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浅析关于锅炉补给水处理方式

郑东昊

太原理工大学环境科学与工程学院给排水1401班

摘要：

工业锅炉用水一般为自来水和地下水，在经过锅炉加热后很容易产生水垢，还会对锅炉内壁产生腐蚀，严重危害锅炉的正常使用。

因此锅炉补给水的处理就显的尤其重要。

在此我就对现阶段比较主流的一些锅炉补给水处理方式进行一下讨论

关键词：

超滤，反渗透，全膜，浅除盐，锅炉。

引言：

目前，随着能源紧张、原材料价格大幅度提高、水资源匮乏等问题的日益突出，反渗透脱盐，超滤法等技术以其能耗低、无污染、适应性强、便于操作、运行费用低等显著特点，在锅炉补给水方面占据愈来愈重要的地位。

1.超滤法

超滤是利用一种压力活性膜，在外界推动力（压力）作用下截留水中胶体、颗粒和分子量相对较高的物质，而水和小的溶质颗粒透过膜的分离过程。

通过膜表面的微孔筛选可截留分子量为3×

l0～1×

10的物质。

当被处理水借助于外界压力的作用以一定的流速通过膜表面时，水分子和分子量小于300--500的溶质透过膜，而大于膜孔的微粒、大分子等由于筛分作用被截留，从而使水得到净化。

也就是说，当水通过超滤膜后，可将水中含有的大部分胶体硅除去。

同时可去除大量的有机物等。

工艺流程试验采用4组件并联系统，产水量2m3／h。

为防止工业水管路中夹带大颗粒划伤膜表面，在超滤组件前设置20p．m聚丙烯蜂房式滤芯过滤器。

超滤膜失效后用5％盐酸还原，可反复使用。

试验设计了独立的反洗系统，可使膜的清洗控制更加灵活方便，保持超滤膜的透水量相对稳定。

浓水可以部分或全部循环使用，以提高水的利用率。

操作压力试验通过从0．07～0．16MPa之间10个压力参数下超滤膜透水量的测定，表明随着操作压力的增加，透水量基本呈线性增大，这表明压力是超滤过程的主要动力。

试验还测定了不同操作压力下，透水量随时闻的变化规律。

可以看出：

透水量的衰减速率随着操作压力的提高而增大，这表明操作压力的提高将加剧浓差极化，在膜表面累积的高分子及胶体物质将形成所谓的第二动态膜。

即凝胶层，严重影响水流状态和增加水分子及低分子量物质的透过阻力，致使外界增加的压力与所产生的阻力相平衡,导致透水量急剧下降，因此超滤宜在尽可能低的操作压力下工作。

浓水流量试验表明，浓水流量过低时，透水量的衰减明显加剧。

这是因为浓水流量过低时，由于水流状态趋向层流，造成膜表面凝胶层增厚，浓差极化现象更加严重，使水分子和低分子量物质透过膜的阻力增大．导致透水量明显下降。

因而浓水流量不宜过低，要提高水的利用率可以通过浓水回流来实现。

运行水温试验表明，温度是影响超滤透水量的主要因素，透水量对温度的变化非常敏感，水温升高一方面降低了料液的粘度，使水流状态得到改善，另一方面加速了分子的运动，使水分子和低分子量物质更易透过膜。

随着水温的升高，透水量随时间的衰减趋势也逐渐平缓。

在25℃时，可保持在一个相对稳定的水平上，即该条件下凝胶层基本处于动态平衡，因而在膜的许可温度范围内宜尽可能提高运行水温。

由此可见超滤与传统的预处理工艺相比，系统简单、操作方便、占地小、投资省、且水质极优，可满足各类反渗透装置的进水要求。

合理地选择运行条件和清洗工艺，可完全控制超滤的浓差极化问题，使此预处理方法更可靠。

超滤对水中的有机物和各类胶体均具有良好的去除特性，因而可以考虑扩大到凝结水精处理及离子交换除盐系统的预处理中。

2.反渗透法

锅炉水处理设备技术的发展与对水质的要求紧密相关、我国在解放初期．动力部门以小型低压锅炉为主．相应地采用顺流再生固定床．用沸石作交换剂就能满足锅炉对水质的要求随着动力部门采用高压和超高压锅炉，xCtl,给水的水质要求更高，促使锅炉水处理设备得到迅速发展先后研制和生产出逆流再生固定床、浮动床、双层床、双室床混床电渗析和反渗透等一些锅炉水处理设备这些水处理设备是保证锅炉补给水水质的重要组成部分之一随着现代社会经济的迅猛发展，环境污染日趋严重．地表水及地下水都受到了不同程度的污染，含盐量普遍较高另外，目前我国淡水资源严重缺乏，火力发电厂都应努力压缩工业用水的实际用水量而工业用水量的大幅度减少是建立在提高水的循环利用率，废水处理利用的基础上的将电厂循环水系统的排水作为锅炉补给水水源是较好的节水途径但循环水排污废水的含盐量往往比循环补充水的含盐量高出2倍左右将含盐量较高的水作为锅炉补充水．若仍单纯利用传统的离子交换法，则需要大量的酸碱再生药剂，这样用于每年购买酸碱原材料的费用是相当可观的．而且大量的酸碱废水污染环境，且再生频繁、程序繁多，操作管理极不方便因此，单纯的离子交换除盐已不能满足目前工业迅猛发展的需求目前，我们较多地采用反渗透技术与离子交换设备相结合的联合除盐方法

反渗透的原理：

反渗透是一种新兴的膜分离技术它的主要原理是在足够的压力（大于渗透压）作用下．利用一种用特殊材料和方法加工制成具有半透膜性能的薄膜的截留作用，迫使溶液中的溶剂和溶质分离．从而达到脱盐、净化和浓缩的目的

反渗透的特点：

反渗透具有脱盐率高（一般在97％以上），对原水水质的变化适应力强，在分离溶质时没有相的转换，设备简单，便于操作管理，占地面积小．出水水质稳定以及制水成本低等显著特点四、反渗透在热电厂锅炉补给水处理中的应用自六十年代制成有工业价值的反渗透膜以来，反渗透技术得到了迅速发展1971年开始有工业性反渗透装置在电厂投入运行目前利用反渗透技术进行水处理的工艺已遍及美国，日本、法国，意大利等国家1979年自天津大港发电厂引进美国杜邦公司的反渗透装置以来，在我国宝山钢铁总厂自备热电厂．天津军粮城电厂、沧州发电厂，郑州热电厂等相继在锅炉补给水处理中采用了反渗透与离子交换相结合的联合水处理工艺，经多年的运行证明．效果良好

在目前水资源普遍被污染、水质恶化以及淡水资源严重缺乏而以循环水排污废水作为电厂锅炉补给水水源以节约水资源，减少废水排放量的情况下，反渗透是锅炉补给水处理的相对效果优良的方案。

因而其在电厂锅炉补给水处理中应用也较广泛。

3.全膜法

全膜法水处理包括超滤、反渗透及电去离子（EDI）等工艺。

改造完成后，因无废酸碱排放,可减少废水排放对环境的污染。

另外，全膜法水处理系统按珠江水水质设计，允许水源最高含盐量为9500mg／L，全年均可使用珠江水制水，因此每年可减少购自来水量150万t以上。

考虑到水质可能进一步恶化及海水倒灌现象日趋严重，系统按最差水质指标进行设计,允许水源最高含盐量为9500mg／L。

珠江水经混凝沉淀、过滤预处理后进人清水池，水池的水经清水泵升压进入全膜法水处理系统，工艺流程如下：

清水池一清水泵一自清洗过滤器一超滤装置一超滤水箱一反渗透增压泵一保安过滤器一一级高压泵一一级反渗透装置一除二氧化碳器一中间水池一二级高压泵一二级反渗透装置一二级反渗透产品水箱一EDI给水泵一EDI保安过滤器一EDI装置一除盐水箱一除盐水泵一发电机组。

全膜法水处理是一种先进的水处理技术，水源适用范围广，且工艺简单，容易实现自动控制。

（2）全膜水处理系统占地面积小，将传统离子交换水处理工艺改造为全膜法水处理工艺，容易实现原址扩容，而且改造不会影响生产的连续性。

全膜水处理工艺不用酸碱再生树脂，因而无废酸碱排放。

生成的浓水可与循环冷却水排水混合后一起排放，不会污染水域环境。

对于沿海某些电厂，全膜水处理工艺运行成本低于传统离子交换，经济可行。

应用全膜法水处理技术是水处理行业发展趋势

浅除盐法：

4.浅除盐法

浅除盐是指通过离子交换树脂把水中所含盐量部分的去除。

浅除盐技术通常是通过在原有水处理系统的基础上增加弱酸性阳离子交换树脂或弱碱性阴离子交换树脂，现以弱酸性阳离子交换树脂为例进行说明。

目前得到推广使用的弱酸树脂主要是丙烯酸型，由于其活性基团主要是羧酸（一COOH）．故亦称羧酸树脂，表示为RCOOH。

弱酸树脂主要与水中碳酸盐硬度起交换反应：

2RCOOH+Ca（HCO3）2_÷

（RCOO）2Ca+2H2CO3

2RCOOH+Mg（HCO3）2—（RCOO）2Mg+2H2CO3

反应中产生的HCO，是弱酸，容易分解为CO，

逸去：

水中的Ca和Mg2离子被树脂吸附，这样就实现了水中碱的去除，也实现了这部分盐的去除。

该工艺流程操作简便，运行费用低．去除率高，而且不会出现污泥膨胀现象。

该工艺具有明显的技术经济优势，有效的减少了污泥产出量．降低了运行成本。

由于该工程没有设置消泡除渣设施．在调试及运行期间曾出现有泥块上浮，泡沫溢出现象。

因此，建议在今后设计SBR工艺处理类似废水时应考虑消泡除渣措施。

结束语本文的结论只是在目前国内水处理技术水平的基础上得出的．并非一成不变随着现代化水处理技术的飞速发展，各种水处理设备将在实际应用中不断克服缺点，更新改造用于各种床型的离子交换设备以及用于电渗析反渗透的膜的性能也会越来越好所以。

今后的设计中，还需根据实际情况，综合考虑。

进行技术经济比较后择优选定水处理设备。

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