3水解使水中OH-含量增大, 氢氧根与镁离子反应生成氢氧化镁沉淀。在锅水碱度和PH值较高条件下, 新生成的碳酸钙结晶核的表面易吸附OH-, 阻碍了结晶的增长, 使碳酸钙沉淀分散成无定形水渣。
3.3.2 磷酸钠 (Na3PO4、12H2O) , 它是使磷酸根保持一定浓度, 与钙离子维持一定的平衡关系, 防止Ca SO4、Ca Si O3等水垢的生成, 对防止硅酸盐垢的形成效果更为明显, 但对防止镁垢的形成效果很差。
3.3.3 烧碱 (Na OH) , 它能维持锅水的碱度和PH值, 使磷酸盐与钙镁反应时, 不生成磷酸钙、磷酸镁等易形成二次水垢的物质, 且能与钙镁离子反应, 阻碍碳酸盐等沉淀物在金属表面形成水垢。
3.3.4 栲胶, 它具有络合、凝聚、吸氧防腐作用, 还具有绝缘层作用。只单一使用以上药剂防垢效果不很理想, 常用复合防垢剂。
纯碱、磷酸盐复合防垢剂, 它是以纯碱为主, 磷酸为辅;磷酸、烧碱复合防垢剂, 它以磷酸为主, 烧碱为辅, 它对易形成硫酸盐垢和硅酸盐垢的水质有良好的防垢效果。
三钠一胶复合剂, 它是将纯碱、磷酸钠、火碱和栲胶按一定比例配制而成。碳酸盐硬度大的水质, 宜适当增加火碱用量;对非碳酸盐硬度大的水质, 要多加纯碱;而硫酸盐及二氧化硅含量高的水质, 要增加磷酸钠用量;碱度大于硬度的水质, 适当减少纯碱和火碱用量;含镁离子较高的水质, 要减少磷酸钠用量;硬度大于4mg N/L的水质, 适当增加栲胶用量, 当给水有机物含量高时, 减少栲胶用量。当给水硬度大于3-4mg N/L时, 采用复合防垢剂更经济。
3实用举例
3.1某台WNN型蒸汽锅炉, 冬季供暖, 常年供洗澡水, 安装运行后一直用钠离子交换器进行炉内水处理, 根据水样化验结果进行排污, 因炉水碱度常超标, 不得不加大排污, 排污率超过25%。后改为炉内水处理, 根据水质情况准确、合理计算各药剂投入量, 使炉水碱度保持在标准范围内, 排污率控制在5%以内, 经一年试运行, 节约燃料率为15%。
3.2又有某企业自备电厂原设计水处理系统采用电渗析预处理后再加一级串联阴-阳离子交换除盐系统, 经一段时间运行, 企业感到制水成本太高, 后经合理改进, 选择串联氢-钠离子交换水处理方式, 再生液的消耗大大降低, 提高了经济效益。
4 结论
锅炉水处理方法的选择应根据当地水质状况, 依据水样分析结果, 对照国家水质标准, 经计算得出结论, 合理选择。对于不需除碱的水质, 首选钠离子交换处理, 对需除碱的, 如有负硬度的水选择钠离子加酸;如碳酸盐硬度较高, 选用石灰一钠离子交换系统, 对原水含盐量高, 先预脱盐再软化降碱处理。对一些低压锅炉, 选用炉内加药处理, 合理调整药剂配比, 做到经济有效。
摘要：本文就保证锅炉的经济安全运行, 减少锅炉热力系统的结垢和腐蚀, 依据水质的不同, 选择合理的锅炉水处理方法, 避免因水处理方式选择不当而造成的浪费, 就有关问题作以探讨。
关键词：锅炉,水处理,结垢,腐蚀
参考文献
[1]潘礼明, 霍怀成.锅炉水处理现存问题及对策[J].林业劳动安全, 2004-05-30.
[2]陈坚刚.浅谈热水采暖锅炉水处理技术[J].科技情报开发与经济, 2005-06-30.
电化学水处理技术综述 篇5
火电厂化学水处理技术进展与应用探讨
摘要：分析国内外电厂化学水处理技术的主要发展特点与趋势,从水处理工艺、水处理监控技术等方面阐述电厂化学水处理技术的最新进展与应用情况.作 者：郝庆 黄甫怀阳 作者单位：江苏省设备成套有限公司,江苏南京,210009期 刊：机电信息 Journal：MECHANICAL AND ELECTRICAL INFORMATION年，卷(期)：,(18)分类号：X7关键词：火电厂 化学水处理技术 进展 应用
电厂锅炉化学水处理技术分析 篇6
在锅炉正常运行过程中, 如果其给水水质出现不良情况时, 则会导致锅炉的受热面出现结垢的现象, 结垢的产生, 则会影响锅炉的热效率, 同时锅炉管道的壁面还极易受到腐蚀, 严重时还会导致锅炉发生熔孔或是爆管的可能, 导致停炉事故的发生。水质对于锅炉正常、经济的运行具有较大的影响, 为了避免水垢的产生, 则需要加强电厂锅炉化学水处理技术的提高, 确保锅炉运行的安全性和经济性。
1 电厂锅炉化学水处理技术难点
电厂进行化学水处理时, 其工艺不仅复杂, 而且设备也较为分散, 首先需要将从江河湖泊中提取上来的水进行澄清、过滤、加氯进行杀菌和灭藻, 使原水变为工业水;其次通过对锅炉补给水处理后, 还需要对给水进行除氧工作, 还要对给水进行加氨防腐处理, 利用向炉内加入磷酸盐等药物进行排污、防腐和防垢处理;其次还要对热力系统中的水汽品质进行分析取样, 对于凝结水还要进行精处理, 进行加氨防腐蚀处理等。
2 热力发电厂锅炉补给水的处理
2.1 锅炉给水处理
目前在锅炉给水处理上, 通常对于新建的机组会采用氨和联氨的挥发性来进行处理, 这项处理工艺已较为成熟。对于中性处理和联合处理则可以在水质稳定后进行。传统处理时通常会采用除氧器和除氧剂来进行处理, 而现在利用加氧处理有效的改变了传统的处理方法, 创造了一个良好的氧化还原环境, 即使在低温状态下也能够生成保护膜, 从而起到对腐蚀的抑制作用。而且利用此法可以实现对给水系统的腐蚀产量的控制, 使药品的用量减少, 可以有效的延长化学清洗间隔, 确保运行成本的有效降低。这种氧化性水化学运行方式在我国还处于研究试验阶段, 国内的技术还不成熟, 而且这种运行方式只适用于高纯度给水, 应用中还要对其与系统材质的相容性进行充分的考虑。
2.2 除氧防腐
对于部分蒸汽锅炉和热水锅炉的给水都需要进行除氧处理, 以免对锅炉的给水系统和零部件带来腐蚀的影响。现在对于锅炉进行除氧防腐时通常都会通过物理方法、化学方法和利用电化学保护的原理来将水中的氧气进行排除, 从而达到除氧的目的。
2.3 加氧除铁防腐
电厂锅炉补给水系统中铁含量的升高对锅炉内体造成的腐蚀可以导致锅炉氧化铁污堵、结垢等腐蚀现象, 在实践工作中可以通过给水加氧技术有效解决这一问题。补给水加氧技术与补给水除氧技术截然相反, 是结合锅炉不同工况而采用的一种防腐技术。目前, 我国已在《直流锅炉给水加氧处理导则》行业标准中将电厂普遍采用的给水加氧、加氨处理称为给水加氧处理。给水处理采用加氧技术的目的就是通过改变补给水的处理方式, 降低锅炉给水的含铁量和抑制锅炉省煤器入口管和高压加热器管等部位的流动加速腐蚀, 达到降低锅炉水冷壁管氧化铁的沉积速率和延长锅炉化学清洗周期的目标。电厂锅炉补给水加氧技术主要利用了氧在水质纯度很高的条件下对金属有钝化作用这一性质, 其处理的原理是在给水加氧方式下, 不断向金属表面均匀地供氧, 使金属表面形成致密稳定的双层保护膜。
这是因为在流动的高纯水中添加适量氧, 可提高碳钢的自然腐蚀电位数百毫伏, 使金属表面发生极化或使金属的电位达到钝化电位, 在金属表面生成致密而稳定的保护性氧化膜。
直流炉应用给水加氧处理技术, 在金属表面形成了致密光滑的氧化膜, 不但很好地解决了炉前系统存在的水流加速腐蚀问题, 还消除了水冷壁管内表面波纹状氧化膜造成的锅炉压差上升的缺陷。但给水加氧处理必须在水质很纯的条件下才能进行。要控制好给水的电导率、含氧量、含铁量、电导率等参数。其前提是机组要配置有全流量凝结水精处理设备, 因为凝结水处理设备的运行条件和出水品质的好坏, 是锅炉给水加氧处理是否能正常进行的重要前提条件。同时, 在应用给水加氧处理前锅炉原则上应进行化学清洗, 除去热力系统中的腐蚀产物, 可在炉前系统获得最薄的保护性氧化膜。
但同时要明确的是, 加氧处理之所以可使炉前系统金属的表面产生氧化, 除水质高纯度这一先决条件外, 还必须有水流动的条件, 即在流动的高纯水中加入氧气才能在金属表面产生保护性氧化膜, 可以避免与除氧防腐技术相冲突, 以达到较好的防腐效果。
3 汽、水监督工作
3.1 对汽包锅炉进行炉水的加药处理和排污
锅炉最怕的是结垢, 因为结垢后, 往往因传热不良导致管壁温度大幅度上升, 当管壁温度超过了金属所能承受的最高温度时, 就会引起鼓包, 甚至造成爆管事故;而炉水若水渣太多, 不仅会影响锅炉的蒸汽品质, 还有可能堵塞炉管, 对锅炉安全运行造成威胁。所以, 一方面要加药 (如磷酸盐等) 处理, 除去水中的钙、镁离子, 防止结垢和避免酸性、碱性腐蚀;另一方面, 做好锅炉排污工作, 锅炉产生汽、水共腾的现象时, 则是没有及时进行排污所导致的, 所以要对锅炉进行及时排污, 确保更好的实现对汽轮机的保护作用。对于排污量的控制则需要由化学人员来进行操作, 过大过小都具有自身的不利之处, 所以需要确保水质的情况下还要顾全大局, 并严格按照相关的规程来进行操作。
3.2 对给水进行除氧、加药等处理
在汽轮机启动中, 需要对给水进行加氨和联胺的处理, 这可以有效的防止酸性物质对金属的腐蚀作用, 同时也可以避免残留的氨气可能会带来的氧腐蚀, 有效的减缓结垢的速度。在具体操作中除了依照相关的操作规范来进行外, 遇到特殊情况时还要灵活进行应对。
3.3 对汽包锅炉进行加药处理和排污
对于汽包锅炉在进行除垢处理时, 不仅需要保证水质的质量, 同时还需要通过药物来确保锅炉水中的钙离子不会形成水垢, 以水渣的形式随锅炉排污而排除。对汽包锅炉进行投区时, 通常会使用磷酸盐药品, 利用磷酸盐进行进行处理时, 不仅可以起到防钙垢的产生, 而且还有效的防止了碱性腐蚀的作用。汽包锅炉在运行过程中, 不可避免的会有部分杂质随着锅炉水而进入到锅炉当中, 导致锅炉水中含盐量和含硅量增加, 影响蒸汽的品质, 一旦锅炉水中的水渣较多时, 则极易导致锅炉炉管堵塞, 使锅炉的安全运行受到威胁。所以在锅炉运行时, 需要对水中的含盐量和含硅量进行有突然行动的控制, 同时利用及时更替锅炉内中部分水来对锅炉进行排污处理, 从而减少堵塞产生的可能。
4 结束语
目前我国电厂化学水处理技术与发达国家相比还存在着较大的差距, 所以仍然需要在实践中不断的总结经验, 加强探索, 强化技术水平, 确保锅炉水水质的优良, 保证锅炉安全、经济的运行。
参考文献
[1]李国强, 杨丽娟.电厂锅炉补给水处理问题探析[J].中国新技术新产品, 2013 (05) .
电化学水处理技术综述 篇7
关键词：火电厂,锅炉化学水处理,技术
1 水质和结垢对锅炉运行造成的影响
1.1 水质对锅炉运行热效率的影响
水垢导热系数仅相当于七分之一到千分之一的钢铁, 当锅炉出现结垢时, 势必恶化锅炉受热面的传热性能, 燃烧燃料释放的热量无法向锅炉介质有效传递, 烟气带走了大量热量, 增加了排烟热损, 降低了锅炉出力和蒸汽品质, 同时也影响了锅炉的热效率。通过检测, 锅炉受热面结垢达到1mm时, 将会增加8%-10%的燃料消耗。
1.2 结垢对锅炉安全运行的影响
水垢降低了锅炉运行热效率和出力, 为了对其有效维护, 锅炉工一般会加大燃料用量以及引凤风量, 进一步提升了炉膛温度强化了换热。相关资料说明, 1MPa运行压力的锅炉水冷壁结垢3mm时, 壁温从280℃提升至580℃, 造成钢材抗拉强度降低到100MPa, 而通常锅炉管应用温度是不超过350℃, 超过450℃就会出现蠕变, 充分表明锅炉反复出现爆管的原因是锅炉产生了超标的水垢。
2 火力发电厂锅炉补给水处理技术
当前针对新建的机组, 通常利用氨和联氨的挥发性处理效果很好, 但是一旦稳定水质以后, 则需要通过中性处理或者联合处理方式实施锅炉给水处理。加氨处理不仅节省了药品施用量, 还适当延长了化学清洗间隔时间, 对于节省运行成本发挥了重要意义。
2.1 防氧防腐
国家对部分使用蒸汽锅炉与热水锅炉的除氧做出了明确的规定, 进一步对锅炉给水系统与零部件进行了积极的保护, 避免了由于腐蚀造成的损坏。
当前针对锅炉给水实行除氧防腐的方法包括三种, 分别是物理、化学以及电化学保护。可以利用物理方法排出锅炉给水形成的氧气。也可以通过药剂或者是钢屑除氧法把进入锅炉前的补给水转化为较为稳定的金属物质或者是化合物, 进一步消除氧。此外还可以利用某种容易发生氧化的金属出现电化学腐蚀, 这样能够尽快消耗水中的氧, 实现除氧目标。
2.2 加氧除铁防腐
当火电厂锅炉补给水水质纯度较高时, 可以通过加氧技术实现防腐。因为当水质环境纯度较高时, 金属发挥了钝化功能, 如此可以向金属表面均匀实施供氧, 此时金属表面出现极化, 同时金属获得钝化电位, 进一步在金属表面产生了一层稳定的保护膜。其有效预防与解决了由于水流加速导致的腐蚀问题, 并且当水冷壁管内出现波纹状氧化膜时还会提升锅炉压差, 形成的保护膜, 对这一压差提升问题有效进行了解决。
2.3 全膜法水处理技术
近些年来, 以超滤、反渗透、电解除盐等作为代表的膜分离技术作为创新水处理应用技术获得了迅速的发展。膜分离技术工艺简单, 便于运行维护, 水质可靠稳定, 获得了普遍欢迎, 这一工艺具体是通过膜分离技术研制脱盐水。
3 处理汽、水监督技术
3.1 通过加药和排污技术保护锅炉
在火电厂生产过程中, 要保证锅炉不会出现结垢问题, 同时还必须科学控制锅炉水渣, 若这两点技术无法达标, 锅炉不但会由于结垢而不能很好的传热, 同时还会由于存在很多水渣杂志产生堵管问题, 这些问题都会形成爆管隐患。因此必须做到:第一, 利用磷酸盐等物质的添加中和锅炉内部杂质, 进一步有效解决结垢问题, 彻底解决腐蚀问题。第二, 贯彻落实锅炉排污工作, 当锅炉形成汽水共腾问题时, 充分表明锅炉缺乏有效的排污, 因此, 这就需要有关的技术人员拥有丰富的经验, 在迅速排污的过程中, 保证排污量达到要求。
3.2 对汽包锅炉实行加药与排污
气泡锅炉和直流锅炉的最大差异就是有无气泡, 这也决定了二者的最大不同, 就是有无循环水泵。在对汽包锅炉除垢处理过程中, 必须严格监测水质情况, 同时还要利用添加对应的药物进一步对结垢问题有效避免, 充分保证汽包锅炉不会产生安全问题, 并且最大程度体现自己的作用。通常选择磷酸盐作为主要添加的药物, 达到除垢目标的同时发挥防腐作用。另外, 为了避免锅炉堆积杂质而对蒸汽质量造成影响, 需要严格控制炉水含盐、硅等量, 并且迅速组织排污工作, 最终积极控制炉堵塞问题。
3.3 对给水实行除氧、加药处理
在开启汽轮机时, 需要对给水采取加氨与联胺处理, 这样能够有效避免酸性物质腐蚀金属, 同时也可以防止残留的氨气极有可能产生的氧腐蚀, 对于结垢速度有效延长。在相关操作中除了根据有关操作执行以外, 遭遇特殊状况时还必须灵活进行对应。
3.4 对循环水实施防垢
火电厂生产过程中拥有流量较大的循环水, 若水质质量无法达到要求, 则不但影响了汽轮机凝汽器的冷却效果, 还对循环水系统内部设备与管道的安全性造成了巨大的威胁, 同时还影响了运行供热机组的经济性。
运行循环补水过程中还会析出碳酸盐硬度, 会造成管道和社会受到一定程度的腐蚀与结垢问题, 因此必须借助稳定剂严格控制, 防止出现水垢, 也可以通过将氧化性杀菌剂联合非氧化性杀菌剂添加到循环补充水中的方法, 及时处理腐蚀与结垢问题。在正常控制水质的情况下, 在不结垢的前提下, 为了对冷却用水有效节约, 减少冷却塔的排污损失, 可以控制其浓缩倍率, 但是当容易恶化水质时, 需要适当调整阻垢剂的添加剂量, 保证降低循环水浓缩倍率。
4 结语
国内对火力发电厂锅炉化学水处理行为中还存在着较多的困难, 但是需要明白国内整治火力发电厂化学水处理开展的过程中, 也出现了较大的进步。在这一过程中必须结合实际情况深入探索。
参考文献
[1]赵林峰.电厂化学水处理系统综合化控制发展趋势[J].中国电力, 2011, (3) .
电化学水处理技术综述 篇8
一、电化学处理技术现在的发展特点
1. 以环保和节能的方式为导向
随着近年来环境问题的不断加剧,人们越来越注重环保。随着人们环境保护意识的提高,减少水处理过程中产生的污染以及使用少量的化学药品或者是尽量不使用化学药品已经成为了一个行业发展的趋势。人们开始慢慢的接受绿色水处理的概念。当然,锅炉水未来的发展方向就是“少清洗、零清洗”“少排放、零排放”。
2. 集中化控制生产
传统的生产控制采用的是模拟盘,然而现在生产控制的发展方向是使用集中化控制,也就是将电厂中原来的所控制的化学水处理的子系统结合成一套控制系统,取消了原先的模拟盘,采用了上位机、PCL的二级控制结构,PLC主要负责各个系统设备的数据采集和数据控制,同时数据通信接口是PCL和上位机之间的通信“桥梁”。通过局域网的总线形式将各个子系统集中的联接在上位机上,实现对化学水处理系统的集中操作、监视和自动控制。
3. 检测方式方法日趋科学化
随着现代科学技术的不断发展,诊断技术以及化学检测也得到了进一步的应用和发展,化学检测的方式也越来越趋于科学化。化学诊断主要是实现了从事后分析到事前防范的转变、从微量分析到痕量分析的转变。这些转变,都是为了预防事故的发生同时保证机组的安全稳定运行。
4. 多元化工艺
电厂水处理的传统工艺是以磷酸铵盐处理、混凝过滤、离子交换等操作为主。但是,随着时代的发展、科技的进步,电厂的水处理技术呈现出多元化的特点。同时随着化工材料的技术不断发展和进步,水质处理中开始逐渐应用膜处理技术,与此同时,离子交换所用的树脂种类、范围、使用条件等也取得了较大的发展,并且,凝结水处理中粉末树脂也发挥着积极作用。
二、电厂污水处理技术
1. 锅炉补给水处理
按照功能划分可以将工艺流程划分为三个部分,分别是:预处理操作、一级除盐操作、精除盐操作。处理工艺由原先繁琐的工艺流程(离子交换、混凝、澄清过滤)向膜分离技术逐渐发展和变化。离子交换法因为其运行费用过高、操作较为复杂、排放酸碱废液,并且自动化程度较低,而逐渐被膜法所取代。在上个世纪七十年代反渗透技术和近年的EDI技术的逐渐发展,这两种技术的发展使水处理工艺越来越环保,符合现代工业的发展方向。
而锅炉补给水中进行水处理工艺的预处理操作的根本目的就是在于除去水中的小颗粒悬浮物、微生物、胶体、活性氯和有机污染物。预处理的基本操作就是对水进行混凝,然后静止澄清和过滤,将出水的浊度降到一定范围,保证水品的质量。在进行预处理时,操作人员还可以根据需要,判断是否进行加氯杀菌的操作;当所剩的氯含量过高时,还可以用还原剂或者是通过吸附脱氯一级盐过程来除去氯。
现如今,常用的精除盐系统有电渗析、混合离子交换器、连续电再生除盐技术和二级反渗透等系统。混合离子交换器就是其中最为成熟的精除盐技术,这种技术不仅出水的水品质量高,而且出水所含的二氧化硅小于20μg/l,但还是存在不少的缺点,例如:再生操作过于复杂、树脂的消耗过高、排放大量的酸碱废水、树脂交换容量的利用率低等。反渗透的脱盐率虽然很高,可高达95%以上,但是反渗透技术对二氧化硅的脱除率还是比较差的。而连续电再生除盐技术是最近几年才发展起来的工艺,它是将离子交换除盐和电渗析组合在一起的精脱盐技术,结合了两种技术的精华。
2. 锅炉给水处理
目前,炉水处理上应用较广泛的技术是联氨和氨的发挥性的建立,虽应用较为广泛,但还是存在一定的局限性,并且在给水除氧的过程中也存在不足:除氧速率上不如亚硫酸钠除氧,只有在高温度下才可以有效、快速的与氧反应达到目的,在低温的情况下除氧的速率非常慢;联氨是一种有毒物质可能会致癌,操作使用中非常容易溅到使用者的皮肤、眼睛、衣服上,对影响使用者健康乃至于威胁到使用者的生命安全;联氨具有易燃、易爆、挥发性强等特点,给贮存、运输和使用带来不便。虽然有很多不足,但是中国目前还有很多企业在使用这种方法除氧,而国外的发达国家早就已经使用了新型的使用剂。
三、电厂化学水处理系统的管理体制现状
目前,由于环境污染的日趋严重以及资源不断的减少,因此国家开始倡导节能减排,所以电厂在化学处理的过程当中也要时刻响应国家的号召,在化学处理的过程中以循环利用为目标,以实现水资源的节约为前提,有效、合理的提高水资源的利用率。由于每个控制室内的独立配置独自运行,这就导致了每个管理控制室就需要三名左右的技术操作人员来控制、管理控制室内运行的程序,这样不仅需要很多的员工,还把电厂的水处理系统工序变成较为繁琐,不便于员工操作和管理。在科学发展飞快的今天,人们在化学水处理的方法上引进了很多国内外先进的技术手段,因为这样可以实现化学水处理手段和理论的多样化。
目前,传统的化学水处理方法方式已经不能满足电厂飞速发展中对水处理的要求,在电厂飞速发展的过程中加大了对化学水的需求量,这就需要员工利用先进的技术手段,提高对高科技的利用率,从而达到当前设备对于化学水的需求量。
四、PLC总体操控体系
PLC中操控体系所运用的网络是矢量星型网络结构,1000MB速度的TCP光缆经过以太网从而完成数据传递和信息传导的过程。在控制室的内部需要设置三台操作人员的工作站点,这三台的工作站点需要具有相同的性能,只有这样才可以通过以太网来监控网络内部的任意一个系统的工作操作。一号机和二号机在进行组水凝精的过程中需要在处理的控制室内分别设置一套完整的操作人员站点,不仅如此,还需要在处理的站点将化学水和光纤结合,这样就可以融合控制系统网络。矢量以太网系统是网络连接所使用的必须装备,数据库中枢被中枢交换机联网操作员控制系统,同时可以利用cis和网关以及全程辅助流水线控制网络的连接。锅炉补给水操控点和其他机组的凝结水处的控制中枢与化学水操控系统网络设立交换网络的装备。与此同时,还要在锅炉补给的水车间内部设置关于化学水控制系统的集中控制室。
五、FCS技术在化学水系统的应用
现场总线作为纽带,它将每个分散的化学水系统中的测量控制设备组合成网络节点,让它们之间连接,方便彼此相互沟通信息,完成控制任务,实现汽水取样,水处理,自动加药等系统的每项功能和操作。然而目前的发电厂中与之对应的化学水系统设备存在自动加药、设备分布扩散、监控常规测点过多、汽水取样等各种问题,而FCS技术可以凭借自身的全开放性、全数字化、全分散性,同时以互相操作为主要特点,非常适合于发电厂中水系统设备分散的现状。现在是科技发达、不断创新的二十一世纪,高科技的发展和应用是必然的发现趋势,而FCS在化学水运行和相对应的辅助系统的应用中,对于提高电厂的整体控制水平起着不可估量的作用,我国的部分电厂紧跟时代发展的步伐,已经开始实施并将其投入到运行之中。整个系统理论是将分解后的操控系统重新构建而形成的。改良后的系统理论有着明显的效果,其中最大的突出点就是提高了每个控制终点的精准度,这样可以大大提升了系统整体的自动化水平,大幅度地减少了人为因素的干扰,降低了生产的成本,同时实现了机组凝结水系统的无人运行。
六、化学水处理中膜技术的运用
在传统的化学水处理当中,尤其是电厂锅炉补给水的处理,在整个处理工艺当中存在较多的操作,一般情况下是过滤-软化-分离这一系列的操作过程,但是在这整个的操作过程当中,每项工艺都会使用酸碱再生电子传递树脂这一操作流程,因为它可以恢复性能,所以在补给水的整个过程之中都会产生酸碱废液,然而排放酸碱废液的工艺复杂,不仅需要大量的劳动力,占地面积庞大,投入成本高,并且实际操作起来还有较高的难度,不具有操作的可执行性。膜分离技术是新产生的化学水处理技术,近年来,被广泛应用,与传统工艺相比具有较多优点。利用膜分离技术去处理水可以有效的克服传统水处理技术的弊端,这是因为在整个处理过程中是自动化控制操作的,不需要人力,占地面积相应减少,劳动强度小,其中最重要的一点就是在整个处理当中不会产生酸碱废液,减少了对环境的污染,并且在整体的处理过程中,操作人员在保证水品质量的前提下还实现了高效率低能耗。
七、总结
电厂的发展对于整个社会的发展有着极为重要的意义,但是我国的电厂水处理与先进国家相比还是存在差距和不足的,为使我国的电厂可以更好的发展,国家必须正视水处理的关键性和重要性,通过合理有效的作用电厂化学水处理系统,因为这样可以在保证电厂正常运作的情况下提高水品的质量,还可以提高电厂化学水处理的效率,保证电厂的整体经济效益。
参考文献
[1]曲忠勇.电厂化学水处理技术应用分析[J].科技创新与应用,2014,(2):96-96.
电化学水处理技术综述 篇9
机组参数的提高使设备材料对水汽运行工况的敏感度提高, 相应地对安全、可靠的化学水处理的要求也更严格了。高参数机组电厂化学水处理无论是处理工艺、处理精度, 都与低参数机组有很大的不同。主要表现在更注重提高安全、可靠性, 走水资源持续发展的道路, 避免高参数机组水汽故障、事故的发生。
2 水源的选择
在地表水污染日趋严重的今天, 选择水源不仅要考虑经济因素, 更要重视持续发展及水资源短缺的限制, 开发污水处理厂的中水作电厂的综合水源是我们目前有待探索的新思路。目前, 山西漳山发电有限责任公司使用的水源是山西省长治市污水处理厂处理过的市中水。
3 水处理技术
3.1 锅炉补充水处理
自从反渗透膜的不断开发和国产化技术水平的提高, 除盐有了突破性进展, 使与离子交换除盐经济性相当的原水含盐量的指标日趋降低, 原水含盐量的限制越来越放宽。膜法脱盐大量减少酸、碱用量和废液排放量, 减轻中和处理酸、碱废液的负担, 降低了排放废水的含盐量, 提高了电厂经济效益和环境效益。使用膜处理与离子交换配合进行联合脱盐处理过程是近代锅炉补充水处理的新趋向[1]。
另外, 反渗透用于处理锅炉补给水的1个明显特点是不受原水水质变化影响, 特别是因季节变化、污染情况而有较大、经常性变化水源。由于目前水体污染程度的增大, 以及大机组对有机物和硅含量要求严格性的增强, 使反渗透在除有机物和除硅方面的优越性体现得更全面。
用混床做出水保证在今后相当长的时间内是不可替代的。混床的发展方向主要在两个方面:致力于开发性能优越的树脂和设计性能优越的床型, 目的都是为了提高再生效率、降低比耗, 保证高出水品质。
3.2 凝结水处理
凝结水占给水组成的90%以上, 大机组对凝汽器或者空冷渗漏造成的轻微污染是不能容忍的, 必须进行凝结水除盐处理。为提高再生度和符合运行安全要求, 基本都为体外式再生。凝结水处理可以考虑在除盐系统中设置1台阳床 (H+型或NH4型) 和1台混床 (NH4型) , 正常运行时凝结水只通过混床, 不通过阳床;而当凝汽器严重泄漏、水中硬度较长时间增大或机组启动初期时, 投运混床前的阳床, 根据硬度不合格时间的长短来决定是否将NH4型阳床转变成H型。对于有些缺水的地区, 现在采用直接空冷技术, 如山西漳山发电厂 (2×300 MW) , 采用的是直接空冷技术。是中国首台采用直接空冷技术的300 MW机组, 采用的是2台阳床和2台阴床, 正常情况阴阳床都投用。
3.3 给水加氨
高参数机组目前用氨和联氨的挥发性处理较成熟, 但它比较适于新建的机组, 待水质稳定后可转为中性处理和联合处理。加氧处理改变了传统的除氧器、除氧剂处理, 创造氧化还原气氛, 在低温状态下即可生成保护膜, 抑制腐蚀, 此法还可以降低给水系统的排污量, 还能抑制炉内压差上升、减少药品用量、延长化学清洗间隔、降低运行成本、抑制垢的生成、减少给水和炉水腐蚀产物的排放量。
4 高参数机组电厂化学水处理技术发展方向
从世界性电力工业水处理技术综合发展趋势看, 中国电力工业水处理技术应努力发展的目标是:实现水处理技术思路的根本改变, 完善现有工艺、国外先进工艺的国产化及开发新工艺, 适应高参数机组用水要求和环保要求[2]。
a) 注重环境保护需要:尽量不用或少用化学药剂, 争取采用非化学药剂处理, 实现无废物排放的清洁化处理, 使排水中杂质为零 (指不增加新的物质种类) ;
b) 提倡资源的可持续发展方针:向节水型技术过渡, 充分实现水的再循环和再利用;
c) 强调水处理管理工作:300 MW机组1次爆管事故的损失电量在500×104kW·h, 折合经济损失6000×104元, 高参数机组的损害更严重。为提高电力生产经济效益和满足安全生产要求, 水处理管理工作的原则是消除水汽品质不良对设备材料的危害, 延长设备使用寿命, 降低成本, 减轻维修的负担, 在使用寿命期内, 避免和减少机器、配管的修补、更换;
d) 实现水处理技术的高度发展:探索最佳水质调整途径, 寻求实现更严格水汽质量标准的零化学清洗是今后发展的目标。
摘要：综合考虑大机组安全运行要求、环境保护可持续发展规划和目前电厂化学水处理技术的基础, 从水处理技术的突破提高方面探讨了大机组电厂化学水处理技术适应21世纪发展的趋势。
关键词：大机组,水处理技术
参考文献
[1]华东电力集团公司生计处.关于加强300 MW (机组化学监督的若干规定 (试行) [J].华东电力, 1998 (1) :23-25.
电化学水处理技术综述 篇10
自从1748年法国科学家abble nallet发现了膜分离现象,即水能自然扩散到装有酒精溶液的猪膀胱膜内,各国学者就开始了对膜的研究。目前,膜分离技术已在世界范围引起人们重视,并已广泛应用于各行各业,尤其在电厂化学水处理领域,它不需酸、碱,解决了传统离子交换处理工艺产生酸碱废液的问题。
1 全膜分离技术
1.1 膜分离技术的定义
膜分离技术是在外力推动下,利用一种具有选择透过性的特制薄膜作为选择障碍层,使混合物中某些组分易透过,其他组分难透过而被截留,来达到分离、提纯、浓缩作用的技术。在膜壁上布满小孔,根据孔径大小可以分为:反渗透膜(0.0001~0.005μm),纳滤膜(0.001~0.005μm),超滤膜(0.001~0.1μm),微滤膜(0.1~1μm),电渗析膜等。
在水处理行业中,膜分离技术是一大类技术的总称,通常包括反渗透(RO)、纳滤(NF)、超滤(UF)、微滤(MF)和电除盐(EDI)等技术。
1.2 全膜分离技术
目前电厂水处理中,锅炉补给水已经逐步采用全膜分离技术,即俗称的三膜处理工艺(UF-RO-EDI)。它的出水水质可以达到阴、阳混床出水水质,不需要酸碱再生,无废液排放,自动化程度较高。
1.3 超滤(UF)超滤膜是一种利用压力除去水中胶体、颗粒和
相对分子量大的活性膜。靠压力驱动,属于多孔膜上的机械截留,分离范围为大分子物质、病毒、胶体等。
1.4 反渗透(RO)反渗透膜是用高分子材料经过特殊工艺而制
成的半透膜,它只允许水分子透过,不允许溶质通过。由于反渗透膜的膜孔径非常小(仅为1nm左右),因此能有效地去除水中的溶解盐、胶体、微生物、有机物等(去除率高达97%~98%)。
1.5 电除盐(EDI)电除盐EDI技术则是在电场的作用下进行
水的电解,通过离子交换膜的离子选择通过功能,结合阴阳树脂的加速离子迁移能力,去除进水中大部分的离子,以使产水达到电导率低于0.2μS/cm,符合锅炉补给水的要求。它把传统的电渗析技术和离子交换技术有机地结合起来,既克服了电渗析不能深度脱盐的缺点,又弥补了离子交换不能连续工作、需消耗酸碱再生的不足。
1.6 相对传统工艺,全膜分离技术特点
传统的电厂锅炉补给水处理工艺很多,一般先用机械过滤方法去除水中悬浮物及胶体类杂质,再软化去除水中的硬度,如采用阳床、阴床、混床、电渗析、反渗透等技术去除水中的离子,在这些工艺中都存在用酸碱再生离子交换树脂,使其性能恢复的过程,整个生产过程既有酸碱化学污染废液的排放,又不能连续生产,运行操作复杂,劳动强度高,日常维护复杂,制水成本高,同时设备占地面积大,最重要的是酸碱废液的排放,不符合当今环保要求。而采用全膜分离技术正好克服了传统水处理技术的缺陷,具有以下优点:(1)膜分离设备的运动部件少,设备紧凑,结构简单,维修和操作简便,容易实现自动控制。(2)产水品质高、性能稳定、能连续生产。(3)膜分离过程可在常温下进行,工作环境安全,无酸碱排放,无污染。(4)膜分离效率高,耗能低,设备体积小,占地少。
2 全膜分离技术应用实例
河北某生活垃圾焚烧发电小型电厂,配备两套往复炉排式生活垃圾焚烧锅炉,以焚烧生活垃圾为主,单台处理能力为500t/d;两台9MW中压单缸冲动凝汽式汽轮机组,锅炉补给水系统设计规模为供水量2×12t/h,原水为当地河水,采用预处理+全膜处理工艺(UF-RO-EDI),控制部分为DCS自动控制系统,产水水质要求符合中压锅炉给水规范:电导率<0.2μS/cm,Si O2<20μg/L,硬度≈0。
工艺流程:调节蓄水池→原水泵→多介质过滤器→活性炭过滤器→超滤(UF)→超滤水箱→一级反渗透装置(RO)→除二氧化碳器→淡水箱→二级反渗透装置(RO)→中间水箱→电除盐装置(EDI)→除盐水箱→除盐水泵→锅炉补水。
预处理系统选用了多介质过滤器和活性炭过滤器,使原水中的大部分悬浮物和胶体状物被截留于滤层,使出水澄清,保证出水的浊度≤5.0mg/L,同时去除水中各种有机物、异味、色度、余氯、微量油等,保证满足超滤进水水质。
超滤膜材质为:PVDF,本工程采用东丽-HFS-2020超滤膜,超滤装置进水条件为水温:15~35℃;保证进水中最大颗粒径≤200μm。
一级、二级反渗透膜材料为:芳香族聚酰胺,采用了美国DOW公司的BW30-400FR卷式反渗透抗污染膜。反渗透装置进水条件,水温:20~25℃;SDI:≤2;残余氯:<0.1mg/L。
反渗透膜元件型式:螺旋卷式,单根膜面积:37m2,膜通量:22.52/m2·h;膜元件规格:8英寸。
EDI系统采用Electropure XL系列XL-500RL模块,本工程配置两套EDI装置,单套产水量为12m3/h,包括3个XL-500RL模块。单只模块运行参数为:产水流量1.6~3.35m3/h;进水温度5~35℃;进水压力2.5~5bar;出水压力:浓水和极水出水压力要比产水出水压力低最少0.3bar;回收率95%;供电电压:200~390VDC;供电电流:1~3A/pc(最大8A/pc)。
该项目锅炉补给水系统已于2010年5月调试完毕,投入运行,各项指标都达到了设计要求,EDI实际产水水质:硬度:≈0;二氧化硅:<6μg/L;电导率(25℃):<0.0556μS/cm,充分满足锅炉给水要求。
3 结束语
在电厂化学水处理工艺中,采用全膜分离技术替代传统的离子交换处理工艺,完全满足锅炉补给水要求,而且解决了传统工艺存在的一系列问题,并消除酸碱废液对环境的污染。
参考文献
[1]张杰.纳滤膜分离技术的发展与工业应用[J].化学工程师,2005,2:41～42.
[2]丁恒如.膜技术在我国电厂水处理中的应用现状和前景[J].上海电力学院学报,2002,18(3):25-26.