化学水处理工艺设计浅析

王霞芳

（新疆德蓝股份有限公司上海分公司 上海 200082）

水是生命之源，在我们的日常生活中不可缺少，工业废水的排放对水体造成极大的污染。随着国家大力推行可持续发展，大众越来越重视环保，对绿色环保理念越来越推崇。工业系统中的水质对设备（锅炉、汽轮机）的安全、经济有很大的影响，化学水处理工作的目的就是将自然水经过一系列处理之后，提高其品质，从而满足设备运行的需要，避免设备结垢、积盐以及腐蚀。笔者在本文中，对化学水处理工艺装置设计进行了简要的阐述。本装置设计完全依照国家相关法律法规，结合国内外先进的处理技术，采用合理、成熟、先进、效率高、运行稳定可靠的处理工艺，降低工程造价及处理成本，具有低耗、高效、易操作、便管理等特点。

1 除盐水工艺

1.1 除盐水工艺比选

本除盐水系统采用膜法和离子交换法相结合的方法，弃用了传统工艺。因为膜法工艺和传统工艺相比，有着更多的优势，如表1所示。

表1 膜法工艺与传统工艺比较

系统增用了反渗透工艺，相比离子交换工艺可大大减少酸碱消耗量，同时可以降低系统的自用水率。

1.2 除盐水系统设备

系统中主要设备包括超滤、反渗透、阳床、阴床、混床等。(1)设置卧式多介质过滤器3台，每台过滤器包括6格过滤室，其中1格为反洗备用。(2)超滤装置设置6套，每套超滤装置配超滤膜元件44支。超滤膜选用强度高、抗污染性能好、反洗彻底方便、水利用率高的外压超滤膜元件。(3)反渗透设备设置4套，反渗透系统水回收率约75%。浓水反渗透设备设置2套，浓水反渗透系统水回水率约65%。反渗透装置分2组运行，每组2套。反渗透膜元件采用陶氏膜。高压泵选用格兰富，每套反渗透装置设置1台高压泵。高压泵采用变频调节。反渗透系统运行按自动方式设计，控制系统纳入除盐水处理控制系统。(4)阳离子交换器、阴离子交换器各设置8台。由于本项目制水量大，为了减少交换器数量，节约用地，阳、阴离子交换器采用浮动床，设置树脂清洗罐各1套。阳、阴离子交换器各分2组运行，每组4台。(5)混合离子交换器设置6台，分2组运行，每组3台。(6)设置2台5000m3除盐水箱，储水量可供装置使用约8h。

2 冷凝液处理工艺

2.1 冷凝水处理工艺比选

目前国内外主流的凝结水处理技术中除油除铁工艺主要有以下两种：一类是过滤介质吸附工艺，过滤介质将凝结水内的铁和油吸附，吸附到一定程度后，过滤介质与吸附的杂质一起排掉；另一种方法为表面冷凝过滤器+精密过滤器+活性炭过滤器工艺，滤芯将凝结水中的乳化油和微小的三价铁杂质吸附，吸附一定量的铁杂质后，通过反洗将其除去，过滤器得到再生。表面冷凝过滤器内为滤芯，滤芯过滤精度5μm，截留油份和高价铁；精密过滤器，过滤元件为大流量折叠滤芯，进一步截留油份和高价铁。随着杂质被截留的增多，表面冷凝过滤器和精密过滤器的进出水压差逐渐升高，达到一定值时，停止运行；表面冷凝过滤器通过反冲洗使滤芯得以再生，以使吸附的杂质与过滤元件分离除去，完成后重新投入使用，精密过滤器的滤芯需进行更换。活性炭过滤器作为前两级过滤器的保护，去除残余的油分和高价铁，保护离子交换系统的稳定运行。本化学水处理中，选用了第二种工艺。该工艺可设计为自动运行系统，进出口处设在线TOC检测仪和电导率分析仪表，当生产装置泄露，大量油质进入凝结水时，自控系统自动识别，将大量带油的凝结水切出，保证过滤系统不受冲击。凝结水回收为节能型项目，投资回收期短，可产生较好经济和环境效益，符合国家的节能减排政策。

2.2 工艺冷凝液处理设备

系统中主要设备有板换、表面冷凝液过滤器、精密过滤器、活性炭过滤器等。(1)设置工艺冷凝液与成品除盐水进行换热的系统，以降低工艺冷凝液温度。设置工艺冷凝液与成品除盐水进行换热的系统，板式热交换器2台。(2)设置6台表面冷凝液过滤器、6台精密过滤器和2台活性炭过滤器。(3)设置2台500m3工艺冷凝液水箱，储水量可供装置使用约2h。

2.3 透平冷凝液处理设备

透平冷凝液处理是为了去除冷凝液中的铁等机械杂质和离子采用：除铁过滤器-混床。系统中主要设备有板换、除铁过滤器、混床等。(1)透平冷凝液正常温度在50℃左右，但夏季最高温度为70℃，进入离子交换系统前需要降温至60℃以下，以满足除铁过滤器和阴树脂对运行温度的要求。为此设置透平冷凝液与循环冷却水进行换热的系统，板式热交换器3台。(2)由于透平冷凝液中铁含量较高，设置4台除铁过滤器。(3)混合离子交换器设置6台，1台再生备用。(4)设置1台2000m3透平冷凝液水箱，储水量可供装置使用约1h。

3 工艺合理性分析

总体而言，工艺流程分为预处理系统和主体工艺。对于除盐水系统，进水主要来自伊犁河河水和超滤反洗水，其浊度和TDS较高，作为预处理采用多介质过滤器以降低水中的浊度，然后进入超滤装置以进一步去除水中的胶体、细菌和细小颗粒等。为了降低投资及运行成本，采用预除盐-一级除盐-混床系统，有效的降低了运行中的废酸碱排放，很好的保护了环境。对于透平冷凝液处理系统，有针对性的设置了除铁过滤器和混床处理工艺。对于工艺冷凝液处理系统，根据冷凝液水质，设置了表面冷凝液过滤器、精密过滤器和活性炭过滤器作为预处理，并和除盐水系统合用离子交换系统，进一步降低了成本。

4 工艺优势分析

4.1 工艺先进性

(1)系统出水水质稳定，能够满足水质要求。(2)系统消耗的化学药剂较少，运行成本较低。(3)系统环境污染少，符合国家对于环保的规定。(4)系统回收率高。

4.2 工艺适用性

由于超滤和反渗透都是通过压力作用将水压到淡水侧，因此它们对水质有很强的适应性。能够承受进水水质有较大的波动。另外随着温度和压力的变化，超滤和反渗透的膜通量将有很大的变化，因此在处理能力方面有着一定的富余量。

5 结语

本化学水处理工艺设计综合考虑原水的水质、水量特征，具有针对性较强、工艺技术先进、经济安全的优势，做到处理系统简洁、处理效果好，出水稳定达标。本设计符合国家的相关法律法规，工艺合理、成熟、先进、效率高、运行稳定，并且成本低。在工艺选择和工程设计时充分考虑气候、季节变化对水质水量的影响，充分考虑水质随时间延长的变化，采取可靠的保证措施，使处理站能长期、稳定运行。在处理站空地内进行必要的绿化，通过建筑装饰使本水处理工程美观实用，力求在满足相关要求的前提下，实现优化设计，减少对周边环境的影响，减少占地面积，节约项目投资。对主要的工艺环节采取自动控制和中央控制，降低管理工作量和运行控制的复杂程度，尽可能的减少由于人为操作对系统造成的影响，力求管理方便、安全可靠、经济实用。

[1]张海涛.电厂化学水处理系统的优化设计[D].天津大学,2009.

[2]汪洋.火电机组化学水处理DCS系统应用研究[D].上海交通大学,2010.

[3]李亚琼.电站化学水处理系统状态维修决策研究[D].华北电力大学（北京）,2012

[4]曹鹏飞.电厂化学水处理系统的改造与实现[D].华东理工大学,2012.

[5]陈进生.大型火电厂化学水处理技术进展与应用探讨[J].机电信息，2004，13:37-40.

[6]曲忠勇.电厂化学水处理技术应用分析[J].科技创新与应用,2014,02:96.