循环水处理综述分析

循环水处理综述分析

——沂水长青环保能源有限公司

我公司的循环水冷却方式为敞开式循环水冷却，在地表水源不丰富的地区，火电厂的凝汽器、工业冷却水系统多采用冷却塔循环冷却，由于冷却水在循环使用的过程中，不断的浓缩，所以需要对冷却水进行一定程度的处理。

循环水中含有悬浮物、胶体、有机物、藻类和高浓度的无机盐，这些杂质的来源主要有三个：1、来自补充水，补充水中含有无机盐、悬浮物、胶体、有机物等杂质。

2、在冷却塔内由空气带入，在循环水与空气的逆流传热过程中同时发生对空气的洗涤作用，空气中的灰尘随之进入冷却水体，空气向水体传质的量很大，以我公司30MW机组为例，可以估算出每天有空气带入水中的灰尘量：1）循环冷却水量为5868m³/h。

2）冷却水进出水温差为10℃。

3）将1㎏循环水的温度每降低1℃需要0.20m³的空气。

4）根据GB3095—1996《环境空气质量标准》，总悬浮颗粒物二级TSP值为0.3mg/m³，由此估算每天进入水体的悬浮物的量达到84.5Kg，与此同时进入水体的还有沙粒、树叶、微生物、及二氧化硫、硫化氢、氨等可溶解性气体。

3、循环水在循环过程中自生的，主要是细菌、藻类、和生物粘泥等杂质

除了空气带入的杂质外，冷却塔、水池等处有良好的光照、适宜的温度、好氧的环境和充足的养料，这些条件十分有利于微生物的繁衍。在水流的冲刷下，部分微生物的代谢产物形成的粘泥不断进入水体，对循环水的水质影响很大。

由于无机盐只有补充水这一个来源，因此，在敞开式循环冷却水中，以悬浮物存在的杂质如藻类、微生物代谢产物等的增长速度远高于溶解物质的增长速度。这些悬浮物杂质会附着在冷却塔填料的表面上，为微生物滋生提供营养源循环水在使用的过程中，由于水不断的因蒸发而浓缩，随补充水进入系统的各种有机物、泥沙、各种盐类等杂质含量会不断的升高，再加上藻类和微生物的繁殖，使循环水呈现出较强的污染性。在这种水质条件下，凝汽器的不锈钢管内容易形成各种附着物。这些附着物的导热性较差，会造成凝汽器的真空度降低等问题，从而影响汽轮机的出力和运行的经济性。如果凝汽器的不锈钢管内表面有附着物生成，则有引起凝汽器不锈钢管沉积物下的腐蚀的可能；腐蚀严重时，会造成不锈钢管穿孔使冷却水漏人凝结水中，污染凝结水水质，影响锅炉的安全运行。随着循环水的不断浓缩，水中的一些低溶解性的盐类，主要是碳酸盐和磷酸盐，会析出并以结垢的形式附着在不锈钢管的表面，造成凝汽器的传热效率降低。传热效率的降低会导致凝汽器的真空度降低。一般情况下，当汽轮机的负荷不变时，真空度每下降1％，燃料消耗就要增加1％~2％。

由于循环冷却水的水质情况复杂，有多种杂质成分，因此冷却水系统中的沉积物也有多种类型，从沉积物的性质来划分，可以分为积沙、生物粘泥和水垢三类。

积沙主要是由于水中携带的泥沙、粘土等悬浮物形成的沉积物，一般发生在流速较低的区域或死角。这种沉积物的附着力不强，一般通过提高流速或改变水的流向可以冲出。胶球清洗对清除不锈钢管内的积泥是最有效的。

生物粘泥则主要是由水中微生物在活动过程中分泌出来的粘液与水中的

悬浮物等生成的粘状沉淀物，这种沉积物的附着力较积沙大，一般需要较高的流速才能冲刷掉，在沉积物形成之初，胶球清洗对此种沉积物最有效

水垢则是低溶解度的盐类因水质浓缩而生成的化学沉淀物。这些沉淀物容易在换热面上形成比较坚硬的水垢，附着力很强，一般用水冲洗不掉，一旦生成水垢，胶球清洗的作用也很小

这三种沉积物经常混杂在一起，有时是几种形式共同作用的结果

在冷却水中，影响系统微生物滋生的因素有如下几点：

1、温度。对于多数微生物来说，最适宜的生长温度为20-30℃，高于35℃，大部分微生物就要死亡，所以冷却水中微生物的污染以春秋季最为严重。不过在夏季，尽管微生物的滋生受到抑制，但是因为水温较高，冷却效率比春秋季节要低：如果系统中再生成了污垢，就会使凝结水温显著升高，真空恶化，造成很大的危害

2、光照强度。光照有利于藻类的生长，光照条件越好，藻类生长和繁殖越迅速。

3、冷却水的水质条件。浓缩后循环水的PH值、溶解氧、硫化物、磷酸盐、氮化物含量、碳酸盐、有机物的含量对微生物的滋生有很大的影响

4、不锈钢管的清洁度。实践证明，在清洁的不锈钢管内，微生物不易生长；在相同条件下，不清洁的旧钢管内附着的有机物量约为新钢管内的4倍，这是因为新钢管上有一层氧化物，他可以杀死微生物，而在旧的钢管内，它倍附着物覆盖了，影响了它的杀菌能力

在循环冷却系统中常采用化学药剂来控制微生物的滋生和污染。从机理上说，控制微生物的药剂可分为生物灭杀剂和生物抑制剂两大类。生物灭杀剂的作用是杀死微生物，二生物抑制剂只是抑制微生物的滋生和繁殖作用。根据杀菌的对象不同，生物灭杀剂又可分为杀菌剂、杀真菌剂和灭藻剂等；生物抑制剂又可分为抑菌剂和抑真菌剂等。但在循环冷却水的处理中，往往把控制微生物繁殖的药剂统称为杀菌剂。

在火电厂中冷却水常见的是以碳酸钙为主要成分的水垢，但有时也可能生成其他水垢如：硫酸钙、硅酸钙、碳酸镁及二氧化硅。凝汽器管内的结垢与凉水塔的结垢不同，冷却水在凝汽器管内只有温升，没有相变过程。温升越高，结垢倾向越明显。对于凝汽器管，温升最高的部位是凝汽器的迎气侧，因此该部位的结垢往往最为严重。一般的，如果凝汽器最顶排的管子没有结垢，其他部位的管子就不会结垢。而凉水塔在一般情况下，碳酸盐垢多发生在凉水塔的淋水板、填料表面和喷水池的喷嘴等部位，因为这些部位是气水接触、二氧化碳逸出的场所。因此，此处的PH值升高，容易结碳酸钙垢。

近年来由于水质稳定剂的阻垢性能大幅提高，大多数电厂循环水系统的阻垢已经不再是首要问题，反而因为水质污染严重，由细菌、有机物和悬浮物形成的粘泥沉积以及粘泥下的腐蚀成为很多电厂普遍存在的问题。尤其是使用城市再生水作为循环水的水源之后，这种情况更为突出。

采用胶球清洗可以有效的凝汽器管内的积泥和生物粘泥。但生成水垢后，一般只能通过化学清洗才能清除。

凝汽器管内结垢主要是由于碳酸氢钙分解成碳酸钙所致，要防止结垢就要对冷却水进行处理，其处理方法有两种：一种是处理系统的补充水，除去或降低其中的悬浮物、有机物和结垢性物质。另一种是对循环水进行处理，处理方法是过滤、加酸和水质稳定剂。以去除水中的悬浮物、减少结垢性物质的量或阻碍