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水處理化學技術優選九篇

時間:2024-01-02 10:36:16

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水處理化學技術

第1篇

關鍵詞:環保型 化學品 水處理技術 分析

中圖分類號:X7 文獻標識碼:A 文章編號:1674-098X(2013)04(c)-0130-01

當前隨著工業的不斷發展,我國的水污染形勢日益嚴峻。在淡水資源日益緊張的背景下,加強對于水污染的治理是緩解水資源緊張形勢的重要措施,同時這也是可持續發展的必然要求。

我國早就開始對水污染進行治理,隨著科學技術的進步,我國水污染治理形勢有了明顯好轉。傳統意義上對于污水的處理一般都是通過加入化學品,通過化學品與水產生化學反應,從而使污染的水能夠持續利用,最終滿足需求。

1 我國環保型水處理化學品

當前,我國常用的也是應用最廣泛的水處理化學品,主要有高鐵酸鉀,高錳酸解,聚合氯化鋁以及天然產物等化學品。下面就分別來予以詳述。

1.1 高鐵酸鉀

高鐵酸鉀極具氧化性,它與水結合能產生大量的原子氧。原子氧的作用,我們都知道它可以高效地消除水中污染物和病菌。在高鐵酸鉀自身化學反應產生原子氧的同時,它自身都可以被還原成Fe(OH)3。Fe(OH)3是一種高品質的凝絮劑,凝絮劑主要是用來消除水中的懸浮顆粒的,對于Fe(OH)3這樣的高品質凝聚劑而言,它更能有效地消除水中懸浮顆粒。通過以上分析,我們可以發現高鐵酸鉀同時具有消毒與排污兩種功能。在這兩種功能的共同作用下,水污染可以得到有效治理。它最大的優點還在于它對水沒有任何副作用,不會對人體產生任何影響。

高鐵酸鉀的應用極為廣泛,在一般飲用水中,在廢水中,生物污泥中都能見到它的身影,在一般飲用水中,高鐵酸解只需要5 mL就殺菌效果就可以達到90%多。飲用水的濃度也會有效降低。在二級廢水處理中,僅每升八毫克就可以把廢水中的各種細菌完全消滅。生物污泥會產生惡臭,人們在消除惡臭的時候,運用了各種手段,近些年來,高鐵酸鉀在生物污泥中的應用取得了非常好的效果。在生物污泥中,高鐵酸鉀可以有效驅除CH,SH和NH等物質,同時還可以將它們轉化為Nor。生物污泥在處理后,不僅沒有害處,而且會有更多的化學元素,可以當做化學肥料來使用。這樣做有利于資源的高效利用。

1.2 高錳酸鉀

高錳酸鉀的運用,高錳酸鉀遇水會產生二氧化錳。二氧化錳能夠有效地去除水中的污染,一方面二氧化錳可以在水中與污染物質發生化學反應最終產生催化作用。另一方面它對水中有機污染物具有非常高效地處理結果。在二氧化錳的這兩種反應共同努力下,會使得高錳酸鉀對于水污染有效地處理效果。

近些年來,關于高錳酸鉀的一系列化學復合物出現,這些復合物對于水污染的治理顯得更有成效。其中最為典型的化學復合物就是我們常提到的高錳酸鉀復合藥劑。這種藥劑是用高錳酸鉀和各種無機鹽有機聯系在一起,生成的一種新型、高效地氧化劑。這種氧化劑具有非常強的混凝效果。當高錳酸鉀復合藥劑在硫酸亞鐵混凝劑投下之后,在放入水中,會給水污染治理帶來意想不到的結果。它會使得混凝曲線向下推移并且向兩極張開,最終有效地拓寬混凝劑的使用范圍。這種復合藥物,可以有效提高系統的抗干擾能力。

高錳酸鉀具有非常高效地去除臭味的功能。高錳酸鉀能在水中氧化具有臭味的化合物,它可以有效地通過與水中的微臭物質發生氧化反應,從而最終消除臭味。高錳酸鉀由于在水中可以對帶臭物質進行氧化,因而它可以在加氯消毒后,有效地消除此前產生的臭味。此外高錳酸鉀還具有另外一個非常顯著的特點,它可以養護除藻。高錳酸鉀是一種非常有效地除藻劑,僅需要一毫升就可以消除90%的藻類,它在帶藻類水中應用廣泛。

1.3 聚合氯化鋁鐵

聚合氯化鋁鐵的主要組成部分是鋁鹽和鐵鹽,鐵鹽的主要作用是在于使得礬花的沉淀速度加快并且適度參與混凝土。經過長期的觀察研究發現,鐵含量較低的聚合氯化鋁鐵要比含鐵量較高的聚合氯化鋁鐵使得礬花的速度沉淀更快,而且在沉淀過程中含鐵量過多還會腐蝕管線設備,縮短管線設備的使用壽命,因而對于聚合氯化鋁鐵中含鐵量的規定一般都是限定在2/100。

冬季低溫低濁水的防治是水污染防治的重要組成部分,在對其進行治理的過程中,人們首選復合鋁鐵來進行凈化。之所以要選擇復合鋁鐵進行凈化主要是因為復合鋁鐵是有鋁鹽和鐵鹽構成的,在混凝過程中,鐵鹽可以使得礬花變重從而加劇它的沉淀速度,同時鋁鹽可以使礬花變大。兩種物質共同作用,會使得混凝效果更好。

研究表明混凝土的沉底速度和反應速度與水溫有很大聯系,水溫與這兩個速度呈正比關系。也就是說,水溫越高,反應速度和沉淀速度越快。在氣溫極低的情況下,水中混凝土的反應速度和沉淀速度將很慢。在這種前提下,就必然需要進行強烈且均勻的攪拌才能最終提高沉淀速度。復合鋁鐵劑這是冬季低溫條件下的首選要選擇。同時,我們還要注意到鋁鐵復合劑可以降低用藥量,可以有效降低水中殘余鋁的比率。鋁鐵復合劑是一種最佳的凈水藥劑。

1.4 天然產物

天然產物是一種有效地治水藥劑,它是一種非常環保的水處理化學品。天然產物利用方便,不需要人工開發,使用效果更好,因而被廣泛應用在各個領域的水污染治理中。

早在古代,人們就懂得了利用天然高分子通過與金屬表面的結合,可以產生大量的活性基因,這種基因可以在金屬物中起到高效地緩蝕作用。人們開始從天然植物中提取緩蝕劑。天然植物中所包含的豐富的活性基因,可以在金屬的軌道提供大量電子,另一方面又可以真正地減少金屬表面的化學腐蝕,最終緩解緩蝕作用。

天然產物一般都是在天然植物中提取的混合物,它之所以具有如此高效地緩蝕作用,正是由于它結合了多種具有緩蝕效果的有效成分。目前人們提取緩蝕劑的渠道也越來越多樣化,已經不僅僅限于海帶等海生作物,現在已經擴展到各種天然植物上,包括像茶葉、蒲公英等。提取方法也日益多樣化,主要方法是索氏提取法和浸取法。

2 我國的水處理技術

當前我國的水處理技術有了明顯進步,隨著經濟發展和科學技術的進步,我國水資源處理技術發生了深刻變化。針對水源污染的生物預處理技術和臭氧活性炭深度處理技術都處于實用化過程中。在工業水處理上混凝沉淀和過濾方式應用的較多,因而進步不小。同時用離子交換、除鐵等新技術也在不斷發展中。

我國水污染處理技術,是在社會經濟的不斷發展得的,同時也是在技術進步的大力推動下進步的。在水污染形勢日益嚴峻的情況下,加強對于水處理技術的研究顯得非常重要。這將我們今后研究的重點內容。

參考文獻

第2篇

【關鍵詞】傳統化學法 分類處理 電鍍廢水 鰲合沉淀

中圖分類號:TU8;TU758.7 文獻標識碼:A 文章編號:1009-914X(2013)35-177-01

1 概述

目前國內普遍存在電鍍廠點多而分散、布局不合理、生產技術落后等現象,建設集中式電鍍基地是解決當前電鍍污染的發展趨勢。由于電鍍品種十分繁雜,加工工藝也在不斷更新,電鍍廢水存在著污染因子種類多、濃度高、理化性質復雜等特點。綜合污水處理廠必須同時具備處理多種污染物的功能。而在電鍍廢水產生、收集階段將不同類型的廢水分別進行收集,將對后續處理有很大的幫助。電鍍廢水根據其所含污染因子特性,大致可分為含氰廢水、含鉻廢水、含金屬離子廢水。若企業具備較好的分流條件,還可根據重金屬離子中和沉淀條件及水量比例大小將含金屬離子廢水細分為含Ni2+廢水、含Cu2+廢水、含Zn2+廢水及含其它金屬離子廢水。

2 常用處理技術

(1)化學法。化學法從近幾十年的國內外電鍍廢水處理技術發展趨勢來看,電鍍廢水有80%采用化學法處理,化學法處理電鍍廢水,是目前國內外應用最廣泛的電鍍廢水處理技術,技術上較為成熟。化學法包括沉淀法,金屬質換法,鐵氧體法、螯合沉淀法等,是一種傳統和應用廣泛的處理電鍍廢水方法,具有投資少,處理成本低,操作簡單等特點,適用于各類電鍍金屬廢水處理。

(2)蒸發濃縮法。蒸發濃縮法是對電鍍廢水進行蒸發。使重金屬廢水得以濃縮,并加以回收利用的一種處理方法,一般適用于處理含高濃度鉻、銅、銀、鎳等重金屬廢水,但因能耗大,操作費用高,雜質干擾資源回收問題還待研究,使應用受到限制。

(3)電解法:電解法是利用金屬的電化學性質,在直流電作用下而除去廢水中的金屬離子,是處理含有高濃度電沉積金屬廢水的一種有效方法,處理效率高,便于回收利用。但該法缺點是不適用于處理含較低濃度的金屬廢水,并且電耗大,成本高,一般經濃縮后再電解經濟效益較好。

(4)離子交換法:離子交換法是利用離子交換劑分離廢水中有害物質的方法,含重金屬廢水通過交換劑時,交換器上的離子同水中的金屬離子進行交換,達到去除水中金屬離子的目的。此法操作簡單,便捷,殘渣穩定,無二次污染,但由于離子交換劑選擇性強,制造復雜,成本高,再生劑耗量大,因此在應用上受到很大限制。

(5)吸附法:吸附法是利用吸附劑的獨特結構去除重金屬離子的一種方法。傳統吸附劑有活性炭、聚糖樹脂、硅藻精土等。實踐證明,使用不同吸附劑的吸附法,不同程度地存在投資大,運行費用高,污泥產生量大等問題,處理后的水難于達標排放。

(6)膜分離法。膜分離法是利用高分子所具有的選擇性進行物質分離的技術,包括電滲析、反滲透、膜萃取等。利用膜分離技術一方面可以回收利用電鍍原料,大大降低成本,另一方面可以實現電鍍廢水零排放或微排放。缺點是膜需經常更換,運行成本較高。

(7)生物處理技術。生物處理技術是通過生物有機物或其代謝產物與重金屬離子的相互作用達到凈化廢水的目的。隨著重金屬毒性微生物的研究進展,生物處理技術日益受到人們的重視,采用生物技術處理電鍍金屬廢水呈發展勢頭。目前該技術更多的還處于研究和試用階段,應有還不是很廣泛。

3 工藝流程

電鍍廢水傳統化學法處理由調節池、加藥箱、氧化池、還原池、中和反應池、pH調節池、絮凝池、斜管沉淀池、廂式壓濾機、過濾器等組成。流程圖如下:

含氰廢水在調節池①匯集,均化水量和水質后,由泵提升至氧化反應器,自動投加氧化劑和堿(NaClO和NaOH),把CN?氧化為CNO-,然后再投加強酸,再次投加NaClO,在不同的PH條件下實行二次破氰。反應后廢水自動溢流到中間池。反應條件:一次破氰PH:10.5—11.5,ORP為300 mV,二次破氰PH:8—9,ORP為650 mV左右。

含鉻廢水在調節池②匯集,均化水質和水量后,由泵提升到還原反應器,廢水在OPR儀表控制下自動投加還原劑,把Cr6+還原為Cr3+,然后投加堿,使Cr3+形成Cr(OH)3,反應后廢水自動溢流到中間池。反應條件:PH3.0—3.5,ORP電位300mv。

中間池廢水在PH儀表控制下,自動投加石灰乳及絮凝劑,將PH調節至適當的范圍,使各種重金屬離子形成堿鹽沉淀。反應條件:PH10.0—11.0左右。

經充分混凝反應形成大量礬花的廢水匯集于中間水池,再由泵提升至斜管沉淀池進行固液分離,根據“淺層沉降原理”,在沉淀池中加設蜂窩斜管,增大沉降面積,并改善沉降過程中的水力條件,使污泥顆粒在穩定的層流狀態下沉降,從而達到沉降效率高和容積利用率高的特點。

由斜管沉淀池泥斗收集的污泥定期排放至污泥干化池,再由濃漿泵泵入板框壓濾機進行干化處理。

斜管沉淀池上清液自流入PH回調池,采用自動控制技術對PH進行調節,保證PH值控制在國家允許的排放范圍內。

4 反應機理

(1)含氰廢水處理。破氰過程為兩級堿性氯化法,破氰劑選用NaClO,相對其它藥劑而言,其投藥方便安全、投藥量易于控制、污泥量少。采用次氯酸鈉氧化法處理廢水中的氰化物,其反應式如下:

CN-+ClO-+H2O=CNCl-+2OH- CNCl-+2OH-=CNO-+Cl-+H2O

進一步氧化,反應式如下:

2CNO-+3ClO-+H2O=N2+CO2+3Cl-+2OH-

(2)含鉻廢水的治理。電鍍廢水中的六價鉻離子,用還原劑還原為Cr3+,再與氫氧根產生沉淀除去。一般使用焦亞硫酸鈉作還原劑,其反應式如下:2Cr????2O72- +3S2O52- +10H+ 4Cr3++6SO42-+5H2O

Cr3++3OH-Cr(OH)3

(3)重金屬離子的處理。重金屬離子只要調節適當的PH值,即會生成相當的氫氧化物沉淀。反應式如:Men++nOH-=Me(OH)n

反應后出水,自流或泵入斜管沉淀池,使各種氫氧化物在斜管區很快沉降, 上部溢出水再經碳濾(或砂濾)后達標排放,下部污泥經板框壓濾機壓濾后外運作無害化處理。

(4)螯合沉淀。上述傳統化學沉淀法在當前使用比較廣泛。但由于不同的重金屬離子生成氫氧化物沉淀時的最佳pH值不同,其去除往往不能兼顧。同時,目前電鍍過程中光亮劑等使用量有所增加,重金屬離子容易與其形成絡合物而難以沉淀。而采用添加DTCR重金屬離子捕集劑的螯合沉淀法則很好地解決了這個問題。DTCR 為長鏈高分子物質,含有大量的極性基,它能捕捉陽離子并趨向成鍵而生成難溶的氨基二硫代甲酸( TDC)鹽。生成的TDC 鹽有部分是離子鍵或強極性鍵(如TDC—Ag ) , 多數是配價鍵( 如TDC—Cu、TDC—Zn、TDC—Fe) 。同一金屬離子螯合的配價基極來自不同的DTCR分子,這樣生成的TDC鹽的分子是高交聯的、立體結構的,原DTCR的相對分子質量為(10~15)萬,而生成的難溶螯合鹽的分子質量可達數百萬甚至上千萬,故這種金屬鹽一旦在水中生成,便有很好的絮凝沉析效果,且進入污泥后難以返溶。

5 結果與討論

(1)采用分類預處理、再合并處理的綜合性電鍍廢水的處理方法,出水效果穩定、操作簡單、占地面積小、污泥生成量少、造價及運行成本低,對處理電鍍廢水是一個經濟、可行的技術。

(2)目前國內對氰化物的去除也有采用一級破氰的辦法,可簡化操作流程和節約成本,在理化因子控制好的情況下通常也能達標,但穩定性與可靠性不如二級破氰。

(3)重金屬離子的去除,利用了螯合沉淀機理,解決了傳統化學法由于各種重金屬中和沉淀條件不一及存在絡合物而造成的部分重金屬指標超標問題。

(4)上述方案未考慮電鍍廢水中水回用問題。在電鍍生產流程中,前段清洗用水完全可以利用經上述處理后的廢水。但要把廢水用于調配電鍍槽液等,還必須經過離子交換或反滲透等深度處理。

(5)傳統化學法可以與其它辦法配合使用,達到經濟上更加可行,環境效益更加明顯的處理目標。

參考文獻:

[1]魏先勛.環境工程設計手冊[M].長沙:湖南科學技術出版社.1992.83~85.

[2]張建梅,韓志萍,王亞軍.重金屬廢水的生物處理技術[J].環境污染治理技術與設備,2003,4(4):75~78.

[3]侯愛東,王飛,徐暢.綜合一體化處理電鍍廢水技術及應用[J].電鍍與環保,2003,23(4):33~35.

第3篇

關鍵詞:UV/H2O2;化學鍍鎳廢水;COD去除率;Ni2+

Abstract: It elaborates effectors of electricless nickel waste rinse water treatment and performance of nickel elimination and wastewater reclamation based on experiment of UV/H2O2 technical treatment. The experiment shows content of COD can be reduced by efficiency of 93.8% with conditions of UV light (Power 500W, Wavelength 185nm) and all settings as follows: adjustment wastewater pH 5, H2O2 dosing quantity double than COD content, stirring speed 10000r/min and 2-hours reaction time. With NaOH further added, not only Ni2+ can be discharged within spec, but also Ni(OH)2 precipitate with purity 99.2% and concentration 5.2068mg/L is available by reclamation.

Keywords: UV/H2O2; electroless nickel plating wastewater; removal efficiency of COD; Ni2+

前言

化學鍍鎳是當前國內外廣泛應用的一種工業表面處理工藝。然而,由于化學鍍鎳廢水的化學成分復雜,廢液中含有大量的有機酸和添加劑,導致鎳主要以絡合物[Ni3(C6H5O7)2]的形式存在,不利于COD的降解和Ni2+的沉淀,因此只有破壞了這些具有絡合作用的介質之后,才能取得良好的化學沉淀效果[1]。

UV/H2O2技術是一種高效的高級氧化工藝,其作用原理主要是: H2O2在紫外光的照射下會被光解為高反應性的羥基自由基(OH?),如(1)式方程:

H2O22 OH? (1)

在OH?的強氧化作用下發生氧化分解反應,有機化合物中的分子鍵吸收紫外光的能量而斷裂,降解為易于生物降解的小分子、H2O2和CO2[2],該應用過程具有清潔綠色、不會引入二次污染、不影響水質等特點[3]。本文應用UV/H2O2技術處理化學鍍鎳清洗廢水,研究其影響因素以及鎳的沉淀與回收效果。

1 材料與方法

1.1 實驗水樣

本實驗所用化學鍍鎳廢水取自某表面處理公司,原水pH=2.1, COD=1576mg/L,Ni2+=3270mg/L。

1.2 實驗試劑及儀器

采用的主要試劑有NaOH(分析純),H2O2(質量分數為30%)。采用的儀器主要有DR3900可見分光光度計,DR200消解儀,Mettler Toledo pH計,IKA磁力攪拌器,YZ-PPAB子干燥箱等。本課題使用自制的反應器示意圖如圖1所示。

1.3 實驗方法

通過進水口加入水樣,通過加藥口加入一定量的H2O2,將帶有套管的紫外燈(功率500W,波長185納米)置于水中,通過調速開關調節攪拌速度至10000轉/分鐘,通過出水口取樣,用快速消解分光光度法測定COD值。2小時后,取500mL的燒杯裝滿水樣,加入一定量的NaOH調節pH至12,沉淀0.5后過濾沉淀物,用PAN光度法測定濾液中的Ni2+的含量。同時將濾餅置于干燥箱中,調節至120℃,干燥2小時后稱重,計算Ni(OH)2的回收純度。

2 結果與討論

2.1 對COD去除率的影響

2.1.1 紫外燈對COD去除率的影響

保持pH=5,H2O2:92.7mmol,使用3款紫外燈反應30分鐘,測定COD去除率如圖2所示:

由圖2可知,波長相同時,紫外燈功率越高COD去除率越高;功率相同時,波長越短,COD去除率越高。這是因為光化學反應進行的程度(即所得到的產量)與被吸收的光能的數量成正比,亦即與被吸收光的強度成正比[4]。因此,通常情況下,提高紫外光照射強度有利于光化學反應的進行。同時,波長較短的185nm紫外光具有更強的激發能,能夠更加有效地激發分子鍵解離釋放出自由基[5]。

2.1.2 pH值對COD去除率的影響

取7個1000mL燒杯,分別裝滿原水,調節pH值為2~7和10,依次加入反應器,投加92.7mmol的H2O2反應30分鐘后測得COD去除率如圖3。

由圖3可知,pH值對COD降解效率影響總體較小,相比而言,pH處于弱酸性時COD降解效果較好,當pH=5時COD降解效率達到最大值。

2.1.3 H2O2投加量對COD去除率的影響

H2O2濃度是影響UV/H2O2工藝氧化效率的關鍵因素,在UV照射下產生OH?,本實驗取5個1000mL的燒杯,分別裝滿原水,調節pH值為5后依次加入反應器,H2O2的投加量分別為COD值的0.5、1、2、3、4倍,反應30分鐘后測得COD去除率如圖4。

由圖4可知,COD的去除率隨著H2O2投加量的增加而上升,當H2O2的投加量為COD值的2倍時處理效率最高,當H2O2質量濃度超過這個數值時COD去除率反而下降,這是因為:

(1)H2O2作為OH?的釋放劑,一定范圍內增加H2O2濃度有利于產生更多的羥自由基,從而提高COD降解效率。

(2)應用UV/H2O2系統處理廢水時,H2O2的投量存在一個臨界值,當H2O2濃度超過這一極大值后,系統的氧化能力變化不大甚至降低,原因是溶液中開始發生如下副反應[6,7]:

H2O2+OH? HO2?+H2O (2)

HO2?+OH? H2O+O2(3)

OH?+OH? H2O2(4)

由(2)(3)(4)可知, H2O2在作為自由基釋放劑的同時還是一種自由基捕捉劑, HO2?的氧化性能遠遠小于OH?從而抑制了反應過程。另一方面,H2O2在溶液中濃度大,其吸光度也大,影響其紫外光在溶液中的穿透距離,從而影響反應效率,所以連續投加方式效率最高[7]。

2.1.4 反應器和反應時間對COD去除率的影響

本實驗取2個1000mL的燒杯裝滿原水,調節pH值為5后依次加入反應器,H2O2的投加量都為92.7mmol,并采用連續投加的方式,分別測試反應器處于工作狀態和非工作狀態下的處理效果;每15分鐘取樣,測得去除率如圖5。

由圖5可知, 反應器處于工作狀態下的COD去除率高于非工作狀態下的去除率,而且,隨著反應時間的延長差異逐步擴大;原因是反應器處于工作狀態時,反應器中的廢液以紫外燈為軸進行高速地旋轉運動,有利于紫外光的能量和羥自由基的均勻分布和充分反應;同時,摩擦作用使反應器內部無法產生廢物堆積,因此,延長反應時間,仍然能夠繼續深度降解COD,經過120分鐘處理COD降解到97.5mg/L,符合該企業環評中規定的排放要求。

2.2 鎳的處理與回收

經過UV/H202技術120分鐘處理,COD降解到97.5mg/L絡合平衡已經被破壞,取1個1000ml的燒杯,裝滿經處理后的水樣,調節pH至12,沉淀30分鐘后,過濾測得濾液中Ni2+含量為0.43mg/L,達到GB21900-2008電鍍行業污染物排放標準中新建企業水污染排放限值要求[8]。

濾餅烘干后測得質量為5.2068g,而根據廢水處理前后的Ni2+含量,可以測算出沉淀物中純Ni(OH)2的質量為5.1652g,二者相除得到沉淀物中Ni(OH)2的含量為99.2%。由此可見,UV/H2O2技術不僅能夠解決含鎳廢水的污染問題,同時還可以回收高純度的Ni(OH)2,變廢為寶,為企業創造經濟效益。

3 結論

(1)提高紫外光照射強度有利于光化學反應的進行。同時,波長較短的紫外光具有更強的激發能。

(2)pH處于弱酸性時COD降解效果較好,當pH=5時COD降解效果到最佳。

(3)H2O2的投量存在一個臨界值,臨界值根據反應條件的不同而存在較大的差異,在本實驗中臨界值為COD值的2倍。同時,連續投加H2O2的方式可以減少H2O2的副反應,提高處理效率。

(4)當廢液以紫外燈為軸進行高速地旋轉運動時,有利于提升UV/H2O2系統的處理效率。

(5)用NaOH的調節pH至12,沉淀30分鐘不僅能使Ni2+達標排放,而且還能回收5.2068g/L純度為99.2%的Ni(OH)2。

參考文獻

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[7]梁新剛.化學鍍鎳廢水中磷的去除和有機物降解的研究[D].哈爾濱:哈爾濱工業大學,2011:18-19.

第4篇

關鍵詞:電廠;化學水處理;全膜分離技術;應用

引言

隨著工業化和城鎮化步伐的加快,水污染現象也越來越突顯,而大量水域的污染不僅給人民日常生活帶來了巨大影響,同時也給電廠生產帶來了嚴重損害。地表水與地下水是電廠化學水處理主要來源,受污染的地表水、地下水含有各種雜志、有害物質,對設備腐蝕嚴重,為電廠化學水處理中全膜分離技術應用打下了基礎。

1 全膜分離技術概述

1.1 全膜分離技術的定義

全膜分離技術,是指利用膜的選擇透過性特點,以薄膜作為媒介,以一定壓力作為推動力,將液體中不同粒徑、不同成分粒子分離開來的一種方法。膜孔徑大小的不同決定了可以通過和不能通過的粒子,只有滿足孔徑要求的粒子才能通過薄膜,進而實現對于液體分離及其凈化。因此,在電廠化學水處理中全膜分離技術是其一,得到了多數電廠化學水處理的應用。電廠化學水處理中全膜分離技術的應用,整個過程不需要輔助使用任何化學藥劑,而是以三膜過濾工藝通過層層膜的分離,來實現對水的凈化處理,實現將原水轉變為水質符合國家某相關水質標準要求的水。根據膜孔徑大小,全膜分離技術膜分為反滲透膜、微濾膜及其超濾膜,膜孔徑及其分子截留量決定分離性與截留性,可以將每一種成分全部分離出來,充分利用了膜的選擇透過性特點,大大提升了水處理效果。

1.2 全膜分離技術的特點

傳統水處理技術使用化學藥劑,雖能在一定程度上除去水中雜質,但也會造成化學污染,增大設備疲勞度,導致生產無法繼續。而無須使用任何化學藥劑的、全膜分離技術采用物理手段,在電廠化學水處理中得到應用,則很好的彌補了傳統水處理技術存在的化學污染缺陷,且操作簡單,便于控制,具有明顯的技術優勢與特點。采用全膜分離技術進行水處理,更容易得到純凈的水,設備結構簡單,且使用數量少,易于維護和控制,在一定程度上降低了成本費用;全膜分離技術具有良好的穩定性能,不需要依靠化學藥劑,不需要使用濃酸強堿,因而不會產生任何化學污染,是一種節能環保的水處理技術;全膜分離技術使用設備少、占用空間少,利于節約土地空間,可以顯著提高電廠化學水處理效率,減少了設備的能耗,并減少了生產成本,并且使勞動強度得到了很大的降低;應用全膜分離技術實施水處理,對環境無特殊要求,既不要特意營造高溫環境,也不需要進行特殊的冷卻處理,而只需在常溫環境下即可進行膜分離,可以較好的保證處理過程的安全性,降低工藝復雜度。

1.3 全膜分x技術的優勢

(1)在整個膜分離技術的應用過程中用到的設備是比較少的,

而且設備結構也相對來說是比較簡單的。與傳統的化學水處理設備相比來說,它有著操作簡便、維護方便等特點,因此,對電廠化學水處理自動化的實現更加有利。(2)在發電廠的化學水處理中使用全膜分離技術可以獲得更純的水和具有更穩定的性能。在生產中如果不用濃堿或者濃酸,就不會出現污染,使得化學水處理便可出現了零排放。(3)在電廠進行化學水處理中,通過全膜分離技術的使用可以大大提高水處理效率,它不需要占太大面積,還使得土地成本取得了節約,并降低設備的能耗。

2 全膜分離技術在電廠化學水處理中的應用

在電廠化學水處理中,全膜分離技術共包含3道工序,依次為超濾技術、反滲透技術和電除鹽技術。這三種技術均以壓力作為推動力,采用不同的膜,不同的孔徑,利用膜的選擇透過性、反滲透性和超濾性,通過三種膜的層層分離來達到除去液體中不同成分物質目的,最終使原水水質達到電廠生產運行要求。

2.1 電除鹽技術

電除鹽技術以電為源動力,以離子交換膜為載體,通過形成電場來達到分解水的目的。離子交換膜的離子選擇透過功能可以有效促進陰陽樹脂結合,使得原水中離子遷移力得到很大的提升,并實現了可以將離子去除,使水質滿足電廠生產要求。電除鹽技術的產生可以說是傳統電滲析技術與離子交換技術兩種技術的一種有效結合,它既繼承了傳統電滲析技術的優勢,也充分利用了離子交換技術的選擇透過,使其在電廠化學水處理中得到應用,并作為全膜分離技術最后工序,有效彌補了傳統電滲析技術深度除鹽不足問題和離子交換酸堿再生、難連續的技術缺陷。

2.2 反滲透技術

反滲透技術指的是反滲透膜是由高分子材料制成的,通過其反滲透性能,將水中的其他物質截留,而只讓水分子通過,是一種有效的水處理技術。該技術的推動力主要來源于兩側膜的靜壓力,工作壓差一般為1.5MPa,能夠截留大分子、離子、顆粒、鹽類等多種物質,清除率通常可以達到95%,甚至更高。在電廠化學水處理應用中,反滲透技術是全膜分離工藝的第二道工序,起著承上啟下的重要作用,既是對第一道工序超濾技術的進一步處理,也是為最后一道工序的深度脫鹽奠定基礎。

2.3 超濾技術

超濾技術使用的是大孔徑超濾膜,并通過壓力為動力,其壓力值在0.2MPa至0.3MPa之間,主要除去的是水中的大分子物質,如膠狀物、顆粒等,而不能使小分子物質,如鹽類等透過。作為全膜分離技術在電廠化學水處理應用中的第一道工序,超濾膜技術首先將原水中的大分子物質清除,留下一些小分子物質用于第二道工序作進一步處理。當液體經由水泵進入到超濾器中時,因遇到超濾膜而發生分離,大分子物質、膠體等透過較大孔徑的超濾膜被分離出去,與原水中的小分子物質相分離,實現了水的分離、濃縮和凈化等一系列處理效果。

3 全膜分離技術應用實例分析

隨著各行業對工藝要求的提高,在電廠化學的水處理當中,全膜分離技術得到廣泛應用,并逐漸發展成小有規劃的體系。此項技術在某個小型電廠中應用起來,這個小型電廠主要是對日常生活中的垃圾進行焚燒處理。該廠總共有兩套廢物焚燒的設備,每臺鍋爐焚燒能力大約是500t/d,鍋爐補水量是24t/h,補給水是當地的水源,并對原水再過濾,它們都是運用的全膜分離技術,是基于DOS設計系統。該發電廠在工作時,先是通過蓄水池中的水經原水泵,輸送到多介質的過濾器,通過活性炭過濾器,使原水中大顆粒被過濾到濾層的外面,使得出現清澈狀態,然后繼續通過超濾,再進入到反滲透的裝置當中,去除其二氧化碳,并進入到淡水槽;在二級反滲透作用下,進入到下級水箱,并通過除鹽的裝置,實現了鍋爐補水。整個過程都是采用的物理手段,沒有使用到任何化學試劑,保證了過濾水質量,并且實現自動化控制,從而減少了人工操作錯誤率,進而降低了成本。

4 結束語

全膜分離技術通過利用膜的透過性等特點,依次使用超濾膜、反滲透膜和離子交換膜形成三膜分離工藝,在電廠化學水處理中的應用能夠很好的將原水中的各種雜質除去,使水質滿足國家有關標準要求,滿足電廠生產要求。隨著電廠的不斷生產發展,全膜分離技術應予以推廣應用,促進其優勢效用在電廠化學水處理中充分發揮,推動電廠快速發展。

參考文獻

[1]張海林,任紅.淺談電廠化學水處理中膜技術的應用[J].科技創新與應用,2014(11):81-82.

第5篇

關鍵詞:電廠;化學;水處理技術;應用

前言

目前電廠機組生產規模不斷擴大,而且隨著機組運行各項參數的改變,電廠的化學水處理工藝也日趨復雜化。由于面對較多的化學水處理系統,需要許多重復的運行管理機構,這就需要對化學水處理系統進行集中化的綜合控制,這種控制模式也必將成為化學處理技術的發展趨勢。而且利用集中的綜合化控制模式不僅可以有效的降低工作強度,而且可以在利用較少的人員的基礎上,確保工作效率的提高,可以有效降低生產成本,提高生產的安全性和自動化水平。

1 電廠化學水處理技術的特點

由于在當前科學水平不斷提高的情況下,各項新技術也在電廠中進行廣泛的應用,這就使水處理設備、方式、工藝和監測方法等多個方面都發生了較大的變化,給電廠化學水處理技術帶來了新的特點。

1.1 設備集中化布置

傳統的電廠化學水處理系統中,通常會按照設備功能的不同進行布置,由于化學水處理系統種類較多,所以在布置上需要占有較多的面積,而且各設備都處于分散的狀態下,不僅不利于生產,也不利于管理的需要。而集中化的化學水處理系統其整個流程都得以不斷的優化,設備布置上不僅立體、緊湊、而且較為集中,有效的節約廠房的面積和空間,使設備之間能夠實現良好的配合,對提高設備的綜合利用率及運行管理水平起到了非常重要的作用。

1.2 生產集中化控制

集中化的電廠化學水處理系統其可以將各個子系統的控制統合為一套綜合化的控制系統,其控制系統利用可編程邏輯控制器(plc)和上位機的2級控制結構,利用plc來實現各設備上的數據采集和控制,而且在上位機和pcl之間利用數據通信接口實現通信的需要,設置化學總控制室,而總控制室的上位機利用局域網的總線形式將各子系統進行集中聯接,從而使整個化學水處理系統可能實現集中監測、操作和控制。

1.3 方式以環保和節能為導向

近年來,隨著對環境保護的重視度不斷提高,為了盡可能的減少水處理過程中所產生的各種污染,隨著環境保護意識的提高,水處理也開始朝著綠色概念方向發展,實現零排污和零清洗。電廠作為水資源消耗的大戶,在當前水資源可持續發展戰略下,需要合理的利用水資源,提高水的重復利用率。所以在電廠中,需要依靠先進的技術和管理制度,從而實現水資源的循環利用,目前部分電廠中已實現了廢水的零排放,對于水資源只進行取水,而不再向水體及環境中排放任何廢水,這樣不僅實現了水資源的節約,而且也避免了對環境所帶來的污染。

1.4 工藝多元化

在以前電廠水處理工藝中,其工藝較為單一,而目前電廠水處理技術則向多元化方向發展。而且在化工材料技術的快速發展下,各種新型的處理技術開始在水質處理中進行應用,不僅使水處理工藝更加多樣化,而且也有效的達到水處理的效果。

1.5 檢測方法方式日趨科學化

目前在對化學水進行檢測時其檢測和診斷技術都不斷的發展和進步,檢測方法和方式更加科學化,利用化學診斷方式,不僅做到了事前防范的作用,而且可以實現在線診斷,分析方式上也實現了痕量分析,檢測和診斷技術的成熟,有效的保證了機組運行的安全性和穩定性,減少甚至時避免了事故的發生。

2 電廠鍋爐補給水的處理

電廠鍋爐在運行過程中,需要加入補給水,而這補給水不能利用不加處理的水,因為自然水資源中含有的物質極易與鍋爐內的部分物質發生反應,從而導致鍋爐受到腐蝕,影響鍋爐運行的安全性,而且鍋爐的運行成本和作業效率也會不同程度的降低。所以需要對自然水資源進行處理后才能作為補給水。而一旦補給水工藝環節處理不好,則會導致鍋爐內體產生腐蝕性化學物質,在管壁和受熱面上進行沉積,而形成鐵垢,使其阻礙熱傳導的進行,同時由于爐體內壁會有坑點出現,從而增加阻力系數,而當管道受到一定程度的腐蝕時,則會導致管道發生爆炸,發生安全事故,給企業帶來巨大的財產損失。

2.1 除氧防腐

目前,除氧防腐的途徑主要有三種,一是通過物理的方法將水中的氧氣排出;二是通過化學反應來排除水中的氧氣,使含有溶解氧的水在進入鍋爐前就轉變成穩定的金屬物質或者除氧藥劑的化合物,從而將其消除,常用的有藥劑除氧法和鋼屑除氧法等;三是通過應用電化學保護的原理,使某易氧化的金屬發生電化學腐蝕,讓水中的氧被消耗掉,達到除氧的目的。目前很多電廠都是采用的熱力除氧防腐技術,其是通過給鍋爐內加水,再將水加熱到沸點,從而使氧的溶解度降低,而水中的氧氣不斷的排出,這種方法易于操作,較為簡單和方便,所以得到廣泛的應用。而真空除氧技術則更適宜對熱力鍋爐、負荷波動大而除氧效果不佳的鍋爐上使用,利用此種方法只需在水面30℃~60℃情況下即可達到除氧的目的。而化學除氧防腐技術的方法則較多,但其除氧防腐的效果都很好。

2.2 加氧除鐵防腐

目前在電廠鍋爐補給水系統中,當鐵含量的較高時,則由于內體受到較嚴重的腐蝕作用,極有可能造成氧化鐵污堵和結垢等腐蝕現象的發生,所以在這種情況下,電廠都會采取給水加氧技術來進行解決。目前電廠給水加氧處理通常包括給水加氧和加氨處理,通過給水加氧技術的應用,可以有效的改變補給水的處理方式,使鍋爐給水的含鐵量降低,抑制省煤器入口管和高壓加熱管等部位的腐蝕速度,從而可以起到有效的降低鍋爐水冷壁管氧化鐵的沉積速率,同時也可以使鍋爐化學清洗周期得到延長。

補給水加氧技術是充分利用了氧在水質純度很高條件下對金屬的鈍化作用,其是在進行給水加氧的方式下,通過不斷向金屬表面均勻的供氧,從而使金屬表面能夠形成一層致密穩定的雙層保護膜。這是因為在流動的高純水中添加適量氧,可提高碳鋼的自然腐蝕電位數百毫伏,使金屬表面發生極化或使金屬的電位達到鈍化電位,在金屬表面生成致密而穩定的保護性氧化膜。直流爐應用給水加氧處理技術,在金屬表面形成了致密光滑的氧化膜,不但很好地解決了爐前系統存在的水流加速腐蝕問題,還消除了水冷壁管內表面波紋狀氧化膜造成的鍋爐壓差上升的缺陷。為了更好的提高給水加氧處理技術的效果,則需要配備全流量凝結水精處理設備,因為這樣可以有效的保證水質的純度,是給水加氧處理技術能夠實施的前提,而且更易于對給水的各項參數進行控制。

在進行給水加氧處理前則需要對鍋爐進行化學清洗,使其在運行過程中所產生腐蝕產物都得到清除,從而使爐前系統獲得最薄的保護性氧化膜。但利用給水加氧技術時有一點需要明確,其先決條件有兩種,其一是水質的高純度,其二是須有水流動。即需要在流動的高純水中加入氧氣才能使金屬表面產生保護性氧化膜,從而達到良好的防腐效果。

參考文獻

[1]王晶.反滲透在電廠水處理中的應用[j].中國高新技術企業,2011(25).

第6篇

關鍵詞:電站鍋爐; 水處理; 水垢; 除氧; 防腐

中圖分類號:TK22 文獻標識碼:A 文章編號:1006-3315(2013)09-179-001

一、前言

目前在鍋爐的運行中,由于鍋爐用水水質不良,受熱面結垢的現象比較普遍,從而造成鍋爐熱效率降低,鍋爐、管道的壁面受到腐蝕,鍋爐結垢嚴重時可能會造成熔孔或爆管,直接影響鍋爐的運行。水質對鍋爐運行的影響。

水垢導熱性能很差,必將影響鍋爐安全、經濟運行,對鍋爐進行能效測試[1]后發現,水側污垢熱阻過大是導致鍋爐熱效率低的主要原因。鍋爐傳熱性能下降,大量熱量隨煙氣排到環境;另外,結垢導致鋼管過熱造成其強度下降,運行偏離設計工況,容易發生過燒、爆管等情況。

1.水質對鍋爐運行熱效率的影響

水垢導熱系數僅為鋼鐵的七分之一到千分之一,鍋爐結有水垢時,鍋爐受熱面的傳熱性能惡化,燃料燃燒放出的熱量不能有效傳遞到鍋爐介質中去,大量的熱量被煙氣帶走,造成排煙熱損失增加,通常使鍋爐出力和蒸汽品質同時降低,鍋爐的熱效率降低。經過測定,鍋爐受熱面結1mm水垢,燃料消耗要增加8%~10%[2]。

2.結垢對鍋爐安全性的影響

由于水垢導致鍋爐運行熱效率、出力降低,為了維持鍋爐出力,司爐工通常會增加鍋爐鼓引風風量和燃料量,來提高爐膛溫度增強換熱。文獻[3]表明,運行壓力1MPa的鍋爐水冷壁結垢3mm時,壁溫將由280℃上升到580℃,導致鋼材抗拉強度相應由400MPa降低至100MPa,而一般鍋爐管使用溫度為350℃以下,因一般低碳鋼350℃以上就達到屈服點,450℃以上發生蠕變,這說明鍋爐頻繁爆管的內因正是鍋爐水垢超標。

二、鍋爐水處理技術

1.氧氣隔離防腐

當下有三種主流的除氧防腐辦法:一是利用物理方法去除水中存在的氧氣;二是采取化學原理來除氧,普遍使用藥劑除氧與鋼屑除氧等,主要是通過添加化學物質到補給水中,與水中氧氣反應生產固定金屬物質或別的化合物,使水中氧氣消除后再進入鍋爐;三是電化學保護原理的應用,就是通過加入某種易氧化的金屬到水中,和水中氧氣發生電化學腐蝕反應實現消除氧氣。

2.加氧除鐵防腐

鍋爐內部氧化鐵造成的結垢、堵塞等腐蝕情況,主要是由于補給水中含鐵太多,快速有效的辦法就是往補給水里加入氧氣。這種方法和除氧技術互相對立兩種除腐技術,需要根據鍋爐的不同工作狀況來選擇。加氧除鐵技術是要變更給水處理辦法,減少補給水中鐵含量,適當阻止鍋爐節煤器人口管及高壓加熱器管等處的流動加快腐蝕現象,延緩鍋爐內氧化鐵在水冷壁管中的沉淀速度,使鍋爐的化學清洗周期變長。

3.全膜法水處理技術

近年來,以超濾、反滲透(RO)、電解除鹽(EDI)為代表的膜分離技術作為新型的水處理應用技術取得了跨越式的發展。膜分離技術用于電廠水處理系統,工藝簡單、運行維護方便、環境友好、產品水質量穩定可靠,受到普遍歡迎,在電力系統中得到了廣泛應用,該工藝主要采用膜分離技術制取脫鹽水。

三、結論

文章通過理論分析了結垢對鍋爐傳熱效率和安全運行的影響,鍋爐受熱面結水垢1mm時,燃料消耗要增加8%~10%。針對鍋爐水質問題,提出了多種除水垢的方法,包括氧氣隔離防腐、加氧除鐵防腐和全膜法水處理等技術,提高鍋爐水質,保證鍋爐經濟安全運行。

參考文獻:

[1]鄺平健,等.工業鍋爐節能方法及應用[J]黑龍江電力,2007(6):464—467

[2]張炳雷,等.基于水處理的工業鍋爐節能研究[J]節能技術,2009(6):555—566

[3]馬慶謙,等.DZIA—13型鍋爐水冷壁管裂原因分析[J]工業鍋爐,2004(6):55—58

第7篇

關鍵詞:水利工程;壩體;化學灌漿;加固

中圖分類號:TV 文獻標識碼:A

節約和環保的概念深入了水利工程建筑之中。現在我國水利建設的步伐在加快,一些較有成效的工作已經出現,例如三峽大壩。但是隨著時間的推移,也對施工的方式方法以及帶來的效果有了更新的要求,現在的大壩的弱點在于,因為材料上是混凝土,因此在一段時間之后,由于混凝土的性質,帶來必然出現裂紋。這不利于大壩的安全使用,為問題的出現埋下了隱患,在這種情況之下。對于裂縫問題的處理成為水利工程的難點。也是應當努力的一方面問題,面對裂紋問題,化學灌漿的方法被提了出來,為壩體的安全帶來新的思路,極大促進了水利工程的前進步伐,也為可持續發展帶來契機。

1 砼體壩裂縫對水利工程的影響

大壩的原則性用料是沒有說明的,因此采用本身的土壤以及石頭可以成為壩體的組成部分,但是,為了保持壩體的穩定性和堅固程度,用混凝土材料可以最大限度保持不變形,不過混凝土工藝也有自己的特征,例如退化,侵蝕,裂紋等,裂紋產生的直接原因是由于侵蝕,帶來完整性的破壞,到一定極限后穩定性受到影響,受力不均勻,加速了進一步傷害的速度,一段時間過后壩體損害坍塌,已經無法作為穩固內層土壤,作為承重材料的目的。所以裂紋治理的重要性被反復強調,也是新技術應當發展的一個方向。

2 水利工程砼體壩的化學灌漿加固

化學灌漿(Chemical Grouting)是將一定的化學材料(無機或有機材料)配制成真溶液,用化學灌漿泵等壓送設備將其灌入地層或縫隙內,使其滲透、擴散、膠凝或固化,以增加地層強度、降低地層滲透性、防止地層變形和進行混凝土建筑物裂縫修補的一項加固基礎,防水堵漏和混凝土缺陷補強技術。

2.1 水利工程砼體壩的化學灌漿加固處理技術概述

砼體壩裂縫修復的化學灌漿加固處理法適用于深層裂縫和貫穿裂縫的修補與加固。對于灌漿死縫可選用水泥漿材、環氧漿材、高強水溶性聚氨酯漿材等;活縫可選用彈性聚氨酯漿材等。其施工首先要根據原有設計要求對裂縫進行勘察和分析,確定灌漿孔。然后鉆孔、洗孔、埋設灌漿管。沿裂縫鑿寬、深5~6cm的V形槽,并清洗干凈,在槽內涂刷基波,用砂漿嵌填封堵;進行灌漿前要進行壓水檢查。灌漿結束封孔時的吸漿量應小于0.02l/5min。在進行灌裝時要根據裂縫類型的不同使用不同的灌漿方法,垂直裂縫和傾斜裂縫灌漿應從深到淺、自下而上進行;接近水平狀裂縫灌漿可從低端或吸漿量大的孔開始。

2.2 化學灌漿材料與使用注意事項

目前常用的化學灌漿漿液主要有環氧漿液及丙凝漿液兩種。環氧漿液的主要成份是環氧樹脂,丙凝漿液的主要成份是丙烯酰胺。環氧漿液的特點是能灌注0.1~0.2的裂縫,可灌性強,收縮性小,強度高,抗滲性能好;丙凝漿液的特點是可灌注細微裂縫,可灌性好,濃度為12~15的漿液與水相似,聚合時間可以控制;該漿液穩定性好,不析水,有一定膨脹性,抗擠力好,是良好的防滲材料。其具體使用需根據壩體裂縫情況選用適宜的材料進行,對于寬度較小,無滲水或有微滲水的裂縫用環氧漿液進行灌注。對于寬度較大,有滲水或滲水量較大的裂縫先用丙凝漿液進行灌注再用環氧漿液灌注。無論是環氧漿液還是丙烯漿液其關注施工必須在12℃~16℃溫度環境下進行。

2.3 水利工程砼體壩化學灌漿加固處理技術的具體施工

第一,砼體壩進行化學灌漿工藝的時候要把等待修補的裂紋內部清理干凈,保證沒有雜物,和脫落物。具體清理物品包括鋼刷和水槍等,能夠沖走內部不易清理的雜物。清理工作完成后,將水分晾干,使接觸面之間不摻雜水分,是化學灌漿有效的鋪墊工作,應當注意。

第二,為了保證裂縫與成分之間的完整貼合,并且再后來的工作中不發生斷裂的不良情況,可能需要對于裂縫不規則,內部結構復雜者進行鑿槽,鑿槽工藝之前將內部所具有的碎石利用清理工具進行清理以及干燥。將管道埋進地下。距離應當在20cm與50cm左右。這個數字應當根據裂縫的尺寸來決定,為了減少漏漿問題的發生。采用能夠防止漿液流出的材料,選用正確的材料以及采用正確的施工方法是完成封堵工作的關鍵問題,在材料的選擇上應當參考力學原理以及說明書等,找到材料后,以上工序能夠帶來質量的良好保證。

保證了內部的完整統一性。完成工作之后把表面磨平整,明白灌漿管所在的位置,在其位置應當適當加厚涂料達到保護的目的,同時還需要在壩體裂縫的頂端兩側打孔,使用環氧灌漿材料和鋼箭進行錨固,將裂縫兩側的壩體拉緊。

2.4 砼體壩化學灌漿質量控制

砼體壩化學灌漿過程的控制是保障灌漿質量、保障壩體加固的關鍵。在施工過程中要通過材料控制、操作方法控制、工藝技術控制等方式保障砼體壩化學灌漿質量。首先,要通過對裂縫的勘察與分析,選用適宜的灌漿材料,并在灌漿材料配置過程中嚴格控制配比,保障灌漿材料質量,為砼體壩化學灌漿施工質量打下基礎。在施工過程中,還要根據裂縫的情況,單孔一次灌漿或停灌結合等工藝方式,滿足裂縫灌漿要求,保障灌漿質量。例如:在進行環氧材料灌漿時,由于環氧材料需一定時間才能固化,因此在灌漿達到一定量后,需停止灌漿,待環氧漿液達到一定固化后再繼續進行灌漿。

3 壩體化學灌漿施工質量管理

砼體壩的損傷和裂紋使其整個結構受到影響,物理承受能力也開始變化,所以問題一旦發生如果不馬上解決就會影響整個壩體的繼續使用,這時應當馬上進行化學灌注工藝。這也是保證砼體壩安全的重要方面,在平常的檢查中就應當認真負責,明確壩體當前的狀況,發現為題及時報告,而專業保養維護部門也應當具備優良的檢測能力,以及檢測的體系,分析壩體之前所具備的文件和材料,找到最為合適的灌漿技術與材料。通過質量與管理的雙重把關來完成壩體灌注,得到最好效果。

結論

砼體壩對于化學灌漿的應用較多,也能展現出較強的利用程度,通過兩點因素能夠達到正確合理使用灌漿工藝,并帶來良好效果。第一點就是材料上的把握,第二點是操作上的完整,但是工藝完成不代表日后不會老化和變化,通過周期保養預防問題,對于小的問題及時解決,預防擴大,將問題在萌芽狀態解決。及時進行工藝的加強處理,保證壩體的安全進而就保證了施工人員的通行安全,充分的調動檢查,保養和修理工作對于保證壩體工作安全進行,促進水利事業發展有著促進性意義。

參考文獻

[1]錢曉強.水利工程砼體壩裂縫的化學灌漿加固[J].水工建設與養護,2007,8.

第8篇

關鍵詞:循環冷卻水 化學藥劑 化學處理

1 冷卻水處理技術

循環水系統中所遇到的腐蝕、結垢、生物污垢這幾個問題,采用水處理技術是能夠解決的。也只有采用冷卻水處理技術,冷卻水循環后的技術經濟效益才能充分發揮。所謂冷卻水處理技術,是指針對循環水系統的水質、設備材質、工況條件選擇緩蝕劑、阻垢劑、分散劑、殺生劑正確匹配組成水處理配方。提出工藝控制條件、提供相應的清洗、預膜方案等。把這一全過程稱為冷卻水處理技術。其中將緩蝕劑、阻垢劑、分散劑等組成配方,確定適宜的工藝控制條件,進行循環冷卻水的基礎處理和正常運行處理,這是冷卻水處理技術的主要內容。

冷卻水處理中所用的緩蝕劑、阻垢劑、分散劑、殺生劑等化學品可統稱之為水質穩定劑。這些化學品的研究開發、生產是循環水處理的基礎。沒有先進的、性能優良、價位適中的水質穩定劑就根本談不上現代的循環水處理。因此,這些水質穩定劑的研究和生產一直是水處理界關注的熱點。

2 中國冷卻水處理技術及水質穩定劑的發展

中國冷卻水處理技術的發展,是隨著大型化肥石油、化工、冶金裝置的引進而發展起來的,起步較晚,比發達國家晚30~40年,但堅持自己的發展 道路,瞄準國外的發展趨勢,結合國情進行研究和應用,因此起點高、發展快,到目前為止,中國已經開發成功:①傳統磷酸鹽配方;② 磷系復合配方;③ 磷系堿性水處理配方;④ 全有機配方;⑤ 鉬酸鹽水處理配方;⑥硅酸鹽水處理配方。其中磷系堿性水處理配方和全有機配方是當前國內處理技術的主體。這些水處理技術在實際工業應用中達到較高的水平。設備的腐蝕率、污垢熱阻這兩個主要技術指標均可達到國際先進水平,已在許多大型引進裝置中實現水處理技術和藥劑國產化。

水質穩定劑的發展是隨著現代冷卻水處理技術的發展而發展的。發展歷程,大體上講是70年代打基礎,80年代大發展,90年代上水平這樣一個發展趨勢。目前國內有水質穩定劑生產廠家不低于200家,主要技術依托于天津化工研究院和南京化工大學。但具有一定規模和自身開發實力的廠家也只有幾家。從技術上講少數產品的生產技術已處于國際領先水平或國際先進水平;部分產品處于80年代國際水平;相當一部分產品特別是大宗產品的生產技術仍處于國外60、70年代的水平。

循環冷卻水處理用阻垢緩蝕劑一般由分散劑、有機膦、緩蝕劑等組成。下面就幾種單體的發展和趨勢作一簡述。

2.1 分散劑

阻垢緩蝕劑配方中分散劑的選擇和比例,對其阻垢和各組份之間配伍、協同性能具有至關重要的影響。

2.1.1 起步階段

60年代,開始使用的阻垢分散劑主要是木質磺酸鈉等,它們有一定阻垢作用,能部分解決水垢沉積和鋅鹽穩定問題,但遠遠滿足不了生產廠家對阻垢性能的要求。

2.1.2 聚羧配使用階段

70年代,開始使用聚丙烯酸類聚合物,同時將具有優良緩蝕性能的有機膦如HEDP、ATMP等復合使用。70年代后期,多元羧酸共物阻垢分散劑開始大量出現,使阻垢分散劑上了一個新的臺階。圖1和圖2表明了一些共聚物阻CaCO3和Ca3(PO4)2結果,顯示了這類共聚物的優良的阻垢分散性能。

2.1.3 多官能團共聚物使用階段

80年代,隨著環保對排污的限制和循環水濃縮倍數的提高,各種高性能的共聚物阻垢分散劑不斷出現,尤其是含磺酸、膦酸和其它官能團的共聚物,因其性能優良已引起普遍關注和應用。美國的Calg on、Nalco、Betz、Rohm&Hass,日本的栗田,德國的Hass Geffers Colgue等公司,在開發有機磺酸、不飽和羧酸二元共聚物的基礎上,已向磺酸、羧酸和膦酸基官能團的三元或多元共聚物的發展 ,其性能比二元共聚物大大提高。國內目前也有廠家開發出三元和四元共聚物,應用表明,其完全可代替T-225等產品。

2.2 緩蝕阻垢劑

2.2.1 有機膦酸鹽

有機膦酸鹽由于結構穩定的磷酸根含量低,減少了形成磷酸鈣垢的危險,也減輕了環境富營養化污染的壓力,在70年代得到迅速發展 。目前大多數阻垢緩蝕劑配方中含有HEDPATMP等有機膦酸。

南京化大工學沈鴻禮教授于1999年開發出了二乙烯三胺五甲叉磷酸(DTPMP),試驗表明,DTPMP對鈣的容忍度大幅度提高,在幾個廠的應用表明,它完全可以替代HEDP、ATMP、EDTMP等常見有機膦酸,它的應用可以解決高濃縮倍率的循環水冷卻水處理的阻垢問題,具有良好的應用前景。

2.2.2 低磷使用階段

80年代,由于環境保護要求限制磷的排放,開始注意低磷、非重金屬緩蝕劑的發展。一方面加強含磷量更低的阻垢緩蝕劑的開發和應用,如2-膦酸丁烷-1,2.4三羧酸(PBTCA)和羧基膦基乙酸(HPAA),PBTCA的含磷量只是HEDP的38.2%。另一方面有機膦酸鹽與其它非磷藥劑的復合也得到了新的發展,使配方中的磷含量有較大幅度降低。如鉬系、硅系、鎢系水處理配方。

2.3 殺生劑

2.3.1 氧化性殺生劑

這是最早使用的一類殺生劑,其中使用最為廣泛的氯氣和次氯酸鹽,它們對水中的微生物有優良的殺滅作用和抑制作用。但是它們的殺生作用受水的pH值影響較大,pH值越高,殺生作用越差,同時ClO-會與B30銅管中的鎳反應,使B30銅管產生腐蝕,故高濃縮倍率循環水高pH值情況下,一般不使用Cl2及次氯酸鹽。取而代之的是二氧化氯,ClO2不但具有適宜pH范圍廣,抑制微生物的能力比Cl2強,同時還具有剝離性能。近幾年,ClO2在循環冷卻水處理中的應用越來越多,其生產和應用技術發展很快。

2.2.3 非氧化性殺生劑

循環冷卻水處理中氧化性殺生劑和非氧化性殺生劑必須交替使用,以防止循環水中微生物對其產生抗藥性。非氧化性殺生劑所用的主要有季胺鹽、異噻唑啉酮、戊二醛等。季胺鹽由于使用時產生泡沫多,容易形成假水位,且與阻垢緩蝕劑相容性差,近來在電力系統中已基本不單獨使用。在高濃縮倍率循環冷卻水中,戊二醛復合殺生劑和異噻啉酮具有較好的性價比。目前已在多個廠應用中得到證實。

3 提高循環冷卻水濃縮倍率的方法

四川省火電廠循環水的補充水質較為接近,其水質大體為:

Ca2+:2.0~4.0堿度:2.0~4.0 mmlo/L

Cl-:<50 mg /LSO42-<100 mg /L

pH:7.0~8.0

試驗表明,如不加酸調pH,只進行投加阻垢緩蝕劑和殺生劑進行水質穩定處理,極限濃縮倍率一般不會超過3.8,經濟濃縮倍率一般為2.5~3.4,如需要提高濃縮倍率達到節水的目的,同時又保證循環水系統良好的阻垢、緩蝕、殺生性能,可以從以下幾個方面進行選擇。

3.1 加酸處理

循環水投加硫酸,降低堿度,同時投加阻垢緩蝕劑進行循環冷卻水的阻垢緩蝕處理,這是高濃縮倍率循環水處理較為成熟的方法。但有許多廠雖然有加酸設備,但使用的不多,究其原因,運行的濃縮倍率不高,只投加阻垢緩蝕劑可以達到良好的阻垢緩蝕效果;同時投加硫酸時,由于濃硫酸具有強腐蝕性,操作不當易引起灼傷;對加酸管道腐蝕性強,易引起管道腐蝕穿孔。

但是,如四川幾個敞開式循環水系統的濃縮倍率大于3.5,目前情況必須投加硫酸進行輔助處理,否則提高濃縮倍率運行的經濟性和可靠性將很難得到保證。

3.2 低磷阻垢緩蝕劑配方

在進行阻垢緩蝕劑配方的篩選時,必須考慮其組份間的配伍、相容、增容性能。同時在高濃縮倍率運行條件下,還應使用低磷配方,低磷配方一個方面要求開發的阻垢緩蝕劑本身含磷量低,另一方 面要求循環水中含磷量低,使其排污水符合環保要求。從目前國內現有水穩劑單體看,含AMPS基團的三元、四元共聚物、PBTCA、HPAA、DTPMP等應在配方中得到應用。而T225、聚丙烯酸、HEDP、ATMP、EDTMP等應被取代。

3.3 補充水軟化處理

對補充水部分或全部進行軟化處理,降低循環水成垢離子濃度(Ca2+),對提高循環冷卻水濃縮倍率是有好處的。從可行上講,部分補充水進行軟化處理是可行的。一方面軟化處理設備投資和運行成本可以降低。另一方面對循環水防腐有利,具體處理多大比例,需要通過試驗確定。

3.4 循環水旁流處理

對部分循環水進行旁流處理有兩種方法:一是對部分循環水進行軟化處理。二是對部分循環水進行自動過濾處理。第二種方法在高濃縮倍率運行電廠中已有應用。特別近年來自動反洗過濾的出現,使其應用得到了較快的推廣。

4 循環水監測技術

4.1 循環水自動加藥

高濃縮倍率循環水由于其緩沖性小,保證循環水的正常、穩定加藥至關重要。循環水自動加藥就其原理主要有兩種:一是利用熒光系統技術的自動監測加藥系統。二是利用循環水電導變化控制水中藥劑濃度的自動加藥系統。通過自動加藥系統能控制循環水系統中的藥劑濃度的目標管理在很小范圍內,從而達到平衡操作,使藥劑發揮最大的作用和節約用藥的目的。

4.2 凝汽器腐蝕、結垢檢測

循環水系統現場檢測主要是通過安裝旁路掛片、小型換熱器以及腐蝕、結垢檢測儀等,直接觀察冷卻水系統的腐蝕和結垢情況、生物粘泥形成情況,從而判斷已采用的循環水處理方案是否正確。

河北電力試驗研究院化學室研制的CDH循環水在線檢測儀在江油發電廠330 M機組上已經成功應用。它對冷卻水系統結垢、腐蝕、粘泥滋生等可進行直接觀察,同時通過連續測定污垢熱阻可定量反映凝汽器銅管熱交換情況,對保證循環水系統有效處理,保障機組安全、穩定、經濟運行具有重要的意義。

4.3 濃縮倍率的測定

第9篇

關鍵詞:電廠;化學水處理;膜技術

電能是經濟社會發展的重要能源保障,因此,電廠在發展過程中一定要保證能源的供應,在熱力發電系統中,水質的好壞對發電設備的運行情況有很大影響。沒有經過水處理的水在使用過程中會導致電力設備在運行過程中的安全性和經濟性受到很大的影響,同時也會導致設備的維修成本增多,因此,選擇一個非常合適的化學水處理工藝就非常重要,這樣能夠更好的保證熱力系統的各種水質指標都是合格的,同時,也能更好的保證電力生產的高效性和環保性。在電力系統中,水處理工藝是非常多的,通常的情況下是采用機械過濾的方法將水中懸浮物和各種膠體類的雜質進行去除,然后采用軟化的方式將水中的硬度進行去除,在這個過程中可以采用混床、陰床或者是陽床這樣能夠更好的去除水中的離子,在這些工藝方法中,也是可以使用離子交換樹脂工藝。在整個生產過程中,非常容易排放出酸堿化學污染廢液,同時也無法實現連續生產,這樣也會導致勞動強度過高,在操作和維護方面也非常復雜,設備在進行安置的時候需要的空間也非常大,在進行制水的時候成本也非常高,因此,在進行水處理的時候為了更好的保證水質的效果,對樹脂再生操作者的技術熟練性要求非常高,而且,在進行操作的時候,對酸堿廢液的排放環保要求一定要進行保證,這樣才能夠更好的對環境進行保護。在傳統的制水工藝中,進行操作的時候主要的步驟分為以下幾個部分,將原水進行水處理,然后經過陽陰床進行一級除鹽,接下來進行混床的除鹽,最好實現鍋爐補給水。

1 膜分離技術

1.1 膜分離技術定義

膜分離技術在進行使用的時候主要是利用外力來實現推動作用,然后將有選擇透過性的特制薄膜制作成為一個選擇的障礙層,這樣會導致混合物中的某些非常容易通過,而其他成分則會被截留,這樣就實現了分離、提純以及濃縮的效果。在膜壁上有很多的小孔,這些小孔在孔徑上存在著很大的差別,根據孔徑的大小可以將其劃分為以下幾種,分別是反滲透膜、納濾膜、超濾膜、以及微濾膜。膜分離技術主要分為反滲透、納濾、超濾以及微濾等。

1.2 全膜分離技術

現在,在很多的電廠水處理中,鍋爐補給所用的水通常都是經過全膜分離技術處理的,這種技術又被稱為三膜處理技術,經過這種處理技術處理過的水在水質方面實現了和經過陰、陽混床處理的水質達到了相同效果,同時也不會出現酸堿再生的情況,不會出現排放廢液的情況,在進行處理的時候自動化程度也非常高。

1.3 超濾

超濾膜在進行使用的時候,主要是應用了壓力的作用,這樣能夠更好的將水中的各種顆粒、膠體以及分子量較大的雜質進行去除的活性膜,這種處理技術主要是利用壓力來實現驅動,而且是進行多孔膜的截留,這樣在分離范圍方面也實現了新的發展。

1.4 反滲透技術

反滲透技術是一種非常先進的節能膜分離技術,在進行應用的時候能夠實現大于溶液滲透壓的作用,而且,在使用的時候能夠更好的將細菌和離子等雜質進行去除,這種技術對無法透過辦滲透膜的雜質進行了物質和水的分離。反滲透膜是一種高分子材料,在進行制作的時候經過了非常特殊的工藝進行處理,而且,在進行使用的時候實現了只能透過水分子的特點。反滲透裝置中一個非常重要的部件就是膜元件,這種物質能夠更好的實現導流層、半透膜以及隔網膜按照一定的順序進行粘合,而且能夠非常好的在排孔中心管上進行卷制。原水在經過加壓處理以后能夠實現從元件一端進入到隔網層中,然后將一部分鹽類物質控制在導流層,將其從順導流網管道中進行排出,這樣最終留下的就是淡水。反滲透膜膜孔的孔徑非常小,這樣能夠更好的將水中的溶解鹽、微生物、膠體和有機物進行去除,這樣能夠更好的保證水質沒有污染,而且在能耗方面也非常低,在進行處理的時候操作也非常簡單,工藝方法也非常方便。

1.5 膜分離技術特點

膜分離技術在進行應用的時候特點非常明顯,在進行膜分離的時候使用的設備非常緊湊,而且結構非常簡單,在進行操作和維修方面也非常好。在分離性能方面非常穩定,這樣能夠更好的保證水質的高品質,同時能夠實現連續生產。設備在進行安裝的時候體積非常小,因此占地面積非常小,在進行操作的時候安全性也非常高。

2 電廠化學水處理中膜技術的應用

2.1 膜技術的應用

循環流化床機組在設計鍋爐的補給水系統時,其設計規模是供水量 2×70m3/h。產水的水質要求需要符合循環流化床鍋爐的給水規范:SiO2

2.2 膜技術的應用

小型電廠通常以焚燒生活垃圾發電,兩套往復爐排式焚燒鍋爐,單臺處理的能力在500t/d;兩臺9MW中壓單缸沖動凝汽式汽輪機組,在這其中,鍋爐補給水系統的設計規模在供水量2×12t/h,采用的原水是當地的河水,使用的是預處理全膜處理工藝(UFRO-EDI)的方式進行處理,控制部分采用的是DCS自動控制系統,產水的水質要求為符合中壓鍋爐的給水規范:SiO2

3 結束語

電廠在進行化學水處理的時候采用膜分離技術能夠更好的保證鍋爐補給水的質量,因此,能夠更好的解決傳統工藝中存在的問題,同時也能更好的保證不會出現環境污染的問題。

參考文獻

[1]郝培龍,魏延華,吳榮強.電子水處理技術在電廠循環水處理中的應用[J].節能與環保,2009.

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