應(yīng)用于發(fā)電廠樹(shù)脂的污染及處理措施

姚軍

【摘要】本文通過(guò)分析實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中應(yīng)用于發(fā)電廠的樹(shù)脂存在的各種污染情況，詳細(xì)闡述了樹(shù)脂被污染的原因，提出了樹(shù)脂受到污染后處理措施和解決方案。

【關(guān)鍵詞】發(fā)電廠;樹(shù)脂;污染

1、引言

離子交換樹(shù)脂是一種廣泛應(yīng)用于火力發(fā)電廠各種水處理工藝中的材料，其作用是通過(guò)樹(shù)脂的離子交換特性將水中溶解的各種陰陽(yáng)離子置換到樹(shù)脂本體上，而氫型或氫氧型樹(shù)脂本體上的氫離子和氫氧根離子則會(huì)由于離子交換作用而會(huì)被置換入水中。

目前，離子交換樹(shù)脂仍然廣泛應(yīng)用于火力發(fā)電廠各種水處理工藝中，例如鍋爐補(bǔ)給水處理系統(tǒng)、凝結(jié)水精處理系統(tǒng)、循環(huán)冷卻水旁流處理系統(tǒng)、發(fā)電機(jī)冷卻水處理系統(tǒng)等。

2、樹(shù)脂污染種類(lèi)

選擇離子交換設(shè)備作為水處理系統(tǒng)中的主要設(shè)備時(shí)，離子交換樹(shù)脂的性能對(duì)整個(gè)水處理工藝有著舉足輕重的作用。但實(shí)際工程應(yīng)用中，離子交換樹(shù)脂會(huì)受到各種污染。

2.1 懸浮物及膠體污染

懸浮物是分散于水源水體中顆粒較大的物質(zhì)，這類(lèi)物質(zhì)會(huì)導(dǎo)致水體的渾濁。如果水體中懸浮物的含量較高，離子交換設(shè)備內(nèi)部的樹(shù)脂床層將會(huì)通過(guò)過(guò)濾作用截留這部分懸浮固體，造成樹(shù)脂床層積污、阻力上升。

膠體在水中的顆粒直徑介于懸浮物和溶解物之間，其比表面積大，表面活性強(qiáng)，在水中能穩(wěn)定存在。由于離子交換樹(shù)脂的微孔結(jié)構(gòu)，無(wú)論水體中的有機(jī)膠體還是無(wú)機(jī)膠體均能夠滲透進(jìn)樹(shù)脂內(nèi)部，在樹(shù)脂制水過(guò)程中阻礙離子交換過(guò)程的進(jìn)行。

2.2 鐵污染

陽(yáng)樹(shù)脂存在鐵污染的根本原因是陽(yáng)離子交換樹(shù)脂對(duì)鐵離子的選擇性較自然水體中的其它離子較強(qiáng)。強(qiáng)酸性陽(yáng)樹(shù)脂在稀溶液中對(duì)常見(jiàn)陽(yáng)離子的選擇性順序?yàn)椋?/p>

Fe3+>Al3+>Ca2+>Mg2+>K+≈NH4+>Na+>H+>Li+

自然水體中的鐵離子被陽(yáng)樹(shù)脂吸收后，較難再生出來(lái)。陽(yáng)樹(shù)脂被鐵離子污染后，顏色會(huì)變深，在水中存在自由基的情況下，會(huì)加速氧化降解，導(dǎo)致性能逐漸降低、出水水質(zhì)惡化，制水量減少。

2.3 有機(jī)物污染

樹(shù)脂的有機(jī)物污染主要存在于鍋爐補(bǔ)給水系統(tǒng)內(nèi)部的各種離子交換樹(shù)脂上。隨著自然水體的污染越來(lái)越嚴(yán)重，作為鍋爐補(bǔ)給水水源中的有機(jī)物污染也越來(lái)越嚴(yán)重。

樹(shù)脂被有機(jī)物污染后，樹(shù)脂顆粒的顏色會(huì)加深，其離子交換性能明顯下降。樹(shù)脂再生過(guò)程中，再生劑耗量明顯增加，正洗水量也明顯增加。樹(shù)脂在制水過(guò)程中，制水周期明顯縮短，出水水質(zhì)惡化。

3、樹(shù)脂污染后的解決措施

3.1 懸浮物及膠體污染

懸浮物及膠體的主要來(lái)源一般為自然水體經(jīng)預(yù)處理后的殘留物。自然水體中無(wú)論多少都含有懸浮物和膠體，一般經(jīng)水處理系統(tǒng)中的預(yù)處理設(shè)備后，懸浮物和膠體的含量會(huì)降低到滿足離子交換樹(shù)脂安全運(yùn)行的范圍內(nèi)。但當(dāng)受到水源水質(zhì)發(fā)生變化，或水處理設(shè)備發(fā)生故障等因素影響時(shí)，進(jìn)入離子交換設(shè)備的懸浮物和膠體仍舊可能會(huì)很高，影響離子交換樹(shù)脂的性能。

水處理行業(yè)中一般以濁度作為表征懸浮物和膠體含量的度量單位。各種離子交換設(shè)備對(duì)進(jìn)水濁度的要求不同。為防止樹(shù)脂層積污、阻力上升，順流離子交換器進(jìn)水濁度應(yīng)小于5mg/L，逆流離子交換器進(jìn)水濁度應(yīng)小于2mg/L。運(yùn)行人員應(yīng)依托水處理系統(tǒng)不同部位設(shè)置的在線濁度儀，密切監(jiān)視水質(zhì)變化，一旦發(fā)生離子交換器進(jìn)水濁度超標(biāo)，應(yīng)立即通過(guò)反洗或再生清洗樹(shù)脂床層。

3.2 鐵污染

對(duì)于鍋爐補(bǔ)給水系統(tǒng)，其樹(shù)脂鐵污染的來(lái)源主要是水源中溶解的鐵離子，或由于水處理系統(tǒng)中預(yù)處理設(shè)備運(yùn)行不當(dāng)、含鐵混凝劑投加量過(guò)大而引入的鐵離子。

為了避免離子交換樹(shù)脂的鐵污染，無(wú)論是鍋爐補(bǔ)給水系統(tǒng)還是凝結(jié)水精處理系統(tǒng)，都對(duì)系統(tǒng)內(nèi)部離子交換設(shè)備進(jìn)水中的鐵含量有所限制。根據(jù)相關(guān)著作，對(duì)于強(qiáng)酸性陽(yáng)樹(shù)脂，為了防止樹(shù)脂被水中的鐵污染，進(jìn)水中鐵含量應(yīng)小于0.3mg/L。而根據(jù)現(xiàn)行的電力行業(yè)凝結(jié)水精處理設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)，在機(jī)組啟動(dòng)過(guò)程中，凝結(jié)水含鐵量小于1000μg/L時(shí)，可投入凝結(jié)水精處理系統(tǒng)。

而一旦樹(shù)脂被鐵污染后，通?？刹捎酶邼舛鹊臒猁}酸對(duì)其進(jìn)行復(fù)蘇。一般可采用10%～20%的熱鹽酸進(jìn)行浸泡處理，其濃度、時(shí)間和溫度應(yīng)通過(guò)小型試驗(yàn)確定。

3.3 有機(jī)物污染

樹(shù)脂的有機(jī)物污染的來(lái)源一般是自然水體中存在的各種有機(jī)物，其中主要是自然界的腐殖酸和富里酸等。當(dāng)鍋爐補(bǔ)給水處理系統(tǒng)的水源采用的是污水處理廠處理后的中水時(shí)，鍋爐補(bǔ)給水處理系統(tǒng)內(nèi)的樹(shù)脂也可能會(huì)受到中水中有機(jī)物的污染，其有機(jī)物的成分隨污水處理廠的具體工藝的不同而不同。

根據(jù)相關(guān)著作，為避免離子交換樹(shù)脂的有機(jī)物污染，離子交換設(shè)備進(jìn)水中CODMn應(yīng)小于2mg/L。

當(dāng)鍋爐補(bǔ)給水系統(tǒng)進(jìn)水水源中有機(jī)物含量較高時(shí)，應(yīng)通過(guò)合適的預(yù)處理設(shè)備去除有機(jī)物。混凝-澄清-過(guò)濾系統(tǒng)對(duì)水中有機(jī)物的去除情況與原水中有機(jī)物組成關(guān)系很大，以CODMn表示的去除率，一般為40%左右?；钚蕴窟^(guò)濾器對(duì)天然水體中的有機(jī)物（CODMn）的去除率一般在40～50%左右，投運(yùn)初期可達(dá)70% 。

4、結(jié)論及總結(jié)

無(wú)論哪種樹(shù)脂污染都絕不僅僅是本文列舉的所有污染類(lèi)別中的其中一種污染造成的，都是幾種污染同時(shí)作用的綜合效應(yīng)。因此，應(yīng)根據(jù)離子交換樹(shù)脂在制水過(guò)程中表現(xiàn)出來(lái)的各種現(xiàn)象來(lái)判斷樹(shù)脂是否已經(jīng)受到污染，并依托各種在線或試驗(yàn)室儀器進(jìn)行分析化驗(yàn)，最終確定樹(shù)脂受到污染的種類(lèi)、來(lái)源。最終，應(yīng)根據(jù)污染的來(lái)源及時(shí)調(diào)整水處理設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，并采取措施復(fù)蘇被污染的樹(shù)脂。

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