中水加石灰软化处理存在的问题及解决方案

中水 加石灰软化处理存在的问题 及解决方案

张飞升

国能民权热电有限公司 河南省商丘市 274000

摘要：本文重点介绍了中水加石灰处理处理系统原理、工艺特点，实际应用中存在的主要问题和解决方案。

关键词：石灰软化处理、中水、机械加速澄清池、脱水机

一、概述

水是国民经济发展中的不可替代的重要资源，也是人类赖以生存和发展的重要资源。水资源的紧张已成为电力发展的瓶径，如何节约用水，提高水的利用率是大势所趋。在电力生产过程中，冷却水的消耗占电厂总耗水量的60～80％，因此，城市污水处理厂二级处理出水（中水）深度处理后作为电厂冷却水补充水，为电力发展拓展空间，具有巨大的经济、社会、环境效益。

二、循环水软化处理原理及工艺介绍

2.1石灰软化处理原理及工艺

2.1.1石灰处理原理

石灰软化处理是通过投加熟石灰Ca(OH)₂浆液降低原水中的重碳酸盐，使水中的硬度和碱度都有所降低，石灰参与的软化反应主要有:

CO₂+Ca(OH)₂→CaCO₃↓+H₂O

Ca(HCO₃)₂+Ca(OH)₂→2CaCO₃↓+2H₂O

Mg(HCO₃)₂+2Ca(OH)₂→2CaCO₃↓+Mg(OH)₂↓+2H₂O

理论上经石灰软化后,水中的硬度能降低到CaCO₃ 和Mg(OH)₂ 的溶解度值,但实际上钙、镁离子的残留量常高于理论值,为减少残留的碳酸盐硬度,同时加入了聚合硫酸铁作为絮凝剂,在除碳酸盐硬度的同时也去除了一部分悬浮物，加石灰软化的主要目的是降低来水碱度，减少碳酸氢盐的含量。

加硫酸的作用:(1)调节石灰加入造成的pH值的升高(2)把石灰没有去除的碳酸盐硬度转化为溶解度较大的非碳酸盐硬度。

2.2石灰处理特点

该水质处理方式适用范围广，基本上适用于各种城市污水，深度处理方案在技术上有许多优越性。

2.2.1石灰处理系统的特点

1. 使用絮凝剂与反应产物CaCO₃、Mg(OH)₂及源水中污染物形成共沉淀，缩短了沉淀时间；

2. 澄清池合理的结构和水力流动性能，充分发挥活性泥渣的絮凝作用，通过网捕作用提高了沉淀效率；

3. 不同粒径滤料的采用，提高了滤速，使过滤的处理能力大幅度增加;

2.2.2工艺优点

1）水质适用范围广，对环境污染小，达到了零排放；

2）可以去除钙、镁、硅、氟的一部分，对水质可进一步软化；

3）可以去除部分重金属及其离子；

4）可以降低细菌及病毒含量；

5）可以大大降低出水碱度等。

各种污染物的去除，使循环冷却水系统结垢和腐蚀减弱，对循环水的使用提供了更安全的保证，提高了循环水浓缩倍率，节水效益明显。

三、在应用中发现的主要问题

投运初期，一般会出现机加池出水浊度偏高，难于调整、泥浆难以脱除、脱水机脱泥效果不好甚至损坏等诸多问题。主要有三个方面的原因：

3.1设计方面：

3.1.1设计加石灰、絮凝剂、硫酸位置不合适：石灰乳和絮凝剂加入点设计为机加池入口，两加药口位置间隔不足0.5m。同时加入絮凝剂和石灰浆液随着来水一起进入第一反应室中，其管路长度约13米，易发生絮凝反应，长周期运行易进水管内部结垢甚至堵塞。硫酸加药点设计为机械加速澄清池出水管上，在接口处易出现酸性腐蚀引起加药点处渗漏和泄漏。

3.1.2加石灰乳、絮凝剂管道高空布置并加装了保温，不利于日常维护消缺。因两种管道均易结垢、堵塞，高空不便于检修消缺作业。石灰乳管道设计为DN65的碳钢管，三台机加池的长度在100-200m之间，整个管路接口全部焊接，结垢处理时需割开处理，工作量大，耗时过长。

3.1.3絮凝剂采用的聚合硫酸铁，其储罐液位计本体材料为不锈钢，易腐蚀穿孔。

3.2设备选型方面：

3.2.1加石灰软化处理在工程招投标时一定要选择设备可靠、信誉、服务良好的厂家；一定要实地去考察设备的使用情况，对设备存在的问题要了如指掌，便于指导设备的选型。

3.2.2加石灰系统、聚合硫酸铁加药系统、脱泥系统为关键辅助系统，三者是否好用将直接影响到日常运行调整工作。加石灰和聚铁系统易结垢、堵塞，脱水机易损坏问题为加石灰软化处理的难题。其中脱水机损坏部位主要为差速器、轴承等。一台进口的脱水机差速器备件需10多万（国产3万元左右），因备件费用高被迫停运脱水机。因石灰粉用量多，导致运行大宗物资费用偏高等因素，最终部分企业放弃使用脱泥机甚至加石灰处理方式等。

四、采取的主要对策和小技改

4.1机加池出水浊度偏高，难于控制

2009年4月底，两台机械加速澄清池出水浊度偏高，导致冷水塔冷却水浑浊，经检测澄清池出水浊度在20NTU左右，最高达50NTU，虽经石英砂过滤器过滤，清水箱浊度接近20NTU，经排查机加池翻池是主因。采取了临时措施，将调试期间临时旁路系统阀门打开，将来水直接进入清水箱，降低机加池来水量；加强排泥操作，投运三台脱水机进行脱水等，冷水塔浊度在10天左右逐渐恢正常。根源在于：三台脱水机处理泥浆后，其脱出的水含泥浆量偏高，同时要求运行人员加强监测机加池第二反应室沉降比10-20%，搅拌机转速在正常时控制在400r/min左右。第二反应室泥浆搅不起来可判断泥浆过多引起，需加强排泥。在此过程中，3台脱水机有2台因差速器坏不能运行，对此进行了小改造。

4.1.1将3台脱水机进泥浆管道上各增加一DN50碳钢三通，通过开排泥泵将浓缩池内泥浆直接打至拉泥饼车上外运，将回收水池泥浆浓度降低，消除泥浆浓度过高对机械加速澄清池的影响

4.1.2将三台机械加速澄清池排泥总门后各加一三通管（DN50，同时加上一手动门），并在该管上加装透明钢丝软管，机加池第二反应室泥浆过多时，运行人员可通过该临时管进行排泥处理。

最好的方案是将泥浆打至脱硫进行回用（设计院在设计初期加上最好）。

4.2对循环水处理系统存在的问题进行了多项小技改，现简介如下：

4.2.1、加硫酸点改造：将加硫酸点改在曲径混合槽丁字口，对此处做好环氧防腐处理，同时在加硫酸位置后侧加装3处UPVC挡水板，并在挡水板上开孔，数量和孔径要保证流量最大时满足要求，消除了硫酸引起的设备腐蚀问题。

4.2.2、加石灰乳位置技改：将加石灰乳位置改为机械加速澄清池第二反应室中，同时将原设计的碳钢管改为透明钢丝管，减缓了石灰乳管道结垢情况发生。2010年8月份设备检修时，对1、2、3号机械加速澄清池加石灰乳管有无缝钢管改为透明钢丝软管，效果良好。2020年12月将6台石灰乳泵分别对应一根透明钢丝软管，便于及时投用和切换，防止两台泵公用一根母管时一台泵堵塞，另一台泵无法及时投用问题。

4.2.3、聚合硫酸铁储罐液位计改造：

将液位计本体不锈钢管及浮子全部改为UPVC，该漏点问题彻底消除。

4.2.4、加聚铁管道小技改：

原设计用UPVC管道高空并加装保温。2010年11月将该管道由原来的走高空改为走排泥沟，布置在盖板下部并对管道多处加装UPVC活结、法兰，拆除保温，便于及时发现结垢情况，同时分段清理干净后重新安装，达到材料重复利用。

4.2.5聚铁储罐进药口加装自主设计的双层可清理滤网，杜绝了聚合硫酸铁中的颗粒状装杂物进入储罐内，消除了加聚铁计量进口堵塞、隔膜破损、管路结垢等。

4.2.6、硫酸浓度的更改：

2009年12月，发现加98%硫酸管路冻，通过查找98%浓硫酸的凝固点在0.1℃，而92.5%的浓硫酸凝固点在-35℃左右，冬季决定采用92.5%的浓硫酸杜绝了冻管问题。2020年5月对硫酸储罐进、出口和计量泵进口、出口全部材料由无缝钢管改用UPVC材料，彻底消除加硫酸管路和计量泵漏酸问题。

4.2.7脱水机问题：

脱水机在停运前要彻底冲洗，停运后5天内一定要空转40min左右，将脱水机转鼓内部的淤泥彻底甩出，避免淤泥长时间沉积在转股内壁上变干，导致转鼓平衡破坏，易引起脱水机差速器损坏。

4.2.8加石灰乳系统一定要投运自动，两台石灰乳泵自动切换，按时自动冲洗，减缓了管道结垢问题。

总之，只要多动脑，充分发挥检修人员的集体智慧，对出现的问题进行认真琢磨、研讨并付诸实施，加石灰软化处理所遇到的一切难题定能迎刃而解！

参考文献

[1]化学运行、检修规程、技术规范书

[2]《热力发电厂水处理》武汉水利电力大学 肖作善等

作者简介：张飞升：男，山东东明县人，本科学历，工程师、电厂化学高级技师。

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