第3卷第9期環(huán)境污染治理技術(shù)與設(shè)備Vol.3. No.92002年9月Techniques and Equipnuent for Envirunnental Pollution ControlSep.2002電廠沖灰水回用于冷卻循環(huán)水系統(tǒng)的試驗(yàn)研究魏有權(quán)王化軍張強(qiáng)(北京科技大學(xué)土木與環(huán)境工程學(xué)院環(huán)境工程系，北京1003)入l A摘妻火電廠沖灰水經(jīng)絮凝沉降和反滲透處理后用作電1循環(huán)冷卻水,經(jīng)多項(xiàng)試驗(yàn)證明,此工藝方法技術(shù)可行,灰水處理回用后不會(huì)增加冷卻水系統(tǒng)結(jié)垢和腐蝕.且回用灰水代替部分地下水增加了明顯的經(jīng)濟(jì)效益。關(guān)鍵詞灰水回用 反滲透循環(huán)冷卻水結(jié)垢腐蝕Experimental study on reusing the ash sluicing waterfrom power plant for the circulating cooling water systemWei Youquan Wang Huajun Zhang Qiang(Civil and Environmental Engineering School, University of Science and Technology Beiing. Beijing 100083)Abstract Treated by means of flocculation deposition and reverse osmosis, ash sluicing water {rom thethermal power plant can be used as the circulating cooling water for power plant. Many experiments showedthat this technique is feasible. Treated and reused ash water doesn'1 cause corrosion and scale in the coolingwater system. And if reused ash water substitutes for ground water, the economic benefit will be obvious.Key words ash water reuse; reverse osmosis; circulating cooling water; scale; corrosion足,又能減少環(huán)境污染|4←6]。1概況我國水資源緊缺,山西更是全國聞名的缺水省,2試驗(yàn)水質(zhì)與方法.當(dāng)前水資源供罱矛盾十分突出[1-3]。大同第二發(fā)2.1 實(shí)驗(yàn)水質(zhì)電廠位于山西省大同市南郊,裝有200 MW機(jī)組6我們對(duì)現(xiàn)場水庫水、灰場排水和冷卻系統(tǒng)水的水臺(tái),其中兩臺(tái)為空冷機(jī)組,總裝機(jī)容量為1200 MW，質(zhì)狀況進(jìn)行分析 ,結(jié)果列于表1。從表1中我們可以主要為京津供電,是山西省第二大火電廠,但由于受看出 ,沖灰水的硬度和堿度郁超過了冷卻水循環(huán)系統(tǒng)供水的不足而不能滿負(fù)荷運(yùn)行。目前大同二電廠”冷進(jìn)口水的水質(zhì)指標(biāo) .含鹽量高達(dá)6500-18 000 mg/L,卻循環(huán)水用量125000m'/h,循環(huán)水運(yùn)行濃縮倍率水中無機(jī)物主要是碳酸鹽、重碳酸鹽、硫酸鹽磷酸鹽5倍左右,蒸發(fā)及排污損失達(dá)4%-5%,補(bǔ)充水量約和氯化物等 ,另外,水中還含有少量有機(jī)物，因此,沖.為4500 m'/h, 鍋爐排放灰渣125 m'/h, 沖灰水量灰水回用的關(guān)鍵 在于降低水中的含鹽率。有文獻(xiàn)表1300- 2000 m'/h, 生活污水排放量150-200明”,當(dāng)污水中的含鹽量小于 3000 mg/L時(shí),對(duì)金屬m'/h,鍋爐補(bǔ)給水150--200m'/h。每年用水量的的腐蝕速度就會(huì)大大減緩.另外,廢水中的硫酸根和4/5來自地下水,1/5來自附近的冊(cè)田水庫地表水。氣根 也對(duì)金屬腐蝕速度產(chǎn)生很大影響。隨著電力工業(yè)的發(fā)展,電廠用水量也隨之增加，2.2 實(shí)驗(yàn)流程水資源更加緊缺。另一方面,電廠燃用灰分高的低.現(xiàn)場溢流灰水的懸浮物含量高達(dá)3200- -3700質(zhì)煤越來越多，排灰量大幅提高,因此其沖灰水量也mg/L,而且沉淀緩慢。因此,實(shí)驗(yàn)采用沖灰水先經(jīng)隨之增大。一般電廠采用沖灰水流人機(jī)械沉淀攪拌化學(xué)絮凝,除去大部分懸浮物質(zhì),然后用泵打人反滲池,沉渣排人灰場，上清液進(jìn)入澄清他，回收的部分透系統(tǒng),中國煤化工定對(duì)冷卻水循用于再?zèng)_灰循環(huán),另一部分排出廠外,如能將這部分環(huán) 系統(tǒng)YHCNMH G卻水系統(tǒng)。實(shí)排放水處理回用于循環(huán)冷卻系統(tǒng),既能緩解用水不驗(yàn)流程見圖112環(huán)境污染治理技術(shù)與設(shè)備3卷表1現(xiàn)場水質(zhì)分析YDCa2'P項(xiàng)日(mg/L,(my/L,cptC0D以(aCO,it) 以Ca(X)3計(jì)) 以CcOt) 以 CaCO,計(jì))(mg/L)(mg/L水庫水6203341.5074.80103.4271.078.03沖灰水1164379.7722.00197.00 .1101208.89冷卻水7544.8023. 3064.507.4沖歇水加藥絮凝十透過液Y濃縮液.圖1 沖灰水處理回用實(shí)驗(yàn)流程90 t)0 t80706040 10020投加量(mg/L)+聚合硫酸鐵+聚合雅酸鐵+聚丙烯酰肢一-聚合硫酸鋁- +聚合硫酸鋁+聚內(nèi)榆酰胺圖2絮凝劑投加量與 ss去除率的關(guān)系3試驗(yàn)結(jié)果與討論2.3試驗(yàn)儀器和藥品.宜興市林格設(shè)備公司的LGRO2.5/S反滲透裝3.1 化學(xué)絮凝實(shí)驗(yàn)置,采用8040*卷式膜,直徑20 cm,長度1 m,處理采用MY3000-智能型混凝試驗(yàn)攪拌器,攪拌量為1 m'/h;江蘇省江都建華儀器儀表廠的RCCI杯容積1 L,絮凝采用如下2種方案:型旋轉(zhuǎn)掛片腐蝕試驗(yàn)儀;潛江梅宇儀器有限公司的(1)單獨(dú)投加絮凝劑聚合硫酸鐵或聚合硫酸MY3000 -智能型混凝試驗(yàn)攪拌器;寧波自動(dòng)化儀鋁,以 150 r/min速度下緩慢攪拌10 min; .表廠的KF-5型恒溫浴槽;上海東聯(lián)儀器有限公司(2)先加入聚合硫酸鐵或聚合硫酸鋁攪拌的UV- 160型紫外分光光度計(jì)和RF- 540型分光2 min,然后加入絮凝劑聚丙烯酰胺5 mg/L,以150光度計(jì);上海METTLER TOLEDO公司的AB104 r/min 速度下緩慢攪拌10 min。-N電子秤;大同二電廠提供TP304不銹鋼試片;絮凝劑投加量與ss去除率關(guān)系見圖2。北京紅星化工廠的聚合硫酸鐵、聚合硫酸鋁和聚丙由圖2可以看出,在絮凝劑投加量小時(shí),聚鋁比烯酰胺。聚鐵中國煤化工量增大30 mg/L以上:YHCNMHG聚鐵形成的絮9期魏有權(quán)等:電廠沖灰水回用于冷卻循環(huán)水系統(tǒng)的試驗(yàn)研究12體速度較快,絮體較細(xì)小緊密,上清液清澈;聚鋁形理, 水質(zhì)將會(huì)更好,處理后的水不會(huì)增加冷卻循環(huán)水.成的累體速度較慢,絮體稍大,上清液渾濁。所以我的結(jié) 垢問題。們選擇聚合硫酸鐵做為灰水預(yù)處理的絮凝劑,投加連續(xù)測定100h內(nèi)反滲透裝置水收率和脫鹽率量為50 mg/L。投加5 mg/L的聚丙烯酰胺作為助隨處理時(shí)間 的變化,結(jié)果見表3。由表3可以看出，凝劑,可使ss的去除率比單純使用絮凝劑提高隨著 處理時(shí)間的延長,脫鹽率基本穩(wěn)定,水收率有所5%- 10% 。下降,但下降的幅度緩慢。3.2反滲 透實(shí)驗(yàn)用紫外可見光分光光度計(jì)和熒光光度計(jì)分別測反滲透(RO)是一種基本的膜分離技術(shù),主要作定自 來水.預(yù)處理水.RO出水的紫外吸收光譜和熒用是去除水中大部分可溶性鹽類,也可去除水中絕光光譜 ,結(jié)果見圖3。大多數(shù)無機(jī)物質(zhì)及硬度,并能去除部分有機(jī)物出圖3的紫外吸收光譜和熒光光譜可見，原水質(zhì)18.91。本實(shí)驗(yàn)采用的反滲透膜為中空螺旋卷式，中 含有較多雜質(zhì),經(jīng)預(yù)處理及反滲透處理后,這些雜壓力為2. s MPa.孔徑20 hm ,組件膜面積0.35m2，質(zhì)絕大多數(shù)已被除去 ,提高了水質(zhì)。產(chǎn)水量0.5Lh。為了防止水在處理時(shí)濃縮液結(jié)3.3 透過液腐蝕實(shí)驗(yàn)垢.先對(duì)待處理水進(jìn)行酸化。我們采用靜態(tài)旋轉(zhuǎn)掛片實(shí)驗(yàn)來測定沖灰處理水將預(yù)先絮凝處理好的水樣經(jīng)反滲透處理,測得對(duì)冷卻循環(huán)系統(tǒng)的腐蝕影響。進(jìn)水與出水的水質(zhì)結(jié)果見表2。從表2我們可以看用濾紙將TP304不銹鋼試片上的油脂擦拭干:出.反滲透出水的水質(zhì)除硬度稍高,基本可以滿足冷凈,干燥,稱量精確到0.0001 g。將裝有透過液的燒卻循環(huán)水的水質(zhì)要求,如果經(jīng)過兩級(jí)串聯(lián)反滲透處表2反滲透處理單元的進(jìn)出水質(zhì)YICa2PMso;"cCOD .項(xiàng)H(mg/L.(mg/L,(mg/L(mg/L)pF以(aCO,計(jì))以 CaC),It)以 CaCO3i計(jì))以 CaCO3 i計(jì))進(jìn)水11524722.0019142318.2出水9251148.去除率(%)92.0193. 98100.0092.7897. 1887.02表3反滲遺處理單元的進(jìn) 出水質(zhì)處理時(shí)間1(2004s060708090100平均給水量(cm'/b)5050000S00出水量(em)/h)382378375369366358356 351344340361.90水收率(%)76.40 75.60 75.0073.80 73.201.6071.20 70.2068.80 68.00 72.38進(jìn)水含鹽量(mg/L)8352 8352 83528352 8352出水含鹽量(mg/L)668642665652649651624626629630643. 60脫鹽事(%)92.00 92.31__ 92.03 92.19_ 92.23_ 92.21 92.53_ 92. 5092.47 92.46 92.29+1.40100.1; 100.0+1.20自來水預(yù)處理水00 t門來水0.0+0.800.0 t< +0.60RO水+0.呆40.0f 40.00.20 F20.0+0.00 Lλ (m)I 中國煤化工”圖3處理水的紫外和熒光FYHCNMHG14環(huán)境污染治理技術(shù)與設(shè)備3卷裹4反滲進(jìn)透過 液掛片腐蝕實(shí)驗(yàn)結(jié)果序號(hào)試樣面積(em2)試前重量(x)試后重量(g)試片平均失重(g)試片平均腐蝕連度(mm/a)2.5612. 894612. 89410. 0050.0012.7113.814813. 81440.0040.001019. 155019. 15420.00080.00142.9813. 495913. 4952.0.00070.00163.0714. 976414.97570.00152.7814. 182614. 18200.00060.0013杯放人恒溫浴槽內(nèi),試驗(yàn)溫度為50+1心。溫度達(dá)(2)效益分析:處理后的灰水循環(huán)用于冷卻水到要求后,把已稱重的試片用塑料螺釘固定在掛片系統(tǒng)， 每年可節(jié)省清水345.6萬m',節(jié)約用水費(fèi)用上并放入試液中.啟動(dòng)電機(jī)使掛片器旋轉(zhuǎn),試片運(yùn)轉(zhuǎn)近 691.2萬元,同時(shí)每年免交排污費(fèi)80萬元。因速度為75 r/s,旋轉(zhuǎn)線速度約為0.35 m/s。試驗(yàn)過此， 每年直接經(jīng)濟(jì)效益771.2萬元,扣除每年的運(yùn)行程中,定期補(bǔ)充去離子水，使液位保持一定刻度線，費(fèi)用 442.37萬元,每年純效益328. 83萬元，四年半直至試驗(yàn)結(jié)束。試驗(yàn)時(shí)間為168h,當(dāng)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間達(dá)到就可以收回全部投資,產(chǎn)生鉸好的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境指定值時(shí),停止試片轉(zhuǎn)動(dòng),取出試片,將試片用毛刷效益。刷洗于凈，,經(jīng)處理液處理后,用濾紙吸干,干燥4 h,以上,稱量精確至0.0001 g。計(jì)算平均腐蝕速度F,”4結(jié)論結(jié)果見表4。本文經(jīng)過實(shí)驗(yàn)證明,沖灰水經(jīng)預(yù)處理,再經(jīng)過反平均腐蝕速度F(用mm/a表示)的計(jì)算式如下滲 透裝置凈化處理后作為循環(huán)冷卻水的補(bǔ)充水反復(fù)表示:利用,水質(zhì)完全符合GBJ50 - 83《工業(yè)冷卻水循環(huán)設(shè)平均腐蝕速度F= Ow/AX1/tx1/pX24x365 計(jì)規(guī)范》的指標(biāo)。 按大同二電廠年耗水量1800萬式中:m3計(jì)算,采用反滲透處理灰水回用，每年可節(jié)約地腐蝕試驗(yàn)前后試樣失重(g);表新水360萬m3,還可以堿少溢流灰水對(duì)環(huán)境的污A一試樣面積(cm2);染?；鹆Πl(fā)電廠是個(gè)耗水大戶,一座大型火電廠耗腐蝕時(shí)間(h);水量相當(dāng)于-個(gè)中等城市的用水量,因此,在山西省金屬材料密度(g/cm3).這樣的內(nèi)陸缺水地區(qū),火電廠節(jié)水意義重大。這項(xiàng)試驗(yàn)結(jié)果表明:試片的腐蝕速率可達(dá)到GBJ50技術(shù)如果推廣 開來,在嚴(yán)重缺水、能源密集、環(huán)境污.83<工業(yè)循環(huán)冷卻水處理設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定的腐蝕速染8趨嚴(yán)重的華北地區(qū),具有不可低估的價(jià)值。率≤0.0050 mm/a的要求[10,11。參考文獻(xiàn)3.4經(jīng)濟(jì)效益分析電廠現(xiàn)有流程為引用冊(cè)田水庫地表水2000 [1] 王翔,王佩璋山西節(jié)水發(fā)電的跨世紀(jì)技術(shù)展望.山西電力技術(shù),1998,80(3):60- -64i/h, 經(jīng)凈水場混凝澄清、過濾等預(yù)處理，進(jìn)入雙流床[2] 王翔，王俱璋，大型火電廠節(jié)水技術(shù)綜述.熱力發(fā)電，深度除鹽處理后作為循環(huán)水系統(tǒng)補(bǔ)充水的- -部分，1998,(6):18-24用水成本為2元/m3。但隨著發(fā)電量的增加,需要[3]謝長血.從大同第二發(fā)電廠水務(wù)管理現(xiàn)狀看節(jié)水途徑.電力建設(shè), 2001 ,22(3):47- -50新增用水400 m'/h。[4]胡為柏,陳勝軍等.灰水回用于循環(huán)冷卻水技術(shù)可行性研究.電力環(huán)境保護(hù),1995,11(1);12-21采用灰水回用流程,化學(xué)混凝可利用原廠閑置[s]周本省主編.工業(yè)水處理技術(shù).北京:化學(xué)工業(yè)出版社，設(shè)施,按400m3Mh處理水量，采用兩級(jí)反滲透處理]史青玉,威浩等.大型火電廠溢流灰水處理技術(shù). 河北電裝置,每級(jí)10套,每套使用50只8040# 膜組件,膜力技術(shù),1997,16(5):20- -2組件每5年更換一次,全部投賢共需1440萬元。[7]張順，侯盾,李雨松，卜城.污水回用于循環(huán)冷卻水系統(tǒng)腐蝕影響因素的研究.工業(yè)水處理，2001 ,21(3):1-3(1)運(yùn)行費(fèi)用:藥劑費(fèi)用0.17元/m3 ;折舊費(fèi)[8] 劉茉嫂膜分寓技術(shù).北京:化學(xué)工業(yè)出版社,19980. 418元/m3 ;電力費(fèi)用0.570元/m3 ;人工費(fèi)用0.07[9]邵剛.膜法水處理技術(shù).北京:冶金工業(yè)出版社,1992[10]蔣展鵬等譯.水化學(xué).北京:中國建筑工業(yè)出版社，1990元/m';維修費(fèi)0.052元/m'。綜合上述五項(xiàng)得運(yùn)行[11]中國煤化工i護(hù).北京:水利電力費(fèi)用為1.28 元/m3 ,年運(yùn)行費(fèi)用為442.37萬元。Y片CNMH G$瞞輯;鄭曉梅)