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中水回用于循環(huán)水冷卻水的處理措施和成效
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9839
發(fā)表日期:
2020-4-27
概述
隨著環(huán)保要求和節(jié)約用水的需要,越來越多的用戶使用城市中水作為循環(huán)冷卻水的補水。由于污水處理廠來水水源復雜且處理水平有較大差異,使進入循環(huán)水系統(tǒng)的城市中水水質存在很大的差異。這些差異常常超出一般循環(huán)冷卻水水質控制標準,給循環(huán)冷卻水處理工作造成困難。
防止系統(tǒng)結垢、腐蝕和微生物控制是循環(huán)冷卻水處理的主要任務,怎樣解決品質惡劣的中水回用于循環(huán)冷卻水后帶來的以上問題成為處理的難點。
2 項目和水質簡介
2.1 項目簡介
河北大唐國際豐潤熱電公司2×300MW機組是由大唐國際和唐山市建設投資公司共同出資建設的熱電聯(lián)產(chǎn)項目,是按照循環(huán)經(jīng)濟、節(jié)能環(huán)保理念建設的“綠色電廠”。機組同步安裝脫硫設施,預留脫硝位置;鍋爐采用低氮燃燒技術,有效降低氮氧化物排放;燃煤儲運采用儲煤罐、自動噴淋和除塵設備,大大減少對周邊環(huán)境的影響;機組采用二次循環(huán)供水系統(tǒng),設計使用中水,全部廢水經(jīng)處理后實現(xiàn)“零”排放。
我廠循環(huán)冷卻水采用豐潤污水處理廠二級污水(中水)作為循環(huán)冷卻水的補水,中水直接進入循環(huán)冷卻水系統(tǒng)。
循環(huán)水中要維持20mg/L的磷酸根在水中需要將pH降低到6.85,但是低pH運行意味著循環(huán)水要加入大量的硫酸和增加系統(tǒng)硫酸鈣結垢趨勢,并且因為補水的不穩(wěn)定性,當補水正磷含量降低時如果無法及時恢復高pH運行,系統(tǒng)將遭受嚴重的腐蝕。
另外,針對循環(huán)水正磷偏高、補水來源不同的情況,為防止磷酸鈣的析出,制定了正磷超過指標時的應急處理方案,增加了輔助投加磷酸鈣分散劑的措施,以期達到循環(huán)水穩(wěn)定控制和安全運行的
目的。
采取的具體控制方法是:當循環(huán)水的正磷大于10mg/L以上,需要將pH控制在8.0以下,以防止磷酸鈣垢;當循環(huán)水中正磷大于20mg/L以上,水溫大于15℃,控制pH小于8.0,并添加磷酸鈣分散劑LQ-86013ppm(按總補水添加);當循環(huán)水正磷大于30mg/L以上,水溫大于15℃,控制pH在7.0~7.5之間,并添加磷酸鈣分散劑LQ-86015ppm(按總補水添加)。
經(jīng)過采取以上各種措施,使機組在運行兩年多的時間里,達到了有效阻止磷酸鈣沉積的效果。
3.1.2 微生物的控制?刂屏讼到y(tǒng)磷酸鹽結垢只是消除了循環(huán)水運行危害之一,磷酸鹽、氨氮、硝酸根、COD等因素引起的微生物繁殖問題同樣是我廠循環(huán)水處理的重點。
因為中水本身含有細菌,在循環(huán)水中適宜的溫度、良好的通風、充足的養(yǎng)料條件下,細菌會迅速地繁殖。在此情況下,常用的殺菌劑處理效果不
明顯。
以常用的某殺菌劑而言,其2小時內(nèi)實驗室殺菌率可以達到99%以上,現(xiàn)場24小時殺菌率達到95%以上,在某廠使用多年效果良好。但是在中水回用的循環(huán)水系統(tǒng),該殺菌劑表現(xiàn)并不令人滿意,因為使用該殺菌劑48小時時,細菌恢復到了原有數(shù)量。而循環(huán)水系統(tǒng)中,長效的細菌控制比短期的殺菌更具有實用意義,所以我們經(jīng)過試驗篩選了一種長效抑菌作用的殺菌劑,該殺菌劑可以在7~10天時間內(nèi)保持較高的殺菌效果,再配合氧化性殺菌劑進行處理,避免了細菌短期爆發(fā)引起的系統(tǒng)
故障。
氧化性殺菌劑采用沖擊式添加顆粒狀產(chǎn)品,該殺菌劑有效氯含量在90%以上,在水中溶解度較小,溶解速度中等,可以短時間內(nèi)連續(xù)釋放有效氯,既保證了系統(tǒng)微生物的抑制,又避免了速溶性殺菌劑帶來的瞬間余氯過高的腐蝕危害。
3.2 制定合理的加藥方案
在循環(huán)水系統(tǒng)運行初期,加藥、加酸設備無法正常運行,循環(huán)水指標波動較大,藥劑只能靠人工添加,用藥量較大,pH控制不穩(wěn)定,使循環(huán)冷卻水處理存在較大的安全隱患。隨著加藥、加酸設備的正常,現(xiàn)場根據(jù)循環(huán)水分析數(shù)據(jù)及時調(diào)整加藥量,使循環(huán)水指標控制在合格范圍之內(nèi)。
3.3 應急措施處理方案
盡管我廠對于循環(huán)水控制指標進行了限定,但是基于中水水質不穩(wěn)定的原因,難免會有超標現(xiàn)象發(fā)生。我廠對于中水進一步超標制定了應急方案,當中水水質超出控制標準較高時,利用部分井水代替中水,以緩解中水水質惡劣帶來的危害。以2011年1~4月#1機循環(huán)水為例,合計補充中水94萬噸,合計補充地下水21萬噸。
3.4 加強專業(yè)人員培訓
針對我廠化學人員基礎知識薄弱的問題,采取內(nèi)部培訓和邀請服務廠家現(xiàn)場培訓的方式,取得了較好的培訓效果;瘜W人員在分析測試技術、理論知識、現(xiàn)場操作等方面得到了很大提高。
3.5 加強水質監(jiān)督力度
鑒于我廠循環(huán)冷卻水水質的特殊性,我廠加強了水質監(jiān)督力度,并取得了一定成效。現(xiàn)場加強了循環(huán)水、中水指標監(jiān)控,增加了化驗頻次、定期懸掛試片、測細菌總數(shù)等措施。保證了循環(huán)水水質指標控制在合格范圍之內(nèi)。
由于中水水質惡劣,給循環(huán)水的堿度、鈣離子等指標的控制帶來難度。我們通過加酸控制堿度,合理排污控制鈣離子,有效減緩了結垢的壓力。
由于循環(huán)水的濁度比較高,勢必帶來凝汽器內(nèi)粘泥沉積和增大結垢風險的問題。其他電廠的多次檢修實踐表明:如果膠球質量不好或膠球投加不及時,造成清洗效果不理想,很容易在管材表面造成粘泥沉積,產(chǎn)生腐蝕和結垢問題。因此膠球清洗工作非常重要。
為了減少粘泥沉積,保持管材表面的清潔,經(jīng)過化學和汽機專業(yè)協(xié)商,改善了膠球清洗方案,化學專業(yè)配合汽機對膠球質量進行了指標規(guī)定,保證濕態(tài)膠球直徑比換熱管內(nèi)徑大1~2mm,不但考察膠球的收球率,還制定了篩球率指標,定期淘汰一些不合格膠球,并且保證不合格膠球不高于總膠球數(shù)的20%,使膠球系統(tǒng)發(fā)揮了應有的擦除效果,對輔助保持換熱器清潔發(fā)揮了重要作用。 另外,如果凝汽器內(nèi)進入了填料碎片、膠球、石塊等雜物,會造成管口的堵塞,引起水流不暢,進而影響換熱效果,堵塞嚴重時還會帶來粘泥沉積、腐蝕或結垢問題。水塔的填料曾發(fā)現(xiàn)有破損現(xiàn)象,破碎的填料很容易隨循環(huán)水進入凝汽器,堵塞管口。我們對填料等雜物問題一直保持了持續(xù)跟蹤,并及時更換了破損的填料。
4 取得的成效
循環(huán)水日常腐蝕監(jiān)測通過水池掛片法,掛片類型為與凝汽器管材相同的316L不銹鋼管和低碳鋼,并在凝汽器內(nèi)部長期懸掛316L不銹鋼管。水池掛片每個月取出觀察外觀和稱重,凝汽器內(nèi)部掛片在檢修時檢查,用于長期腐蝕和結垢監(jiān)測。
從掛片外觀可以看出,不銹鋼和碳鋼均光亮如新(見圖12)。稱重測量顯示,不銹鋼掛片腐蝕速率為0.0002mm/a,碳鋼掛片腐蝕速率為0.012mm/a,都遠遠小于《工業(yè)冷卻水處理設計規(guī)范(GB50050-2007)》中關于金屬腐蝕率不銹鋼0.005mm/a、碳鋼腐蝕率0.075mm/a的要求。從側面顯示了我廠采用的穩(wěn)定高濃度磷酸鹽處理技術不單單是阻止了結垢的發(fā)生,而且全面抑制了系統(tǒng)金屬的腐蝕。
4.3 節(jié)約用水
我廠循環(huán)水塔的補水量和排污量,單機循環(huán)量為35000噸/小時,蒸發(fā)損失按照全年平均值1%計算。以全部使用地下水為例,濃縮倍數(shù)達到8倍與2倍,單機每年僅補水部分可以節(jié)約的水費即達到750萬元。
采用中水作為補充水,會節(jié)約大量的新鮮水和費用。然而由于中水水質惡劣,造成循環(huán)水藥劑消耗量比較大。為此,采取了以下措施:與污水處理廠進行協(xié)調(diào),要求其出水達標;由藥劑廠家做動態(tài)試驗,進一步提高藥劑性能,并提高循環(huán)水濃縮倍數(shù);更改實驗室有機磷、正磷等檢測方法,消除其它雜質干擾,提高測定準確度;加強對循環(huán)水阻垢劑加藥泵的維護,發(fā)現(xiàn)故障及時修復。
經(jīng)過以上改進措施后,阻垢劑加藥量有所
降低。
在補充水的費用上,如果不計算排污費用,使用中水費用最低;使用地下水費用最高;使用混合水,不同比例下費用不同。但是風險與費用之間是一個矛盾,在循環(huán)水處理中,安全性和經(jīng)濟性是捆綁在一起的,在保障安全的基礎上,努力提高經(jīng)濟效益是我們始終追求的目標。經(jīng)過測算和綜合評價之后,以使用中水與地下水比例為6:1的方案為處理效果和費用的****方案。
以中水作為補充水后,節(jié)約了大量的新鮮水,全廠年使用中水約540萬噸,對于緩解城市供水緊張和提高水的重復利用率具有巨大的社會效益。
從費用節(jié)約而言,使用城市中水綜合處理費用比使用新鮮水節(jié)約275萬元,為企業(yè)節(jié)約了運行
成本。
5 今后的計劃
中水回用作為循環(huán)冷卻水可以節(jié)約大量的新鮮水,但同時也會帶來很多的運行問題,我廠應積極與污水處理廠聯(lián)系,促進其提高處理水平,保障出水水質合格;當中水水質惡化時及時啟動應急方案,降低水質惡化造成的影響;根據(jù)中水水質的變化,及時設計針對性的方案,進一步提高管理水平、增加培訓以及與服務供應商的交流;在有條件下的情況下增加廠區(qū)內(nèi)部預處理裝置,降低中水中部分危害性指標。
6 結語
我公司在中水水質不穩(wěn)定、水質超標的情況下對循環(huán)水水質進行了有效的控制,通過系統(tǒng)檢查驗證了處理措施的有效性,換熱設備無腐蝕、結垢和微生物沉積的發(fā)生,保障了設備的安全運行。但由于中水水質惡劣,運行風險還是會長期存在,我們要把循環(huán)水處理作為重點工作,長抓不懈。
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