活性炭在電廠(chǎng)應(yīng)用中的問(wèn)題與試驗(yàn)研究

丁業(yè)

摘 要：本文詳細(xì)闡述了活性炭在火力發(fā)電廠(chǎng)化學(xué)水處理中的重要性，并針對(duì)活性炭應(yīng)用中存在的問(wèn)題進(jìn)行試驗(yàn)研究。在此基礎(chǔ)上，總結(jié)、歸納了幾點(diǎn)活性炭在電廠(chǎng)水處理中的應(yīng)用對(duì)策。

關(guān)鍵詞：電廠(chǎng)水處理；活性炭；過(guò)濾；試驗(yàn)研究

中圖分類(lèi)號(hào)：TM62 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

目前，城市再生水越來(lái)越多的應(yīng)用在火力發(fā)電廠(chǎng)，再生水中存在大量的有機(jī)物，在電廠(chǎng)水處理系統(tǒng)中，一般通過(guò)投加殺菌劑和石灰軟化處理去除，但是效果有限，去除率僅30%左右，不能完全去除，剩余有機(jī)物則進(jìn)入后續(xù)系統(tǒng)中。當(dāng)有機(jī)物進(jìn)入超濾及反滲透裝置，會(huì)污堵膜元件，影響制水量及使用壽命；當(dāng)有機(jī)物進(jìn)入離子交換樹(shù)脂，會(huì)帶來(lái)嚴(yán)重污染，影響使用壽命及再生效果；當(dāng)其進(jìn)入熱力系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)分解成有機(jī)酸，給鍋爐帶來(lái)不良影響。在這一嚴(yán)峻形勢(shì)下，針對(duì)火力發(fā)電廠(chǎng)水處理中活性炭的應(yīng)用存在的問(wèn)題和對(duì)策進(jìn)行探討成為擺在電廠(chǎng)管理人員和研究人員面前一項(xiàng)亟待解決的新課題。

一、概述

水是保障電廠(chǎng)正常運(yùn)行的重要條件，城市中水的回收再利用積極響應(yīng)了國(guó)家相關(guān)部門(mén)對(duì)于可持續(xù)發(fā)展觀(guān)的號(hào)召，其有效緩解了電廠(chǎng)的用水短缺問(wèn)題，具有十分重要的作用和意義。在這一過(guò)程中，由于中水的特殊性，其蘊(yùn)含大量的有機(jī)物和細(xì)菌，采用殺菌劑也是必不可少的處理手段。現(xiàn)階段，較為普遍的是加入氯，氯是一種強(qiáng)氧化劑，具有較強(qiáng)的殺菌作用，但是，氯會(huì)給反滲透膜和樹(shù)脂帶來(lái)一定程度的損壞。因此，在城市中水在進(jìn)入電廠(chǎng)水處理反滲透裝置及除鹽設(shè)備前，應(yīng)及時(shí)的排除系統(tǒng)中的余氯，以達(dá)到后續(xù)系統(tǒng)進(jìn)水水質(zhì)要求，減少對(duì)系統(tǒng)的危害。

活性炭具有較強(qiáng)的吸附性，因其極為發(fā)達(dá)的細(xì)孔結(jié)構(gòu)和較大的比表面積，使其具備除去水中有機(jī)物的功能，成為一種可靠性較強(qiáng)的吸附手段。活性炭的吸附作用主要是通過(guò)利用活性炭巨大的比表面積及其特殊的表面結(jié)構(gòu)，生成物理吸附或者化學(xué)吸附，可去除水體中的余氯和有機(jī)物質(zhì)。而且其操作十分簡(jiǎn)單便捷，在電廠(chǎng)水處理中倍受青睞。但從國(guó)內(nèi)電廠(chǎng)的應(yīng)用情況來(lái)看，還或多或少存在一些問(wèn)題，迫切需要尋求出更具適用性的應(yīng)用方法。

二、活性炭應(yīng)用中存在的問(wèn)題

（一）現(xiàn)階段，大部分新建的電廠(chǎng)，都面臨著原水為城市再生水和廢水零排放等問(wèn)題，而再生水水質(zhì)都比較差，有機(jī)物、含鹽量等都較高。要解決這個(gè)問(wèn)題，必須將循環(huán)水維持較高的濃縮倍率，而且需要將循環(huán)水排污水回收再利用于鍋爐補(bǔ)給水系統(tǒng)，而排污水水質(zhì)較原水更差，所以在鍋爐補(bǔ)給水處理系統(tǒng)中，往往會(huì)采用反滲透處理裝置。但是，由于城市再生水中存在大量的微生物，如果進(jìn)入化學(xué)水處理系統(tǒng)中，造成膜裝置的堵塞，給設(shè)備帶來(lái)較大的危害，故一般在反滲透前設(shè)置活性炭過(guò)濾器。

（二）在循環(huán)水排污水的回用系統(tǒng)中，一般采用石灰深度處理系統(tǒng)以及投加殺菌劑殺菌滅藻，在除去暫硬、懸浮物等雜質(zhì)的同時(shí)，也可實(shí)現(xiàn)微生物的有效控制。其將循環(huán)水通過(guò)加入石灰混凝澄清，并通過(guò)過(guò)濾器過(guò)濾，后進(jìn)入清水箱，在經(jīng)過(guò)超濾、活性炭過(guò)濾，隨后進(jìn)入反滲透裝置。然而在這一過(guò)程中，余氯會(huì)降低活性炭的強(qiáng)度，將活性炭細(xì)化成為粉末狀并加入水中，導(dǎo)致反滲透進(jìn)水水質(zhì)達(dá)不到相關(guān)要求，使反滲透膜堵塞，增加反滲透的清洗頻率，減少反滲透的使用壽命。

三、關(guān)于電廠(chǎng)水處理中活性炭應(yīng)用的試驗(yàn)研究

針對(duì)氯對(duì)活性炭強(qiáng)度的影響進(jìn)行研究，主要分成以下幾個(gè)試驗(yàn)步驟：

（一）加入氯后活性炭的強(qiáng)度

1 分別將三份250mL的活性炭經(jīng)由沖洗、干燥及篩取后，對(duì)應(yīng)放入a、b、c三個(gè)容器中，并注入濃度為0.2、0.5、1.0毫克每升的氯酸鈉溶液700mL，密封后放置4個(gè)月；2 將處理后的活性炭放入托盤(pán)中，并放入恒溫高達(dá)100℃的保溫箱中干燥兩小時(shí)，取大于0.63mm、50ml的活性炭進(jìn)行稱(chēng)重，并得出數(shù)據(jù)；3 研磨活性炭，并進(jìn)行篩分，從而獲取大于等于0.63mm的活性炭，進(jìn)行稱(chēng)重并得出數(shù)據(jù)；4 針對(duì)經(jīng)過(guò)不同濃度的余氯侵泡后，計(jì)算出活性炭的強(qiáng)度。

（二）不加入氯活性炭的強(qiáng)度

1 取一定質(zhì)量的活性炭，用水清洗其中的粉塵和殘?jiān)钡剿|(zhì)呈現(xiàn)透明狀；2 將其放入恒溫高達(dá)100℃的保溫箱中干燥兩小時(shí)，并用直徑為0.63mm的篩子進(jìn)行篩取；3 篩取50mL的活性炭，并進(jìn)行稱(chēng)重；4 將一定質(zhì)量的活性炭放入球磨機(jī)鋼筒內(nèi)，對(duì)應(yīng)放入5個(gè)磁球，密封后按照120r每分鐘的速度研磨3分鐘；5 完成研磨后，取下鋼筒，進(jìn)行篩分，將大于等于0.63mm的活性炭收集起來(lái)，進(jìn)行稱(chēng)重；6 計(jì)算出活性炭的強(qiáng)度。

（三）試驗(yàn)數(shù)據(jù)的比對(duì)

根據(jù)試驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，未經(jīng)氯浸泡后的活性炭強(qiáng)度明顯高于經(jīng)由余氯浸泡后的活性炭強(qiáng)度。其在固定的時(shí)間和一定體積下，活性炭強(qiáng)度是根據(jù)余氯濃度的變化而變化的，余氯濃度增大時(shí)，活性炭強(qiáng)度減小。試驗(yàn)表明，余氯對(duì)活性炭強(qiáng)度有著重要影響，兩者之間成負(fù)相關(guān)。

四、強(qiáng)化活性炭在電廠(chǎng)水處理中的應(yīng)用對(duì)策

在目前中水回用電廠(chǎng)中，循環(huán)水排污水處理系統(tǒng)主要是通過(guò)向原水中加氯進(jìn)行殺菌處理，處理后輸送到鍋爐補(bǔ)給水處理系統(tǒng)，再利用活性炭去除水質(zhì)中的有機(jī)物質(zhì)，隨后才進(jìn)入反滲透裝置。上面的實(shí)驗(yàn)表明余氯會(huì)使活性炭轉(zhuǎn)變成為粉末狀，造成反滲透進(jìn)水質(zhì)量無(wú)法達(dá)標(biāo)，給系統(tǒng)帶來(lái)不良影響。所以為了使進(jìn)水達(dá)到相關(guān)要求，可采取以下幾個(gè)方法：

（一）如果后續(xù)鍋爐補(bǔ)給水處理系統(tǒng)中存在反滲透設(shè)備，就需要在活性炭過(guò)濾器前設(shè)置還原劑加藥設(shè)備，以較少活性炭的破碎率，最大限度的減少對(duì)反滲透的影響。

（二）在利用活性炭除去有機(jī)物質(zhì)的鍋爐補(bǔ)給水處理系統(tǒng)中，可利用其他非氧化性的殺菌劑進(jìn)行來(lái)水的殺菌處理。

（三）除此之外，可將活性炭過(guò)濾器活性炭濾料層底部鋪設(shè)一定厚度的細(xì)石英砂濾料，以截取破碎的活性炭粉末，較少對(duì)反滲透裝置的影響。

結(jié)語(yǔ)

綜上所述，水源采用城市再生水，且設(shè)置活性炭過(guò)濾器除有機(jī)物的火力發(fā)電廠(chǎng)，就應(yīng)該注意活性炭在余氯作用下破碎的問(wèn)題，并積極采用有效措施以減少活性炭的破碎，控制水質(zhì)污染問(wèn)題。而活性炭破碎率降低，可減少后續(xù)反滲透系統(tǒng)的堵塞，以及系統(tǒng)的運(yùn)行成本，有效降低了電廠(chǎng)人力、物力及財(cái)力的損耗。

參考文獻(xiàn)

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