眾所周知，活性炭過濾器在天然水中含有各種有機(jī)物,通過水的混凝沉降與過濾處理可以除去一部分,但大部分有機(jī)物會(huì)進(jìn)入后續(xù)設(shè)備,如果后續(xù)設(shè)備是離子交換樹脂,它會(huì)造成樹脂的有機(jī)物污染;如果后續(xù)處理是精過濾- 膜分離,它會(huì)造成精密過濾器提前失效,如果有機(jī)物進(jìn)入熱力系統(tǒng),它會(huì)分解成低分子的有機(jī)酸,影響鍋爐水和蒸汽的品質(zhì)。有時(shí)為了減少有機(jī)物的含量,在預(yù)處理中加氯處理,并維持一定量的余氯。為了防止余氯對(duì)后續(xù)處理的離子交換樹脂和分離膜造成危害,必須考慮除去余氯,在水處理中既要考慮除去有機(jī)物又要考慮除去余氯,用活性炭進(jìn)行吸附是一種行之有效的方法。活性炭吸附有機(jī)物和余氯的原理主要是利用活性炭表面機(jī)構(gòu)進(jìn)行的物理和化學(xué)吸附,從而達(dá)到去除的目的。

1 　必要性

　　某火電廠化學(xué)補(bǔ)充水取自水庫(kù),通過一條工業(yè)河連接到該廠。三十多年來(lái),原水水質(zhì)品質(zhì)很少變化,整個(gè)化學(xué)除鹽系統(tǒng)運(yùn)行相對(duì)穩(wěn)定。從1998 年8 月開始,該廠工業(yè)冷卻水系統(tǒng)由直流式冷卻改為敞開循環(huán)式冷卻后,化學(xué)補(bǔ)充水取水口與工業(yè)冷卻水取水口均為同一口井,化學(xué)補(bǔ)充水經(jīng)常受到工業(yè)循環(huán)水倒流的影響,濃縮倍率較高的循環(huán)水嚴(yán)重影響了化學(xué)除鹽系統(tǒng)的安全運(yùn)行;近兩年來(lái)從水庫(kù)到該廠的工業(yè)河沿途建了不少工廠,工業(yè)河經(jīng)常受到它們排放廢水的污染,這些含鹽量及有機(jī)物含量較高的水也嚴(yán)重影響化學(xué)除鹽系統(tǒng)的安全運(yùn)行。雖然從2000 年5 月起已經(jīng)完全消除了工業(yè)循環(huán)水的影響,但工業(yè)河水受到沿途工廠排放廢水的污染程度并沒有減少,相反有增加的趨勢(shì),表1 為近兩年化學(xué)補(bǔ)充水中有機(jī)物含量變化情況:

　　從表1 可以發(fā)現(xiàn)當(dāng)工業(yè)河受到沿途工廠排放廢水影響時(shí),從過濾器出來(lái)的有機(jī)物含量最大的時(shí)候是原來(lái)的6～7 倍,平均也達(dá)到原來(lái)的4～5 倍。如果化學(xué)補(bǔ)充水水質(zhì)品質(zhì)長(zhǎng)期得不到改善,生水中大量有機(jī)物在化學(xué)預(yù)處理過程(即斜管池、無(wú)閥濾池、機(jī)械過濾器) 又無(wú)法被除掉,那么大部分有機(jī)物就會(huì)直接進(jìn)入除鹽系統(tǒng),有機(jī)物一旦進(jìn)入除鹽系統(tǒng),其溶解態(tài)帶負(fù)電的酸根與強(qiáng)堿性陰樹脂之間發(fā)生離子交換,以及大分子有機(jī)物卡在樹脂凝膠結(jié)構(gòu)的許多纏結(jié)部分,這時(shí)首先表現(xiàn)為樹脂工作交換容量迅速降低,酸堿耗增加(如在1998 年11 月份該廠陰陽(yáng)床周期制水量由正常時(shí)的10 000 m3 左右下降到2 300 m3 左右,可見樹脂工作交換容量下降很大,出力僅為原來(lái)的四分之一左右,同時(shí)由于反復(fù)再生,年需增加酸堿費(fèi)約30 萬(wàn)元左右) 。同時(shí)伴隨除鹽系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)部分帶負(fù)荷的有機(jī)物被緩慢釋放,被除鹽水帶入給水中;而中性有機(jī)物和膠態(tài)有機(jī)物會(huì)直接通過離子交換樹脂并隨除鹽進(jìn)入給水中。一旦有機(jī)物通過給水進(jìn)入鍋爐后會(huì)在爐水高溫沸騰下發(fā)生熱分解,產(chǎn)生有機(jī)酸,還有少量鹽酸和硫酸。這些酸使?fàn)t水pH 值下降(如1998 年11 月19 日,該廠3 號(hào)爐爐水pH 值下降到 7191) ,造成爐管管壁發(fā)生局部酸性腐蝕,從而破壞爐管表面磁性氧化鐵保護(hù)膜,引起爐管爆管事故(如一年多后即2000 年1 月份該廠3 號(hào)爐連續(xù)三次爆管,這三次爆管已被鑒別為析氫腐蝕。其中爐水呈酸性是析氫腐蝕的一個(gè)重要原因) 。同時(shí)蒸汽攜帶微量的揮發(fā)性酸進(jìn)入汽輪機(jī)內(nèi)部,引起內(nèi)部腐蝕(如 2000 年6 月3 號(hào)機(jī)大修就發(fā)現(xiàn)汽輪機(jī)隔板、葉片及汽室缸等地方有不同程度腐蝕) �？梢�,由于有機(jī)物的存在造成了后續(xù)設(shè)備的嚴(yán)重危害,對(duì)有機(jī)物的去除顯得特別重要。

2 　改造方案

　　通過上述分析,一方面是清水中有機(jī)物不斷增加;另一方面是有機(jī)物又不能在化學(xué)預(yù)處理設(shè)備被除掉,那么清水中有機(jī)物就會(huì)隨給水進(jìn)入鍋爐,有機(jī)物在爐內(nèi)高溫條件下后引起一系列反應(yīng),嚴(yán)重危害鍋爐的安全運(yùn)行。所以必須在除鹽系統(tǒng)前增加一套活性炭過濾器,徹底清除清水中有機(jī)物。該廠現(xiàn)有三臺(tái)機(jī)械過濾器,每臺(tái)額定出力為150 t/ h ,實(shí)際上鍋爐正常補(bǔ)水約為100 t/ h 左右,如果將一臺(tái)機(jī)械過濾器改造為活性炭過濾器,剩余兩臺(tái)兩機(jī)械過濾器額定出力為300 t/ h ,仍可滿足該廠化學(xué)預(yù)處理的需要。現(xiàn)該廠過濾器系統(tǒng)圖如圖1 所示。

　　改造方案為將為3 號(hào)機(jī)械過濾器改造為活性炭過濾器,再增加兩個(gè)閥門,改造后系統(tǒng)圖如圖2 所示。改造前后系統(tǒng)變化很小,操作也很方便。

3 　運(yùn)行方案

　　當(dāng)發(fā)現(xiàn)清水中有機(jī)物增大時(shí),將活性炭過濾器投入使用,具體操作如下: 開3G5 閥門,關(guān)3G4 閥門。如果清水有機(jī)物中減少到正常狀態(tài)時(shí),將活性炭過濾器退出運(yùn)行,具體操作如下:開3G4 閥門,關(guān)3G5 閥門。實(shí)際運(yùn)行效果為表2 所示:

1) 由于該廠化學(xué)用水水質(zhì)經(jīng)常受到污染,所以必須采取有效措施予以解決。

2) 將現(xiàn)有一臺(tái)機(jī)械過濾器改造為活性炭過濾器是可行的。

3) 整個(gè)改造過程系統(tǒng)變化少,易操作,投資不大,還可以節(jié)約大量酸堿費(fèi)。