化学水处理及水质监督

化学水处理及水质监督水处理工作的主要任务1.净化原水，制备合格的锅炉补给水2.对锅炉给水进行除氧、加药处理3.对锅炉进行炉水加药、排污处理4.对凝结水进行除盐净化处理5.对循环冷却水进行防腐、防垢和防止有机附着物等处理6.对热力系统各部分的汽水质量进行监督7.机组大小修期间化学检查工作8.对机炉停运期间进行设备保养工作炉外水处理我厂炉外水处理系统主要包括：锅炉补给水处理凝结水精处理工业废水集中处理生活污水处理循环水处理1、锅炉补给水处理系统锅炉补给水处理的任务是制备质量合格、数量足够的除盐水供给锅炉。本系统根据功能可分为三部分：预处理系统、预脱盐系统、离子交换除盐系统。预处理系统包含原水箱、自清洗过滤器、超滤装置、超滤水箱等，用于除去水中的悬浮杂质、有机物、胶体、藻类等，降低水的浊度，以达到反渗透系统进水要求；反渗透装置即预脱盐系统,它包括保安过滤器、高压泵、反渗透膜组件等,能够去除水中97%以上的盐份；离子交换除盐系统包括除碳器、除碳水箱、阳床、阴床、混床、除盐水箱、除盐水泵等，用以保障出水能达到产水水质指标。系统流程如下：原水→原水箱、原水泵→自清洗过滤器→超滤装置→超滤水箱、反渗透给水泵→反渗透保安过滤器→反渗透高压水泵→反渗透装置→除碳器→淡水箱、淡水泵→强酸阳离子交换器→强碱阴离子交换器→混合离子交换器→除盐水箱、除盐水泵→主厂房。主要工艺设备描述1.1自清洗丝网过滤器自清洗丝网过滤器分为两个滤网，水首先经过粗滤网滤掉较大颗粒的杂质，然后到达细滤网将较小的颗粒杂质去除。过滤介质中的杂质在细滤网内侧逐渐累积，滤网的内、外两侧就形成了一个压差。当压差达到预设值时，自动清洗程序启动，此间系统的供水不中断。过滤器的过滤精度为100μm。1.2超滤装置过滤过程超滤膜过滤是一种膜分离技术，用于去除水中细小的悬浮颗粒及部分胶体物质。超滤膜过滤过程是以膜两侧压差为驱动力，以机械筛分原理为基础的一种溶液分离过程,筛分孔径为0.05～0.1μm。元件由PVC外筒和中心出水管，以及中空纤维膜丝组成，膜丝材料为聚醚砜材料。中空纤维膜丝由环氧树脂密封在PVC外筒中，原水从毛细管的内部进入。过滤时，比膜孔径大的颗粒被截留在膜的表面，并存留在毛细管间。而滤液，以及包含在滤液中的离子和小于膜孔径的颗粒物通过膜表面，并被收集到中心集水管中。每一根超滤膜元件由成千上万根中空纤维组成的纤维束组成。超滤装置是根据装置产水要求，由数只乃至数十只组件并联组合而成。反洗过程如果不及时除去保留在毛细管膜表面的颗粒物将堵塞膜孔，从而使过滤压降增加。因此间歇性的反洗是必须的。在反洗时，反洗水的水流方向与过滤时相反。干净的过滤出水，在压力作用下，从毛细管膜的外部向内部冲洗，从而将污垢带出毛细管膜。化学清洗过程超滤膜组件长期使用运行过程中，膜表面会被它截留的各种有害杂质所覆盖而形成滤饼层，甚至膜孔也会被更为细小的杂质堵塞，使水的透膜压力增大。为恢复超滤系统的性能在必要时对超滤装置进行化学清洗，以去除无机、有机及生物污染物等。1.3反渗透装置本系统的主要作用是把经预处理的水进行膜分离脱盐。它包括下列单元设备：5μm保安过滤器高压泵反渗透本体装置反渗透清洗和冲洗系统5μm保安过滤器5μm保安过滤器的作用是截留水中大于5μm的杂质颗粒，防止其进入反渗透系统。这种颗粒经高压泵加速后可能击穿反渗透膜组件，造成大量漏盐的情况，同时划伤高压泵的叶轮。过滤器中的滤元为可更换卡式滤棒,材质为聚丙烯喷熔，当过滤器进出口压差大于设定的值（通常为0.07MPa-0.1MPa）时，应当更换，其正常的使用寿命为3-6个月。高压泵高压泵的作用是为反渗透本体装置提供足够的进水压力，保证反渗透膜的正常运行。反渗透本体装置反渗透本体装置是系统中最主要的脱盐装置，属于膜分离技术的一种，反渗透是利用半透膜透水不透盐的特性，去除水中的各种盐份。在反渗透的原水侧加压，使原中的一部分纯水沿与膜垂直方向透过膜，水中的盐类和胶体物质在膜表面浓缩，剩余部分原水沿与膜平行的方向将浓缩的物质带走。透过膜的水中仅残余少量盐份，收集利用透过水，即达到了脱盐的目的。在补给水处理中反渗透用于离子交换的预脱盐，以降低离子交换器进水含盐量，延长离子交换器的运行周期，减少废酸、碱液的排放量。反渗透设备脱盐率≥97%，反渗透的回收率按75%设计。反渗透原理反渗透卷式膜反渗透卷式膜反渗透装置示意图卷式膜元件特点卷式膜元件类似一个长信封状的膜口袋，开口的一边粘结在含有开孔的产品水中心管上。将多个膜口袋卷绕到同一个产品水中心管上，使给水水流从膜的外侧流过，在给水压力下，使淡水通过膜进入膜口袋后汇流入产品水中心管内。为了便于产品水在膜袋内流动，在信封状的膜袋内夹有一层产品水导流织物支撑层；为了使给水均匀流过膜袋表面并给水流以扰动，在膜袋和膜袋之间的给水通道上夹有隔网层。卷式反渗透膜元件给水流动与传统的过滤流方向不同：反渗透给水从膜元件端部引入，给水沿着膜表面平行的方向流动，被分离的产品水垂直于膜表面，透过膜进入产品水膜袋。如此形成一个垂直、横向相互交叉的流向，而传统的过滤，水流是从滤层上面进入，产品水从下排出，水中的颗粒物质全部截流于滤层上。压力容器无论何种膜元件都必须装入压力容器中方可使用。在每个压力容器内，既可以安装一个膜元件，也可以安装几个膜元件。在膜元件与膜元件之间采用内连接件连接，膜元件与压力容器端口采用适配器连接，压力容器端口采用支撑板、密封板支撑密封。压力容器一般为玻璃钢材质，按照不同压力等级划分。压力容器端口反渗透设备的冲洗和清洗冲洗的作用是用反渗透产水置换反渗透膜中停机后滞留的浓水，防止浓水侧结垢，以保护反渗透膜。高压泵每次停机后，通过合格的过滤水对反渗透膜进行低压冲洗。无论预处理如何彻底，反渗透经过长期使用后，反渗透膜表面仍会受到污染和出现结垢现象，所以要根据反渗透设备的压差、回收率、脱盐率等指标的变化情况定期对其进行化学清洗，作用是根据反渗透膜运行污染的情况，配制一定浓度的特定清洗溶液，清除反渗透膜中的污染物质，以恢复膜的原有特性。1.4离子交换除盐设备离子交换法是指某些物质遇水时，能将本身具有的离子与水中带同类电荷的离子进行交换反应的方法。离子交换树脂是一类带有活性基团的高分子化合物，分为骨架和带有可交换离子的活性基团两个部分，活性基团中的活动部分遇水可以电离，并能在一定范围内自由移动，可与周围水中的其它带同类电荷的离子进行交换反应。阴、阳离子交换器工作原理阴阳床的工作原理是用阳离子交换树脂中的氢离子置换水中盐类的阳离子，用阴离子交换树脂中的氢氧根离子置换水中盐类的阴离子，氢离子和氢氧根离子结合成水，从而使水净化。阳树脂交换反应:2RH+Ca2+→2RCa+2H+2RH+Mg2+→2RMg+2H+2RH+2Na+→2RNa+2H+阴树脂交换反应:2ROH+SO42-→2RSO4+2OH-2ROH+2Cl-→2RCl+2OH-2ROH+2NO3-→2RNO3-+2OH-离子交换器工作了一段时间之后，阴阳树脂的交换能力就会被原水中的盐类所饱和而失去交换能力，利用离子交换反应的可逆性，用盐酸、氢氧化钠稀溶液对树脂进行再生，以恢复其交换能力。混合离子交换器工作原理混床是将阴、阳离子交换树脂置于同一交换器内，运行前用压缩空气使阴阳树脂充分混合。此时两种树脂颗粒均匀、紧密的排列，相当于很多级阴床和阳床串联起来，消除了反离子干扰，从而得到高纯度的水。在混合离子交换器工作了一段时间之后，当阴阳树脂的交换能力被原水中盐类所饱和时，离子交换器出水的水质就发生明显的变化，当出水的电导率＞0.2μs/cm或SiO2＞20μg/L时，停止工作，用酸、碱进行再生处理，恢复树脂的交换能力。混合离子交换器再生时首先进行反洗分层，使阴阳离子交换树脂完全分离，阳树脂沉在下面，阴树脂在上面，然后分别用酸碱再生。2、凝结水精处理系统凝结水处理的目的凝结水是给水的主要组成部分，为了提高给水水质，适应我厂亚临界高参数大容量机组对给水水质的严格要求，不仅需要对锅炉补给水进行除盐处理以及对炉水进行加药调节处理，还需对凝结水进行深化处理，彻底除去凝结水中的各种盐分、胶体、硅、金属氧化物、悬浮物等杂质。使水气品质得到改善和提高，以保证机组安全稳定运行。凝结水精处理系统工艺流程旁路由凝结水泵来水高速混床轴封加热器失效树脂树脂分离罐阳树脂再生后树脂阳再生罐兼储存罐阴树脂阴再生罐1、入水管2、挡板3、联板4、进脂管5、筋板6、挡板7、布水装置8、水帽9、平衡管10、树脂11、水帽12、出水集水装置13、出水管14、出脂管15、视镜高速混床的结构高速混床与锅炉给水处理混床的区别所使用的树脂要求不同，因高速混床运行流速高,故要求树脂的机械强度必须足够高，与普通混床相比，树脂的粒度应大而均匀，有良好的水力分层性能。在化学性能方面，高速混床要求树脂有较高的交换速度和较高的工作交换容量，这样才有较长的运行周期。填充树脂的量不同，普通混床阴、阳树脂比一般为2：1，而高速混床为1：1或者2：1。高速混床采用体外再生，要求排脂装置应能排尽筒体内的树脂，进水装置配水应均匀。高速混床的出水水质标准比普通混床高。再生工艺不同，高速混床再生时，需要用空气擦洗树脂去除污物，以保证树脂有良好的性能。3、工业废水处理系统经常性废水处理化学水处理站排出的酸碱性废水进入废水处理系统后，在一座1000m3废水池中进行空气搅拌，然后直接进入最终中和池进行加酸碱调节pH值到6～9，流入清净水池,用清水排放泵排至公用水池回用。其工艺流程为：化学水处理站来酸碱性废水→经常性废水储存池→最终中和池→清净水池→综合水泵房公用水池非经常性废水处理空气预热器清洗排水或锅炉化学清洗废水送至废水集中处理站内的3座1000m3废水储存池，经空气搅拌、加酸碱调节pH值和加药絮凝后进入澄清器，产生的清水流入最终中和池与酸碱废水混合，之后按酸碱性废水处理方法进行处置，排出的泥浆送至泥浆处理系统。其水处理工艺流程为：空气预热器清洗排水（或锅炉化学清洗废水）→非经常性废水储存池→絮凝槽→澄清器→最终中和池→清净水池→综合水泵房公用水池泥浆脱水工艺流程为：各种泥浆水→泥浆池→污泥脱水机→卡车运走4、生活污水处理系统生活污水处理采用沉淀法和生物氧化处理工艺,目的是去除水中的悬浮物、COD、BOD、NH3-N。生物氧化的第一阶段是碳化物被分解成二氧化碳和水，氮化物生成氢。同时，由于微生物的作用产生絮凝物。第二阶段是氨和部分甚至全部絮凝物氧化成硝酸盐及碳酸盐为止。系统流程生活污水→格栅井→调节池→初沉池→好氧生物处理→二沉池→消毒池→出水5、循环水处理系统循环水处理的目的循环冷却水主要作为凝汽器的冷却介质。我厂主要采用中水作为循环水补充水，其中含有许多有机和无机的杂质，它们会在凝汽器管内产生水垢、污垢和发生腐蚀。由于水垢、污垢的传热性很差，它的形成会导致凝结水温度升高，从而使凝汽器真空度降低，影响汽轮机的出力和运行的经济性。不锈钢管受到腐蚀会减弱其机械强度，甚至会穿孔，使冷却水漏入凝结水中，影响锅炉的安全运行。循环水处理工艺杀菌处理为抑制循环水中微生物和藻类在凝汽器管中生长形成泥垢，降低热交换效率，采用交替投加氧化性和非氧化性杀菌剂的方法对循环水进行杀菌除藻处理。加稳定剂处理循环水中加稳定剂是为了提高循环水的极限碳酸盐硬度，防止凝汽器管及管路结垢。加硫酸处理由于循环水不断地被加热而浓缩，碳酸氢钙分解成碳酸盐，使凝汽器管路结垢。在循环水中加入硫酸是为了将循环水中碳酸盐转变成溶度积较大的硫酸盐，防止凝汽器及管路结垢。炉内水处理及水质监督汽水取样装置每台机组设置一套水汽取样装置，它通过对高温、高压的水汽样品进行降温减压、恒温处理，取得具有代表性样水，并将样水控制在额定的温度、压力范围内，供人工取样和化学分析仪表监测水汽品质，采用记录仪或计算机实现记录、监测和报警功能，从而保证整个机组的安全可靠运行。炉水加磷酸盐处理加药原理：使炉水中维持一定量的PO4