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<p align="center">水库水用于保定热电厂锅炉补给水处理的试验研究<br/>刘冰1，刘托民1，王慧敏1，王平2<br/>（1.保定热电厂，河北保定071051；<br/>2.河北省电力试验研究所，河北石家庄050021）?<br/> 摘 要：文章就影响保定热电厂锅炉补给水处理工艺的水中残余氯、有机物和水温等因素进行了试验研究，并提出了相应的处理方案。<br/> 关键词：地表水；水处理；研究<br/> ?目前，面对日益匮乏的地下水资源，地表水作为电站锅炉补给水水源已为许多电厂所采用。由于地下水开采限量，关停自备井势在必行。为了解决水源问题，保定热电厂技改工程拟采用经过保定市第一地表水厂处理后的西大洋水库水（以下简称地表水）作为锅炉补给水水源，地表水厂对水库水采用加氯→混凝→沉淀→过滤→加氯处理。水厂出水控制残余氯在0.5～1.0 mg/L之间。地表水作为该厂锅炉补给水处理的水源势在必行。?<br/>1水质比较<br/> ?表1列出了地下水和地表水的水质分析结果。可以看出，地表水与当地地下水的大部分水质相差不大，经水厂处理后的水中，残余氯、有机物和水温是影响化学水处理的主要因素。<br/> <br/>?<br/>2残余氯对化学水处理的影响及解决办法 ?<br/>2.1地表水残余氯含量现状<br/> ?由于地表水厂主要供保定市生活饮用水，为了杀灭地表水中的菌藻类，地表水厂对原水进行了2次杀菌处理。经过处理后的水中残余氯含量见图1。可以看出，经处理后的水中残余氯含量在0.5～1.0 mg/L之间。而这个含量高于锅炉补给水处理的给水残余氯小于0.5 mg/L的控制要求。?<br/> <br/>2.2残余氯对离子交换树脂的影响<br/> ?氯是最常用的廉价杀菌剂，同时又是一种强氧化剂，能穿透细胞壁与细胞质反应，形成稳定的氯—氮键。因此它对所有活的机体都有毒性，而且在高浓度下可使细胞普遍受到破坏。当离子交换除盐系统的进水含有氧化剂时，阳离子交换器最易受到危害和污染。运行试验证明：当进水中含有0.5 mg/L残余氯时，阳离子交换器在运行4～6个月后，树脂的颗粒就会明显变小。同时，水流阻力增加和按体积表示的中性盐分解容量下降。对于阴树脂，它则会在次氯酸等强氧化剂的作用下使碳链发生改变。强碱性阴树脂往往会因氧化变质而发生交换容量快速下降的情况。<br/>2.3残余氯去除措施<br/> ?由于残余氯会对离子交换树脂造成很大危害，必须去除处理后地表水中的残余氯。通常可采用加药（如亚硫酸钠等）去除、增加活性炭过滤器吸附去除等方法。<br/>2.3.1活性炭去氯<br/> ?活性炭去氯的过程，不仅是多孔活性炭对氯的物理吸附作用，而且还包含催化作用的化学反应。活性炭在整个吸附过程中不存在吸附饱和的问题，而只会损失少量的活性炭，因为水中残余氯在活性炭过滤器中将会发生如下反应：<br/> <br/> 调研发现，大多数单位所使用的活性炭过滤器运行稳定、操作简便、去氯效率高、经济效益明显。由于地表水残余氯最高值仅为1 mg/L，因此，采用活性炭过滤器完全可以达到预期效果。此外，由于活性炭不仅可以去氯，而且能去除水中的臭味、色度等；且当丧失或降低其吸附能力时，还可以再生。因此，使用活性炭过滤器解决去氯问题既是可行的，也应该是最佳的选择。<br/> ?针对地表水和保定热电厂的实际情况，本次试验采用了小型活性炭过滤器装置，通过对处理工况的调整和试验证明：1 m3的颗粒活性炭滤料在去氯处理含余氯量为1.0 mg/L的自来水时，可连续处理60多万m3的水，使其出水余氯含量降到0.05 mg/L以下。<br/> ?值得注意的是，活性炭过滤器的去氯作用往往发生在过滤器上层，而处理不当时，细菌会在下面的炭层中滋生和蔓延。因此，泄漏可能会导致树脂的污染，所以用蒸汽或热水定期对活性炭进行消毒是很有必要的。<br/>2.3.2亚硫酸钠去氯<br/> ?残余氯是强氧化剂，亚硫酸钠为还原剂，二者接触后发生氧化还原反应。残余氯被还原为氯离子而无害化，亚硫酸钠被氧化为硫酸钠。试验发现，亚硫酸钠的处理效果受加药量及反应时间的影响。对于地表水的最佳反应时间约为5 min，加药量为计算药量的2倍左右。当向水中加入1.5 mg/L的亚硫酸钠时，可使原水的残余氯含量降至0.05 mg/L以下，完全能够达到离子交换器的进水要求；并且能够保证水处理设备投运后混床出水达到SiO2<20 μg/L、电导率<0.2 μS/cm的标准要求。?<br/>3有机物污染及防治对策<br/>3.1地表水中的有机物现状<br/> ?保定市处于西大洋水库地表水的中下游，经过保定市近年来的大力整治，已关停了水流地区的大部分污染企业，水库水质有了明显改善。然而，由于地表水为敞开式流动，很难避免与大气的接触和有机物的滋生。从1 a的水质试验结果看，地表水中藻类有机物的夏季含量比其它季节更大一些。<br/> ?因耗氧量大体与水中有机物呈正相关关系，故仅用耗氧量来衡量水中有机物的多少。图2是2001年1月至12月间地表水耗氧量与地下水的比较。?<br/> <br/>3.2有机物造成树脂污染的原因及危害<br/> ?当离子交换器的入水中含有大量有机物时，有机物就会吸附在树脂表面，在树脂的再生和清洗中不能将它解吸下来。在强碱性阴树脂被有机物污染的过程中，会发生清洗水量逐渐增大的现象。这是因为树脂吸取了有机物上的羧基，就好象在阴树脂上增添了阴离子交换基团，当再生时，这些阴离子转变成羧酸钠：<br/> <br/> 这样就会有NaOH不断漏出，要使-COONa全部水解而恢复至-COOH，需要大量水冲洗。<br/> ?有机物污染树脂的另一危害是会使离子交换树脂的工作交换容量降低。严重时，还可能出现由于在交换运行时有机物的泄漏而使得电导率逐渐上升、pH值逐渐下降（可降至5.4～5.7）以及阴床除硅能力下降使交换器提前漏硅等现象。<br/>3.3水中有机物的去除方法及其可行性<br/> ?除盐系统的进水有机物含量宜控制耗氧量在2 mg/L?以下。因此必须对水中有机物加以清除。工业中常用的去除有机物的方法有：有机物清扫器、石灰处理、添加杀菌剂和活性炭吸附等。<br/> 为解决有机物污染问题，采用以DX-906为填料的有机物清扫器进行了试验。结果表明：DX-906大孔苯乙烯吸附树脂在运行流速20～30 m/h的条件下，对水中有机物的去除率均在35%以上，对CODMn的吸附容量大约为4 g/L，并且失效后可用NaCl和NaOH进行复苏再生，恢复能力在85%左右。另外，运行中废弃的强碱性阴树脂也可以作为吸附剂去除水中有机物，它对水中有机物的去除率高达50%以上。因此，使用有机物清扫器和活性炭过滤器可以将地表水中的CODMn降至1 mg/L以下，完全可以满足电站锅炉补给水处理的进水要求。?<br/>3.4注意事项<br/> 因DX-906大孔苯乙烯吸附树脂对有机物的吸附性能受pH值和温度的影响，建议使用时原水及pH值应在6～9之间，温度不高于38 ℃。同时，在有机物清扫器的运行中，应严密监视床体的运行及进/出水的水质情况，以便及时发现和解决问题。<br/>4地表水水温的影响<br/> ?图3是地表水与地下水水温变化曲线。可以看出，地下水的水温常年保持在14～20 ℃，全年水温变化不大；而地表水的水温随气候变化的波动很大，冬季甚至可能降到4 ℃以下。水温降低会降低水中离子活度，影响离子交换树脂的交换速度。在一定范围内提高水温，能同时加快内扩散和膜扩散的速度，所以在离子交换器运行时，将水温提高到30～50 ℃，可以达到较好的交换效果。因此，利用地表水作为电站锅炉补给水时，应增加生水加热器，以提高地表水水温。??????? <br/> <br/>5结论<br/> ?以上处理方法不是各自孤立的，只有将这几种单元操作有机地结合成一个整体，合理配置主次关系和先后次序，才能最大限度地发挥各个单元的优势，更加有效地消除和解决地表水中残余氯、有机物和水温对化学水处理的影响。试验研究认为：地表水含盐量、总硬度等主要指标均小于地下水，如果采取添加活性炭，增加以DX-906大孔苯乙烯吸附树脂为填料的有机物清扫器，增加生水加热器等措施，则地表水完全可以代替地下水作为电站锅炉补给水水源</p><p></p> |
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