对蒸汽锅炉废水再利用的研究

陆家学

[摘 要]回收利用蒸汽锅炉废水不仅可大幅度降低锅炉运行成本，还可节约宝贵的水资源，具有很高的回收利用价值。本文主要介绍了蒸汽锅炉废水的来源以及其排污方式，探讨了蒸汽锅炉废水的回收再利用途径，包括沉淀处理、热能利用、碱度利用、钠离子交换树脂的再生等途径。

[关键词]蒸汽锅炉；废水；再利用

中图分类号：X703 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）25-0158-01

目前我国有约35万台各类蒸汽锅炉投入使用，每年将产生几十亿吨废水， 但是现阶段，我国对废水处理的再利用并不充分，很多企业将这部分水直接排入地沟，或者只是简单用作冲渣水使用，造成水资源的极大浪费，只有少部分企业将其进行回用利用。事实上，企业可以通过改进生产工艺和技术来提高污水的处理能力，实现蒸汽锅炉废水处理后的循环再利用，这样不仅能达到节能减排的效果，还可以确保锅炉经济、可靠、长期、安全地运行。因此，蒸汽锅炉废水综合回收利用技术是一个极有意义和价值的研究课题。

1 蒸汽锅炉废水的来源

锅炉在运行时，随给水带入锅炉中的杂质和腐蚀产物，只有很少部分被蒸汽带走，大部分留在炉水中随着运行时间的延长，这些杂质和腐蚀产物的浓度就会不断增高，当其浓度超出标准范围时，可能影响蒸汽的品质和形成水垢或水渣，危及锅炉的安全。因此，必须排放一部分炉水，并向系统内补充新水使之炉水的含盐量含硅量和腐蚀产物的含量等维持在炉水的允许值以下。

锅炉汽水循环系统通常是蒸汽或热水经过热交换器如热加工设备及暖气降温和冷却后，又再送回锅内，进行炉内水循环。由此可见，蒸汽锅炉废水主要是由两部分组成，一部分来自锅炉产生的蒸汽或热水经过热交换器冷却后形成的凝结水或循环水。另一部分是源于原水经过软化处理的给水系统后送入水箱的软化水或脱盐水，水质根据锅炉的用途不同而异，两种水在水箱汇合后，再通过除氧器和省煤器的处理后送入锅炉内。

锅炉排污有定期排污和连续排污两种形式，定期排污是从锅炉水循环系统的最低点排放锅水以除去水渣排放间隔时间根据水质情况而定，几个小时或十几个小时排放一次，当补充高纯度除盐水时，也可以几天排放一次，每次排放量约为锅炉蒸发量的0.1%～0.5%。连续排污是连续从汽包中连续排放炉水，对任何汽包锅炉都必须有连续排污装置。连续排污的量可根据炉水水质而定，对子用除盐水作为锅炉补给水的锅炉，通常按炉水的允许含硅量来决定其排污率。锅炉的排污水量取决于锅水的水质变化情况，排污量过大造成锅炉热损失增高；但排污量小或不排污是使锅炉结垢和蒸汽品质恶化的重要原因之一。

2 蒸汽锅炉废水的回收再利用

蒸汽锅炉废水的正确合理处理方法，不仅要排掉炉水中的水垢、杂质等污染物，还要控制锅水中的碱度及含盐量，因此可以采取沉淀处理、碱度利用等途径。此外，废水包含的热能也可以加以利用，甚至用于钠离子交换树脂的再生。

2.1 沉淀处理

排掉炉水中的水垢、杂质等污染物主要是针对锅炉排放的废水进行沉淀处理，达到国家环保排放标准，以利于排放及再利用。现阶段主要通过微孔陶瓷过滤板沉淀的处理工艺。当流体从这些微孔陶瓷过滤板通过时，原水中的悬浮杂质、大分子物质等被截留，流体在微孔通道的外表面或内部产生各种物理效应，达到机械筛滤、净化或扩散、流态化、吸附截留等功效。通过这种方式处理废水前，要把高浓度的废水排入平流沉淀池内沉降下来，沉淀时间一般为1到4个小时。进行沉淀处理这类的污水进行必要的处理后，可以当做锅炉的回水，进行循环利用，比如可以水力冲渣，还可以用作冲洗地面、绿化等其他用途。

2.2 碱度利用

为了减少锅炉结垢，锅炉给水常采用钠离子交换法进行软化，除去水中的硬度（即钙盐、镁盐的总含量）。我国大部分地区水的硬度为3～6 mol/m3，且硬度大部分是碳酸盐产生的，这种水经过钠离子交换后，将易生成水垢的Ca（HCO3）2转变为不形成水垢的NaHCO3。NaHCO3遇热分解成Na2CO3、水和二氧化碳，该反应转化率在0.6MPa下可达到30%，且随着压力升高转化率变大。为了使钙的生成物不以水垢的形式粘结在锅炉的受热面上，迫使其在锅水中结晶出来，形成分散状水渣沉淀，必须保持锅水的碱度为8～20 mol/m3，pH值为10至12。因此，锅炉排污水是一种钠基脱硫剂。采用排污水作为脱硫剂可实现以废治废，节约大量脱硫剂。脱硫剂的外排液可排向锅炉房冲渣系统，满足冲渣系统补水需求。

2.3 热能利用

锅炉运行时，排污水压力和温度较高，一般将连续排污水先排入连续排污扩容器，由于扩容器通常与除氧器相连，压力比锅筒压力低，使小部分排污水闪蒸汽化成为蒸汽进入除氧器加热软水。大部分未汽化的排污水温度降到连续排污扩容器在压力下的饱和温度后，进入排污降温池，在其他废水掺入降温后排入市政管网。排入市政管网的水温按规定要求应小于40℃，因此需要大量废水掺入对其进行降温，才能满足排放温度的要求。因此，该方法浪费大量热能。实际上，闪蒸后的排污水温度一般为 72℃ 以上，冷凝水的排放温度为 85℃以上，利用价值很高，用于可以加热炉内的软水，用来提高锅炉给水温度，可以提供给洗刷车间使用，在冬天时可以连接暖气片，进行供暖。可节约大量热能。可以大为节约加热水的燃煤消耗。

2.4 钠离子交换树脂再生

锅炉给水一般采用钠离子交换树脂将水中的钙离子和镁离子置换出来，以降低给水的硬度。当钠离子交换树脂失效后，为恢复其交换能力，要进行再生处理。再生液是氯化钠溶液，主要利用氯化钠溶液中的钠离子进行交换。经再生处理后，钠离子交换树脂可基本恢复原来的性能。

锅炉在冬天工作的时候对软水的需求量大，钠离子交换树脂的再生频率高。此时采用排污水溶解氯化钠可提高溶解速度，减小了人工搅拌工作量，提高了再生工艺效率。带有一定碱度的排污水进入盐池，与盐中的钙离子、镁离子反应，使再生液进一步净化。净化后的再生液可减轻再生过程中的反离子效应，提高再生质量。此外，排污水具有一定的热量，该热量可以提高再生液的温度，从而改善再生效果。

3 结语

随着我国经济的发展以及人口的增加，导致我国水资源短缺现象日益严重，同时严重的水污染也迫使我们必须创新可持续发展的的循环经济理念。但我国在废水资源重复利用率只有40%～75%，而日本的水资源重复利用率已经能够达到90%，因此，工业废水的处理回收必然成为解决我国水资源短缺问题一个重要途径。研究锅炉废水的再利用，乃至整个工业污水的再利用，不仅能够提高水的使用效率，减少生产用水的取水量，节约大量的水资源，而且还对延长机器使用年限具有重大作用。总而言之，污水废水的综合利用，对于整个社会都具有普遍的意义。综上，工业污水的处理再利用是一个和清洁生产、资源回收和废水达标密切相关的系统性的环保工程，社会有关部门应该引起重视，加强监督，共同创造环境友好型社会。

参考文献

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