化学水处理

一、水处理的重要性众所周知，水是电厂整个热力循环系统的工作介质，也是一些热力设备的冷却介质，可称得上电厂中流动的“血液”。

长期的实践使人们认识到，热力系统中水的品质是影响发电厂热力设备（锅炉、汽机等）安全，经济运行的重要因素之一。

火电厂中由于汽水品质不良而引起热力设备结垢、腐蚀及过热器和汽轮机的积盐例如，当火电厂的省煤器中结有1mm厚的水垢时，其燃料用量就比无垢时多消耗1.5％-2.0％。

因火电厂的燃料用量很大，所以燃料的消耗率即使只有微小的增加，也会造成巨额的经济损失。

二、水处理工作内容：(1) 净化生水，制备热力系统所需高品质的补给水。

它包括除去天然水中的悬浮物和胶体状态杂质的澄清、过滤等预处理；除去水中溶解的钙、镁离子的软化处理；或除去水中全部溶解盐类的除盐处理。

这些制备补给水的处理，通常称为炉外水处理。

(2) 对给水要进行除氧、加药等处理。

(3) 对于汽包锅炉要进行锅炉水的加药处理和排污，这些工作称为炉内水处理。

(4) 对于冷却水要进行防垢、防腐和防止有机附着物等处理。

(5) 对热力系统各部分的汽水质量要进行监此外，化学清洗热力设备以及机炉停运期间的保养工作，与水处理有直接关系，故也应列入水处理工作。

对锅炉补给水、凝结水、循环水进行化学处理，使其水质达到要求。

三、化学水处理系统水源：经混凝过滤处理的皖河水化水间位置：在垃圾卸料平台下0m层，面积大约为28*22.5化学水损失量估算：锅炉、汽轮机汽水损失80*3%＝2.4t/h锅炉排污80*2%＝1.6t/h化学水处理自身耗水量15*10%＝1.5t/h考虑水处理设备为机组启动或事故增加出力 6.5t/h锅炉正常的补水量为 5.5t/h锅炉最大的补水量：12t/h考虑锅炉启动时补水量比较大，本项目水处理系统的出力按15 t/h设计。

四、水处理方案的选择设计院的初步设计：预处理+二级反渗透（RO）+EDI后来考虑到原水水质非常好及投资费用问题改为预处理+一级反渗透（RO）+EDI。

反渗透+电去离子(RO+EDI)脱盐系统是20世纪末发展起来的一种用于水处理的新型脱盐系统。

该脱盐系统出水电导率一般为0.057～0.067 μS/cm(电阻率为15～17.5 MΩ·cm)，系统出水水质完全满足电厂锅炉补给水的要求，是一种环保型的脱盐系统。

与传统离子交换相比，具有出水水质稳定、连续生产、使用方便、无人值守、不用酸碱、不污染环境、占地面积小、运行经济等优点。

五、反渗透简介1、反渗透（RO）技术是利用逆渗透原理，采用具有高度选择性的反渗透膜，能去除水中各种无机盐、溶解性有机物、胶体。

当对盐水一侧施加的压力超过水的渗透压时，可以利用半透膜装置从盐水中获取淡水。

反渗透过程必须具备两个条件：一是必须有一种高选择性和高渗透性（一般指透水性）的选择性半透膜，二是操作压力必须高于溶液的渗透压。

反渗透膜类型：醋酸纤维膜（CA膜）、聚酰胺膜（PA膜）、复合膜反渗透装置型：板框式、管式反渗透、螺旋式反渗透、中空纤维式反渗透管式和中空纤维式的区别：中空纤维式D 40－250μm管式 D 6－25mmRO系统一般预处理方法通常的预处理系统组成如下，粗滤(～80微米)以除去大颗粒，加入次氯酸钠等氧化剂，然后经多介质过滤器或澄清池进行精密过滤，再加入亚硫酸氢钠还原余氯等氧化剂，最后在高压泵入口之前安装保安滤器。

保安滤器的作用顾名思义，它是作为最终的保险措施，以防止偶然大颗粒对高压泵叶轮和膜元件的破坏作用。

含颗粒悬浮物较多的水源，通常需要更高程度的预处理，才能达到规定的进水要求；硬度含量高的水源，建议采用软化或加酸和加阻垢剂等，对于微生物及有机物含量高的水源，还需要使用活性炭或抗污染膜元件。

SDI值：SDI（Silt Density Index）也称为淤泥密度指数（fouling index），是表征反渗透系统进水水质的重要指标。

与浊度相比，它是从不同的角度来表示水质，但是SDI值比浊度准确和可靠。

浊度的测定是用分光光度法或者目视比浊法来确定水中微粒杂质的含量，但是不能准确测量水中不感光的一些胶体微粒。

氧化还原电位ORP：氧化还原电位ORP是表征水体中氧化性物质和还原性物质多少的一种参数。

氧化还原电位一般以毫伏（mV）为单位，当氧化还原电位呈正值时表示水体中含氧化性物质，当氧化还原电位呈负值时表示水体中含还原性物质。

级和段的概念级：指原水的渗透次数，即产水透过反渗透膜元件的次数。

一级反渗透的脱盐率可达98%-99%，因而多级反渗透可实现99.5%以上的脱盐率。

段：指原水流经压力容器的次数，即浓缩水流经不同压力容器的次数。

采用多段系统可以提高系统回收率，但产水水质较差。

段数的多少直接影响系统的回收率，段数越多，回收率越高，因此普通以脱盐为目的的反渗透系统采用2 段或3 段工艺居多，可以实现的最高回收率约为75%；以浓缩为目的的反渗透系统，可以采用3 段以上的排列方式，实现85%以上的系统回收率。

本厂反渗透系统主泵——采用丹麦格兰富水泵。

水泵扬程140m。

膜组件——采用20支美国陶氏节能型芳香族聚酰胺膜组成。

设计处理能力：20m3/h型号：BW30-365FR在线加药反渗透预处理根据原水水源不同常常用到药剂投加装置，最常用的有絮凝剂投加装置、杀菌剂投加装置、还原剂投加装置及阻垢剂投加装置。

絮凝剂投加装置：原水中除含有泥沙外，通常还有颗粒很细的尘土、腐殖质、淀粉、纤维素及菌类、藻类等微生物。

这些杂质与水形成溶胶状态的胶体微粒，由于布朗运动和静电排斥力而呈现沉降稳定性和聚合稳定性，通常不能利用重力自然沉降的方法除去。

因此，必须添加絮凝剂，以破坏溶胶的稳定性，使细小的胶体微粒凝聚再絮凝成较大的颗粒而沉淀。

常用的絮凝剂有硫酸铝、硫酸铝铵、硫酸亚铁、聚合氯化铝、三氯化铁、聚合硫酸铁、聚合氯化硫酸铁、聚合氯化铝铁以及有机高分子絮凝剂等絮凝剂投加装置主要由溶解箱、搅拌器、计量泵、计量箱、液位显示计等组成。

絮凝剂的投加量因原水水质不同而不同，一般为3-20ppm。

絮凝剂的投加点应设在管道混合器前。

杀菌剂投加装置：细菌和微生物主要是随着原水进入系统的。

进入反渗透系统的细菌和微生物会在膜元件及管道内繁殖生长，形成生物黏泥造成膜的生物污染。

生物污染会严重影响膜的性能，其表现特征主要为水通量逐渐下降，运行压差逐渐增加；细菌和微生物的侵蚀会引起膜脱盐率的下降；对于复合膜，虽然不会被细菌侵蚀，但细菌黏泥会造成膜元件的污堵。

由于生物黏泥的附着力较大，因此，一旦发生生物污染就较难进行清洗。

为了防止这些污染，通常采用对原水进行杀菌处理，常用的杀菌剂有C12、NaOCl、O3等。

为了保证足够的接触时间，杀菌剂的加入点应尽可能靠前，以便使水在进入膜组件前完成杀菌过程。

应注意的是加氯消毒后，给水在进入膜组件前应除去残余氯，使余氯量<0.1mg／L。

杀菌剂投加装置主要由溶解箱、搅拌器、计量泵、计量箱、液位显示计等组成。

杀菌剂的投加量因原水水质不同而不同，一般为0.5-5ppm。

杀菌剂的投加点通常设在过滤器前。

还原剂投加装置：当原水中加入杀菌剂时，水中将会有余氯，脱除余氯的方法有活性炭吸附及加入还原剂。

NaHS03则按以下反应进行脱氯。

NaHS03+C12+H20 - NaHSO4+2HCl该反应完成仅需数秒，因此，NaHS03的加入点通常设在保安过滤器前。

为了保证反应完全，NaHS03的加入量应不少于化学计量的两倍，即1mg/L的C12要投入1.465mg/L的NaHS03。

还原剂投加装置主要由溶解箱、NaHS03搅拌器、计量泵、计量箱、液位显示计等组成。

还原剂的投加量因原水水质不同而不同，一般为1-5ppm。

还原剂的投加点通常设在多介质过滤器后，活性炭过滤器和精密过滤器前。

阻垢剂投加装置：对于苦咸水的反渗透系统中，需要考虑浓水中CaC03、CaS04的结构倾向；特殊情况下，还需考虑BaS04、SrS04等结垢倾向。

防止这些结垢的方法，通常是在进水中加入阻垢剂。

阻垢剂对硫酸盐、碳酸盐、CaF2等结垢倾向的控制很有效。

加入少量阻垢剂，使之吸附在结晶的成长格子中，阻碍晶体成长。

大多数阻垢剂有一些分散剂的作用，在反渗透浓水中难溶盐还来不及沉积在膜表面上，已随浓水排放。

传统的阻垢剂为六偏磷酸钠(SHMP)，这是一种低成本的阻垢剂，对于CaC03、,SHMP可以控制浓水中的LSI≤1时不会沉淀。

如LSI>1，还需加酸调节pH值。

SHMP的缺点是不稳定，难溶解，且易水解。

水解不仅降低其效能，且增加磷酸钙的结垢机会。

近年来，反渗透膜专用阻垢剂应用越来越广泛，与SHMP相比更稳定、更有效，可以使LSI值提高到2.5左右。

①阻垢效能高，在不加酸的条件下，原水LSI指数最大允许值为2.8，在此范围内可有效地控制无机物结垢。

②主要成分为含磷小分子有机物，在水中性质稳定，不易分解产生具有微生物营养的正磷酸盐营养物，排放后也不会对环境产生污染。

③为高效的分散剂，可控制铁、铝及重金属污染，也可以对堵塞膜微孔的铁胶体和细小颗粒起到分散作用。

阻垢剂投加装置主要由计量泵、计量箱、液位显示计等组成。

阻垢剂的投加量因原水水质不同而不同，一般为2-5ppm。

杀菌剂的投加量因原水水质不同而不同，一般为0.5-5ppm。

杀菌剂的投加点通常设在过滤器前。

精密过滤器(微滤)又常称为保安过滤器，常作为对反渗透(纳滤)系统前的最后一道预处理装置。

精密过滤器采用成型滤材，如滤布、滤网、滤片、滤膜、滤芯，根据不同的滤材及滤材的过滤精度来确定精密过滤器的过滤器，一般为0.01-1μm；5-20μm；20-100μm；精密过滤器常设置在压力过滤器之后，以除去浊度为0.4NTU以下的细小颗粒，来满足后续工序对进水的要求。

有时也设置在整个水处理系统的末端，防止细小的微粒流入成品水中。

精密过滤器的滤材(滤芯)是消耗性材料，当工作压差达到0.1Mpa，需要更换。

六、电除盐EDI装置电除盐法（Electrode ionization）又被称作填充床电渗析，中文全称为“连续电去离子技术”，简称EDI。

它利用电渗析过程中的极化现象对离子交换填充床进行电化学再生，集中了电渗析和离子交换法的优点，克服了两者的弊端。

电去离子（EDI）技术是一种很好地融合了电渗析技术和离子交换技术、将混床树脂填充于离子交换膜之间，在直流电场作用下，实现连续除盐的新型水处理方法。

它兼有电渗析技术的连续除盐和离子交换技术深度脱盐的优点，避免了电渗析技术浓差极化和离子交换技术中的酸碱再生等带来的问题。

EDI装置可连续生产高纯度的除盐水。

电渗析脱盐过程：电渗析技术利用多组交替排列的阴、阳离子交换膜，这种膜具有很高的离子选择透过性，阳膜排斥水中阴离子而吸附阳离子，阴膜排斥水中的阳离子，而吸附阴离子。