電廠循環(huán)冷卻水系統(tǒng)油污染高效處理措施
1 前言
萊鋼能源動(dòng)力廠型鋼區(qū)域循環(huán)冷卻水系統(tǒng)主 要負(fù)責(zé)汽輪鼓風(fēng)機(jī)和發(fā)電機(jī)機(jī)組的冷卻水供應(yīng)，設(shè) 有2 座設(shè)計(jì)能力為12 000 m3/h 自然通風(fēng)冷卻塔和2 座3 000 m3/h 機(jī)械動(dòng)力冷卻塔，系統(tǒng)保有量8 000 t， 循環(huán)能力17 000 t/h。循環(huán)冷卻水系統(tǒng)在運(yùn)行過(guò)程 中需要保持水質(zhì)的相對(duì)穩(wěn)定，但在節(jié)水技術(shù)改造 中，水處理多處過(guò)程水被串級(jí)利用到循環(huán)冷卻水系 統(tǒng)，生產(chǎn)工序的多處工藝外排廢水也都回收到循環(huán) 冷卻水系統(tǒng)中，在設(shè)備檢修或出現(xiàn)故障時(shí)油污容易 進(jìn)入循環(huán)冷卻水系統(tǒng)，為維持正常生產(chǎn)，必須將含 油污水全部或部分外排，并補(bǔ)充大量新水，既浪費(fèi) 了寶貴的水資源，又嚴(yán)重污染了水體。為此，采取 有效措施，避免此類問(wèn)題的發(fā)生。
2 循環(huán)冷卻水系統(tǒng)油污染的原因及危害
汽輪機(jī)透平油是保證汽輪機(jī)組高速連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn) 的重要潤(rùn)滑介質(zhì)，主要擔(dān)負(fù)著汽輪機(jī)軸瓦潤(rùn)滑、冷 卻和調(diào)速的重要任務(wù)，是電廠用量最多的油。為保 證設(shè)備在規(guī)定的溫度下安全運(yùn)行，需通過(guò)冷油器用 冷卻水來(lái)冷卻透平油，由于冷卻水質(zhì)及設(shè)備材質(zhì)等 原因，冷油器易發(fā)生油泄漏污染冷卻水的問(wèn)題。當(dāng) 汽輪機(jī)冷油器突發(fā)油泄漏事故時(shí)，漏油難以及時(shí)阻 止，隨冷卻水進(jìn)入循環(huán)冷卻水系統(tǒng)，為保證汽輪鼓 風(fēng)機(jī)和發(fā)電機(jī)的正常生產(chǎn)，必須不斷補(bǔ)充新油來(lái)維 持設(shè)備運(yùn)行，邊漏邊加，大量油脂迅速在循環(huán)冷卻 水系統(tǒng)中乳化，致使循環(huán)冷卻水系統(tǒng)處于惡性循環(huán) 狀態(tài)。
油脂中含有脲基質(zhì)稠化礦物油、二硫化鉬等物 質(zhì)，具有分解慢、耐水淋、耐高溫、附著力強(qiáng)等特 點(diǎn)。被油污染的循環(huán)冷卻水由于過(guò)濾器無(wú)法全部 過(guò)濾，與細(xì)小的懸浮物和絮凝藥劑結(jié)合，附著在設(shè) 備管壁上，或形成流動(dòng)的絮凝體沉積在管道的沉降 處，會(huì)對(duì)相關(guān)設(shè)備造成以下危害：1）在冷卻塔填料、 噴頭及系統(tǒng)管線內(nèi)壁等處形成油膜，阻礙傳熱，油 膜積累較多時(shí)造成系統(tǒng)堵塞，較大程度影響空氣和 水的接觸，降低冷卻效果，嚴(yán)重時(shí)可導(dǎo)致循環(huán)冷卻 水溫度過(guò)高，影響設(shè)備的正常運(yùn)行。2）附著油脂與 冷卻水中的懸浮物（菌藻粉沫、泥沙及氧化物）結(jié) 合，在凝汽器端生成污垢，致使金屬器壁易發(fā)生垢 下腐蝕，降低設(shè)備使用壽命［1］。更嚴(yán)重的情況下，會(huì) 導(dǎo)致設(shè)備的損害，引發(fā)設(shè)備事故。3）為冷卻水中微 生物提供營(yíng)養(yǎng)，增加微生物控制難度。增加水的耗 氧量，影響加氯的效果。4）促進(jìn)厭氧菌生長(zhǎng)，還原 鉻酸鹽緩蝕劑，造成碳鋼點(diǎn)蝕。
3 油污治理方法應(yīng)用
3.1 油污治理方法分析
含油污水處理的目的是去除水中的油、懸浮 物、添加劑以及其他易造成系統(tǒng)腐蝕、結(jié)垢的不利 成分。所采用的技術(shù)包括重力分離法、粗粒化法、 浮選法、過(guò)濾法、吸附法、膜分離法、超聲波法以及 生物法等。
循環(huán)冷卻水油污染最直接的處理方法是物理 排污，增大新水置換量。但對(duì)于無(wú)法停運(yùn)的大型循 環(huán)冷卻水系統(tǒng)，僅靠物理排污置換，處理周期長(zhǎng)，且 短時(shí)間內(nèi)補(bǔ)充大量新水易超出系統(tǒng)補(bǔ)水應(yīng)急能力， 造成生產(chǎn)成本的大幅提升。理論上分析，化學(xué)絮凝 沉淀的方法能夠高效的去除油污；瘜W(xué)混凝沉淀 法是向水中加入一定比例的絮凝劑，在水中水解后 形成帶正電荷的膠團(tuán)，與帶負(fù)電荷的乳化油產(chǎn)生電 中和，油粒聚集，粒徑變大，同時(shí)生成絮狀物吸附細(xì) 小油滴，然后通過(guò)沉降或氣浮的方法實(shí)現(xiàn)油水分 離，從而去除水中的油污染物和其他細(xì)小懸浮物。 目前采用的絮凝劑主要有鋁鹽類、鐵鹽類等無(wú)機(jī)絮凝劑和丙烯酰胺、聚丙烯酸胺（PAM）類有機(jī)高分子 絮凝劑［2］。結(jié)合循環(huán)冷卻水系統(tǒng)油污染的情況及設(shè) 備的條件，通過(guò)添加絮凝劑絮凝沉淀，可以去除污 水中的懸浮物和可溶性污染物。在實(shí)踐中，逐步探 索出了采用理化結(jié)合快速高效去除循環(huán)冷卻水系 統(tǒng)油污染的方法。
3.2 理化結(jié)合高效去除油污實(shí)踐
2010 年4 月，2#風(fēng)機(jī)發(fā)生潤(rùn)滑油泄漏污染循環(huán) 冷卻水系統(tǒng)事故，約有10 t 潤(rùn)滑油進(jìn)入循環(huán)冷卻水 系統(tǒng)。泄漏油在冷卻塔中被迅速分散后，很快乳 化，循環(huán)水中油含量達(dá)到988.92 mg/L［1］，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出水 質(zhì)合格標(biāo)準(zhǔn)（＜5 mg/L）。循環(huán)冷卻水系統(tǒng)全部被油 污染，所有在運(yùn)使用循環(huán)冷卻水的生產(chǎn)設(shè)備和被冷 卻設(shè)備全部進(jìn)入了含油循環(huán)冷卻水，特別是冷卻塔 濾料和過(guò)濾器濾料吸附的油污量更多，嚴(yán)重影響設(shè) 備的正常運(yùn)行。但高爐不能因此而休風(fēng)，在不影響 生產(chǎn)的情況下應(yīng)快速高效去除系統(tǒng)油污，把經(jīng)濟(jì)損 失降低到最低。及時(shí)對(duì)受污染循環(huán)冷卻水進(jìn)行取 樣分析，制定出物理排污和化學(xué)降解結(jié)合的循環(huán)冷 卻水油污處理快速應(yīng)急處理方案。
1）物理排污。發(fā)生循環(huán)冷卻水油污染事故時(shí) 冷卻塔塔底的水位不高，先在水位控制參數(shù)允許的 條件下停止系統(tǒng)補(bǔ)水，采取開大底部排污口排污的 方法，排放部分高含油量的水，約排放2 000 m3污水 后，改換排污方式。因冷卻塔排污口處于冷卻塔低 位，由于油密度小于水密度，污染物油層處于液面 上部，再使用塔底溢流排污的方法，協(xié)調(diào)新水供給 單位循環(huán)冷卻水大量補(bǔ)水，應(yīng)高出正常補(bǔ)水量的一 倍，同時(shí)大量漂浮的油污動(dòng)用人工清理。在進(jìn)行物 理排污的同時(shí)，根據(jù)循環(huán)冷卻水系統(tǒng)大小和含油量 情況制定化學(xué)降解除油方案。
2）化學(xué)加藥處理。當(dāng)時(shí)循環(huán)冷卻水系統(tǒng)水井 含水量8 000 t，循環(huán)冷卻水循環(huán)量16 000 t/h，為處 理進(jìn)入系統(tǒng)中的潤(rùn)滑油，按照實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)結(jié)論計(jì)算 實(shí)際加藥配比，投加聚合三氯化鋁和聚丙烯酰胺， 濃度分別為50 mg/L 和1 mg/L？紤]藥劑干擾因素， 2 種藥劑應(yīng)分開投加位置，時(shí)間先后間隔1 min 左 右。為使藥劑能發(fā)揮最好的擴(kuò)散效果，加藥點(diǎn)取在 冷卻塔塔底回水處和回水溝濾網(wǎng)處。
主要操作步驟如下：1）2 座涼水塔全開，分別在 2 座涼水塔的回水口處準(zhǔn)備三氯化鋁（濃度為 33.3%）約40 桶。2）將丙烯酰胺（濃度為0.6%）約 120 桶倒入1 個(gè)10 m3水箱內(nèi)，加水并充分?jǐn)嚢柘♂?至1 mg/L，用潛水泵將稀釋藥水投加到冷卻塔回水 溝濾網(wǎng)處。3）先投加三氯化鋁，約2 min 左右加1 桶，注意應(yīng)連續(xù)投加。4）投加丙烯酰胺，打開潛水 泵，調(diào)好開度，連續(xù)投加。5）藥劑投完后，注意觀察 循環(huán)冷卻水的變化，取樣在錐形瓶中觀察，根據(jù)情 況加大循環(huán)冷卻水旁濾水量和反洗頻率。
4 治理效果
化學(xué)絮凝和物理排污的結(jié)合使用，迅速有效治 理了該次循環(huán)冷卻水油污染，循環(huán)水硬度、Cl-等指 標(biāo)在一周內(nèi)逐步恢復(fù)正常，水中含油量由最初的 988.92 mg/L 降至3.7 mg/L，循環(huán)冷卻水中油含量達(dá) 到合格，有效避免了被油污染設(shè)備管壁油膜的形 成，并預(yù)防油脂與冷卻水水中的懸浮物形成污垢造 成管道污堵，使循環(huán)冷卻水水質(zhì)在最短時(shí)間內(nèi)得到 恢復(fù)。
循環(huán)水油污染之后若處理不當(dāng)會(huì)導(dǎo)致冷卻塔 填料、過(guò)濾器濾料報(bào)廢。由于處理及時(shí)得當(dāng)，填料 及濾料得到保護(hù)，無(wú)需更換，此項(xiàng)節(jié)約設(shè)備更換費(fèi) 用約90 萬(wàn)元；采用物理排污和化學(xué)降解結(jié)合方法， 可節(jié)約新水78 000 m3，化學(xué)降解藥劑成本為0.8 萬(wàn) 元，人工費(fèi)約為2 萬(wàn)元，按新水價(jià)格為5 元/m3計(jì)算， 可節(jié)省費(fèi)用126.2 萬(wàn)元。
參考文獻(xiàn)：
［1］ 周本省.工業(yè)水處理技術(shù)［M］.北京，化學(xué)工業(yè)出版社，2002.
［2］ 謝磊胡，勇有仲，海濤.含油廢水處理技術(shù)進(jìn)展［J］.工業(yè)水處 理，2003，23（7）：4-7.
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