基于對(duì)電廠化學(xué)水處理技術(shù)發(fā)展與應(yīng)用的研究

深圳市能源環(huán)保有限公司 郝治國(guó) 陳繼明

電力生產(chǎn)是一個(gè)能量轉(zhuǎn)換的過(guò)程，電能是利用高溫蒸汽由熱能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能推動(dòng)汽輪發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)換為電能，水作為重要的介質(zhì)傳導(dǎo)來(lái)完成發(fā)電工作。由此可見(jiàn)，電廠工作的運(yùn)行離不開(kāi)水資源，其所需水資源的量與電廠的規(guī)模息息相關(guān)[1]。中國(guó)電力系統(tǒng)的發(fā)展從3MW發(fā)展到125MW，再300MW、600MW、1000MW等超超臨界發(fā)電機(jī)組，經(jīng)歷了發(fā)展快車(chē)道。隨著城市建設(shè)發(fā)展不斷擴(kuò)容，城市生活垃圾處理、工業(yè)垃圾處理、資源利用無(wú)害化處理尤為緊迫，建立垃圾焚燒項(xiàng)目在解決垃圾焚燒既能減量處理、同時(shí)還能獲得清潔電能。

1 電廠化學(xué)水處理技術(shù)的重要意義

傳統(tǒng)的化學(xué)水處理技術(shù)，是將使用過(guò)的化學(xué)水進(jìn)行簡(jiǎn)單的過(guò)濾最后排放至河流中，由于其過(guò)濾元件的局限性，很多微小物質(zhì)不能及時(shí)過(guò)濾出來(lái)，對(duì)河流的生態(tài)環(huán)境會(huì)造成相應(yīng)影響，在實(shí)際工作中還需要投入大量的人力和設(shè)備，會(huì)造成資源浪費(fèi)。工業(yè)用水會(huì)產(chǎn)生大量的廢水，如若不經(jīng)恰當(dāng)?shù)奶幚碇苯訉U水排出，對(duì)周?chē)纳鷳B(tài)環(huán)境會(huì)造成不利影響，目前綠色環(huán)保理念正在越來(lái)越向內(nèi)驅(qū)方面發(fā)展，廢水的處理以及排放問(wèn)題是政府以及全社會(huì)共同關(guān)注的焦點(diǎn)。

電力設(shè)備和水資源兩者關(guān)系密切，如發(fā)電廠沒(méi)有做好化學(xué)水的處理工作，將不合格的化學(xué)水直接使用到電廠中會(huì)嚴(yán)重影響到電力設(shè)備。水質(zhì)過(guò)硬在設(shè)備運(yùn)行中會(huì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生大量水垢，這些水垢會(huì)存留在設(shè)備內(nèi)部、影響設(shè)備的正常運(yùn)行，增加設(shè)備進(jìn)行清理和維修產(chǎn)生維修費(fèi)用，增加電廠的運(yùn)營(yíng)成本。此外其產(chǎn)生的化學(xué)反應(yīng)對(duì)設(shè)備會(huì)造成一定腐蝕，設(shè)備內(nèi)部遭到腐蝕就會(huì)產(chǎn)生更多雜質(zhì)，這些雜質(zhì)會(huì)加快水垢的產(chǎn)生，會(huì)因此在設(shè)備內(nèi)部形成一個(gè)惡性循環(huán)[2]。

2 電廠化學(xué)水處理技術(shù)發(fā)展特點(diǎn)

節(jié)能環(huán)保的處理技術(shù)。目前我國(guó)更加關(guān)注的是全方位高質(zhì)量發(fā)展，對(duì)企業(yè)進(jìn)行更加深層次的改革淘汰落后工藝，淘汰高耗能。中國(guó)發(fā)展進(jìn)入新常態(tài)，更加關(guān)注電力發(fā)展的高效智能節(jié)能，看重的是“可持續(xù)”發(fā)展，不再以原先的一味追求發(fā)展速度、不重視人們的生活環(huán)境和生態(tài)環(huán)境的保護(hù)、以犧牲環(huán)境為代價(jià)的粗放型發(fā)展格局。針對(duì)化學(xué)水處理有多種技術(shù)，技術(shù)發(fā)展正在由較為成熟使用較多的離子交換技術(shù)逐漸向反滲透膜技術(shù)方向發(fā)展。傳統(tǒng)的化學(xué)水處理系統(tǒng)是將使用過(guò)的化學(xué)水經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單處理排放到河流中，此種方式不僅會(huì)破壞河流中的生態(tài)環(huán)境，也給周邊居民生活帶來(lái)較大影響。傳統(tǒng)的鍋爐給水采用的是聯(lián)氨技術(shù)，由于其自帶毒氣，影響到工作人員的身體健康，已被逐漸放棄該方式。

集中化的生產(chǎn)處理。傳統(tǒng)的電廠化學(xué)水主要是通過(guò)模擬控制這一方式來(lái)進(jìn)行處理的，此種方式在實(shí)際工作中需使用很多設(shè)備和儀器，需大量工作人員操作相應(yīng)設(shè)備，此類(lèi)方式在開(kāi)展工作時(shí)包括了測(cè)量和控制兩個(gè)內(nèi)容，在前期測(cè)量時(shí)速度較慢，不能及時(shí)提供化學(xué)水處理中需要的信息[3]。而集中化的處理方式就不存在這些弊端，其發(fā)展到了DCS系統(tǒng)，在實(shí)際工作中用DCS系統(tǒng)取代了傳統(tǒng)的PLC系統(tǒng)。可針對(duì)整個(gè)化學(xué)水處理過(guò)程進(jìn)行監(jiān)控，通過(guò)數(shù)字技術(shù)和自動(dòng)化技術(shù)等來(lái)控制設(shè)備完成整個(gè)工作，不需要過(guò)多工作人員的參與，不僅能讓電廠準(zhǔn)確判斷電廠化學(xué)水的整個(gè)生產(chǎn)和處理過(guò)程更加穩(wěn)定，還能進(jìn)一步提高系統(tǒng)人員等生產(chǎn)勞動(dòng)效率。

全膜分離技術(shù)。已不再是新鮮事物，大部分工業(yè)企業(yè)也逐漸由樹(shù)脂離子交換向全膜法方向發(fā)展，其優(yōu)缺點(diǎn)也是非常顯著的，我國(guó)目前也正在攻克膜生產(chǎn)技術(shù)問(wèn)題，相信不久將來(lái)會(huì)促進(jìn)膜的國(guó)產(chǎn)化率、大量使用國(guó)產(chǎn)化設(shè)備。全膜分離技術(shù)利用了其選擇透過(guò)性特點(diǎn)，將膜作為處理化學(xué)水的工具，在實(shí)際工作中將需處理的化學(xué)水通過(guò)一定壓力讓其穿透薄膜，通過(guò)薄膜的密度等將水中的一些物質(zhì)分離出來(lái)。使用此種方法的處理效果取決于薄膜分子間的孔徑，只有小于膜孔徑的粒子能通過(guò)薄膜，薄膜孔徑越小經(jīng)處理后水的純凈度就越高。電廠化學(xué)水處理技術(shù)發(fā)展特點(diǎn)：節(jié)能環(huán)保的處理技術(shù)、集中化的生產(chǎn)處理、全膜分離技術(shù)。

3 電廠化學(xué)水處理技術(shù)應(yīng)用

3.1 全膜分離處理技術(shù)應(yīng)用

傳統(tǒng)的分離技術(shù)主要是指將待處理的水源使用過(guò)濾設(shè)備進(jìn)行過(guò)濾，將水中較為明顯的雜質(zhì)排出來(lái)，針對(duì)過(guò)濾之后的水，在其中添加一些軟化小分子雜質(zhì)的化學(xué)藥劑，去除沒(méi)有過(guò)濾出來(lái)的雜質(zhì)。此種方式雖然也能有效去除水中的雜質(zhì)，由于使用了化學(xué)藥劑、增加了化學(xué)污染，對(duì)電廠中的各項(xiàng)設(shè)備和周?chē)纳鷳B(tài)環(huán)境等都有不利影響[4]。而全膜分離技術(shù)在離子分離技術(shù)的基礎(chǔ)上將過(guò)濾系統(tǒng)進(jìn)行了改良，能通過(guò)控制膜的孔徑?jīng)Q定水處理的最終效果；在整個(gè)過(guò)程中可避免使用化學(xué)藥劑，既能提高水的純凈度、讓水質(zhì)符合標(biāo)準(zhǔn)，還能減少對(duì)環(huán)境造成的污染。目前我國(guó)各項(xiàng)資源都非常緊張，其中土地資源是社會(huì)公眾和國(guó)家較為重視的保護(hù)資源，膜處理技術(shù)其占地面積較小，能更符合現(xiàn)目前我國(guó)土地資源緊張的局面；再加上此項(xiàng)技術(shù)是較為成熟的一項(xiàng)自動(dòng)化技術(shù)，可減少工作人員的數(shù)量，為電廠節(jié)約人力成本的投入。

在深圳某大型垃圾發(fā)電廠，通過(guò)增加投資使用膜處理后不再產(chǎn)生大量的廢水排放，減少化學(xué)處理藥劑使用量，產(chǎn)生的廢水通過(guò)內(nèi)部再處理后再次進(jìn)行內(nèi)部消化利用。循環(huán)利用率得到大幅提高真正實(shí)現(xiàn)零排放目標(biāo)，在零排放中取得了一定成就，創(chuàng)建生態(tài)環(huán)境友好型企業(yè)。

3.2 電廠中鍋爐給水的處理技術(shù)應(yīng)用

現(xiàn)在電廠在處理爐內(nèi)水時(shí)會(huì)將氨和聯(lián)氨兩技術(shù)結(jié)合在一起，但是在實(shí)際使用中該技術(shù)有一定局限性，首先是使用范圍較小，只能應(yīng)用在新組建的設(shè)備中；其次是對(duì)水質(zhì)要求較高，只能在水質(zhì)較為穩(wěn)定的情況下才能使用該技術(shù)。另外，聯(lián)氨實(shí)質(zhì)上具有較強(qiáng)的毒性，相應(yīng)研究專(zhuān)家甚至懷疑其有較強(qiáng)的致癌性，如若在施工中此物質(zhì)濺到工作人員的衣服或皮膚上會(huì)快速被人體吸收，影響到人的身體健康；加上其屬于易燃易爆物品，對(duì)運(yùn)輸和儲(chǔ)存來(lái)說(shuō)都有難度，還會(huì)影響到周?chē)h(huán)境的安全。但現(xiàn)目前，各個(gè)國(guó)家都在使用該技術(shù)，為了保護(hù)工作人員的安全，應(yīng)該將加氧技術(shù)積極利用起來(lái)，在傳統(tǒng)的除氧器和除氧劑的處理工作進(jìn)一步創(chuàng)新，為氧化工作提供良好的環(huán)境，減少其腐蝕程度。

3.3 電廠中垃圾滲濾液的處理技術(shù)應(yīng)用

垃圾焚燒電廠中垃圾滲濾液的處理方式一般分為三種：一是回噴法，主要針對(duì)于滲透液中富含的干性物質(zhì)較多，使用此種方式可提高燃燒率，進(jìn)一步減少滲濾液中的有害物質(zhì)。為保證開(kāi)展的有效性，需根據(jù)其熱度來(lái)決定回噴或暫停，只有在熱度符合燃燒標(biāo)準(zhǔn)的情況下展開(kāi)回噴，才能將此種方式的效果體現(xiàn)出來(lái)；二是反滲透法，主要針對(duì)于鹽分濃度較高的滲濾液，如不將此類(lèi)型滲濾液加以控制，會(huì)對(duì)環(huán)境造成大范圍污染，因此此種方式主要是將此類(lèi)型滲濾液集中在一起。此種處理方式會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的濃縮液，針對(duì)濃縮液主要是用蒸發(fā)結(jié)晶的方式處理；三是生化處理法，主要是添加化學(xué)藥劑，讓其中的物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)來(lái)對(duì)其有效處理。這幾類(lèi)方法單獨(dú)開(kāi)展起效果具有較大的局限性，需根據(jù)滲透液內(nèi)部所含物質(zhì)等將集中方式結(jié)合在一起，才能讓處理有效。

3.4 電廠中脫酸廢水的處理技術(shù)應(yīng)用

焚燒電廠在工作中會(huì)產(chǎn)生大量的有害氣體，會(huì)從中產(chǎn)生一些脫酸廢水，針對(duì)此類(lèi)廢水有三種處理方式：其一半干法脫酸，主要是制作石灰漿溶液，將此類(lèi)溶液通過(guò)加工進(jìn)行霧化，將其注入到塔內(nèi)的流動(dòng)煙氣中，去除中間的酸性物質(zhì)；其二是干法脫酸，主要是將粉末狀的石灰與塔口的煙氣融合在一起，去除其酸性氣體，此種方式針對(duì)于半干脫酸法來(lái)說(shuō)投入的資金相對(duì)較少。優(yōu)點(diǎn)是整個(gè)過(guò)程中不會(huì)產(chǎn)生廢水，最大的缺點(diǎn)是會(huì)產(chǎn)生大量灰塵，此種方式一般情況下是作為半干法脫酸的補(bǔ)充[5]；其三濕法脫酸，主要是將煙氣引入到自制的氫氧化鈉溶液里，通過(guò)化學(xué)反應(yīng)去除酸性氣體。

在三種處理方式中，濕法脫酸對(duì)酸性氣體去除效果最佳，在國(guó)外使用最多，根據(jù)國(guó)外的使用情況來(lái)看，此種方式能將煙氣內(nèi)99%的氯化氫氣體排除，能將95%的二氧化碳脫除。但是此種方式也有一定弊端，就是會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的廢水，使用此方式進(jìn)行脫酸處理后還需采取其他廢水處理方法協(xié)調(diào)一起處理。加上此種方式脫酸后其煙氣的溫度在65℃左右，需再設(shè)置相應(yīng)的加熱裝置。在國(guó)內(nèi)此種方式運(yùn)用較少，可將其作為深度凈化備選措施。

電廠化學(xué)水處理技術(shù)應(yīng)用：全膜分離處理技術(shù)應(yīng)用（離子分離技術(shù)的改良）、電場(chǎng)中鍋爐給水的處理技術(shù)應(yīng)用（加氧技術(shù)）、電場(chǎng)中垃圾滲濾液的處理技術(shù)應(yīng)用（回噴法、反滲透法、生化處理法）、電場(chǎng)中脫酸廢水的處理技術(shù)應(yīng)用（半干法脫酸、干法脫酸、濕法脫酸）。

綜上，電能源是人們生活和工作中會(huì)經(jīng)常使用到的一項(xiàng)能源，能讓人們的生活更加便利。電廠在生產(chǎn)電能時(shí)會(huì)使用大量的水資源，如若化學(xué)水處理不當(dāng)，對(duì)生態(tài)環(huán)境和其他自然資源等都有一定污染，對(duì)此人們?cè)絹?lái)越重視化學(xué)水的處理工作。傳統(tǒng)的化學(xué)水處理系統(tǒng)還存在一定問(wèn)題，要在傳統(tǒng)處理技術(shù)上進(jìn)行不斷創(chuàng)新，提高化學(xué)水處理技術(shù)的整體水平，既是保證我國(guó)各個(gè)電廠持續(xù)發(fā)展，還能一定程度上減少對(duì)環(huán)境的污染。