化学水处理工艺中存在的问题及改进对策

王 燕，徐文成

（蒲城陕煤技术研究院工业化示范基地有限公司，陕西蒲城 715500）

化学水对于煤化工而言是资源的主要形成媒介，但由于作业时间持续不间断、运行体系复杂、水源性质特殊等诸多条件，随着煤化工系统工作量的增大，化学水在处理工艺中衍生出了一系列问题，亟待解决。所以，现阶段针对化学水处理工艺中存在的问题进行分析以及研究，不仅能够提升煤化工行业工作的效率以及质量，也能让煤化工行业在供应层面得到更好的保障。

1 化学水处理技术特征以及处理工艺

1.1 化学水处理的技术特征

1.1.1 节能环保

我国属于水资源较为短缺的国家，在煤化工行业中对化学水进行处理时，尽最大可能应用环保绿色型的理论，选择节能设备，对工艺配置进行优化，减少能耗以及经济投资成本，提升水回收的效率，降低废水的排放效率，减少水资源的应用数量，最终朝着零排放的模式持续发展。

1.1.2 处理工艺多元化

目前，煤化工行业化学水处理工艺已经摒弃了传统的离子交换、混凝过滤等诸多工艺，在材料科技、有机科学大力发展的基础上，现代化的煤化工行业对化学水进行处理时，工艺已经呈现出多元化的特征。当前，EDI、反渗透、超滤等新型膜处理技术、树脂技术，在煤化工行业化学水处理工艺中的大范围应用，不仅延伸了煤化工行业对化学水处理工艺的方式，也极大程度地提高了煤化工行业对化学水处理期间在环保层面的意识。

1.1.3 设备集中化设置

煤化工行业中应用的传统化学水处理系统，不仅会占据较大的地理面积，而且在岗位层面存在分散化的特征，在具体开展工作期间，管理困难程度相对较大。目前，煤化工行业化学水处理系统具备极好的集中性、立体性、紧凑性等诸多特征，让设备占地面积有效地减少，也为煤化工设备在运行效率的提升层面奠定了一个有利基础，也有利于对设备在运行层面实现更加科学有效的管理。

1.1.4 生产集中化管控

现代化煤化工企业化学处理系统中，应用集中化的管控替代了模拟盘，使用一套系统针对所有煤化工行业化学水在处理期间的子系统实现集中化的管控，使用PLC和上位机二级管控架构应用集中式的方法，对各个子系统以及局域网总线相互之间进行有效连接，再与化学主控制室内部的上位机之间实现通信连接，从而对化学水处理系统实现科学合理的管控以及统一集中的操作，让煤化工行业的化学水处理系统在管控层面可以实现自动化以及智能化。

1.2 化学水处理工艺

1.2.1 化学方法处理含砷废水

就当前现状来看，我国具有下列几种方式，能够对废水中的砷进行有效消除：硫化物沉淀方法、絮凝沉淀方法、铁氧体方法、中和沉淀方法。

1.2.2 离子交换法除汞

应用离子交换的方法来消除废水中存在的汞离子，此方式主要在离子交换器的内部开展，应用大孔巯基离子中的交换树脂，对汞离子进行吸附，通常情况下此种方法在二级处理环节被应用。

1.2.3 脱硫废水的处理

烟气脱硫属于一种湿法脱硫技术，主要是通过引黄工程来水中存在的天然碱度，消除烟气中存在的二氧化硫，相比较于其他方式而言，具备脱硫效率高、节能环保等诸多优势。国内外许多学者对此技术在原理层面展开了深层次的分析以及研究，大多数认为其原理是：引黄工程来水将二氧化硫吸收，然后在引黄工程来水中发生电离反应，之后产生氢根、亚硫酸氢根离子，氢离子和引黄工程来水能够起到缓冲作用，亚硫酸氢根离子在二者作用之下，会出现化学反应产生水和二氧化碳，所以引黄工程来水相比较于其他水而言，吸收能力更好。

1.2.4 预处理工艺

通常情况下，煤化工行业中应用的水都是天然水，天然水经过水质监测之后，可以观察到极为丰富的胶体物质，以及肉眼就可以看见的悬浮物质，如果没有经过有效处理就直接送进锅炉中，会出现体量极大的泥垢，影响蒸汽的品质。化学水处理期间，针对天然水进行处理的方式，首先是通过消除硬度、清洁等方式完成预处理的工作，应用工业泵、生消水泵、升压泵等形式，和原始加药系统之间进行连通，药剂大多数应用化学药剂，经过钙离子、镁离子等沉淀之后会析出，能够有效减少水的硬度。

2 化学水处理工艺目前存在的问题

2.1 水质在线分析仪器数量较少

在煤化工行业中对化学水进行处理时，可以应用水质在线分析设备，对于水处理工艺期间出水的水质进行有效监控，能够体现化学水处理设备在运行中的具体状况。比如，应用纳表、硅表、pH计、电导仪、压力变送器、流量变送器、温度变送器等在线分析仪器，可以更好地体现化学水处理设备在运行中的实际状况。现阶段，出于技术能力低、投资成本少等角度思考，大部分煤化工行业在对化学水实行处理工艺期间，在系统中应用到的在线分析仪表数量相对都不多，致使运行期间对于所有的水质指标，没有办法实现全方位的监控以及测量。

2.2 辅助系统水处理工艺存在困难

煤化工行业化学水处理工艺期间的困难，除了需要对凝结水、循环水实现处理之外，还需要对煤化工行业中的一些监测设备，在设定层面采取相应的措施。在煤化工行业中对化学水进行处理期间，需要对循环水、冷水等展开一定程度的处理和监控，经过严格的记录让水质在合格性层面得到有效的保障，也让煤化工行业设备机组在运行中的稳定性、安全性得到最大程度的保障。

2.3 锅炉内部化学水处理存在的问题

煤化工行业化学水在处理期间存在的问题，包含煤化工行业锅炉内部化学水的处理，锅炉内部化学水的质量，直接决定着锅炉能否正常应用。锅炉内部化学水如果不符合有关规范，会致使下一步生产环节出现无法预判的安全事故。一旦锅炉内部化学水的质量不符合有关规范，就会发生结垢，从而致使锅炉后续加热期间受热不够均匀，锅炉管壁会发生鼓包的现象，如果鼓包现象较为严重，就极容易引发爆炸，发生严重的安全事故，对后续生产工作造成不利影响。

2.4 存在有机物，致使阴离子交换树脂遭受污染

针对煤化工行业化学水处理工艺期间应用到的原水来说，除了要求溶解氧含量符合有关规范之外，必须保证原水没有被污染，抑或存在较轻的污染。一般情况来说，原水如果是直接来源于海水、江水，通常情况下都不能符合有关标准，虽然应用江水、海水能够极大程度减少水源的经济成本，但是就其他角度而言，将会造成更为严重的经济损失。

（1）水源一旦不符合规范或者出现污染，水中溶解氧的溶度就会升高，会对处理工艺环节的铁质机械设备造成极其严重的腐蚀。

（2）水源如果不符合标准，通常情况下会含有体量庞大的木质硫磺、木质纤维等诸多类别的有机物质，所以会给水处理工艺运行期间的阴离子交换树脂造成极其严重的污染，导致阴离子交换器皿中存在的阴离子树脂颜色发生转变，由原来正常的淡黄色，转换成为被污染后的棕褐色，如果污染严重就会出现炭黑色，这些颜色的转变，致使树脂在交换期间的容量被极大降低，运行周期也被减少，极大程度地加大了再生剂的消耗数量。另外，对于交换器在排水、出水层面都会造成不利影响，导致工作期间的效率极大降低。

2.5 除氧器运行超标

对于煤化工行业来说，设备在工作期间水中肯定会存在一定程度的溶解氧，虽然对于溶解氧没有办法完全消除，但是可以应用除氧器对水中的溶解氧进行管控，将其维持在标准程度以下，保证不会对化学水处理工艺的所有环节、系统的正常运行造成不利影响。正常情况下来说，给水溶解氧在浓度层面，需要管控在低于15μg/L的标准。所以，除氧器如果出现超标运行的状况，抑或没有对参数进行合理调节就直接运行设备，就会导致水中溶解氧的浓度严重超标，因为溶解氧对于设备会造成极大程度的腐蚀，加剧水系统中其他设备的腐蚀程度，而且腐蚀产物会随着水流动，进入锅炉中产生铁垢，最终造成严重的经济损失。

2.6 煤化工设备排污问题

煤化工行业只要运行就会产生化学污水，所以有关人员对煤化工设备的排污问题需要予以足够的重视。

（1）化学污水在排放期间会有大量的热量被消耗，所以需要尽最大可能降低化学污水的排放次数，由此经过长期发展之后，对煤化工设备中的水循环系统造成了不利影响，对于设备在运行期间的安全造成威胁，导致煤化工设备遭受极大的腐蚀以及污染。

（2）煤化工企业为了维修保养设备，随意地加大化学污水的排放数量，此种方法虽然可以让化工设备应用寿命得到有效增加，但是在排放期间会造成极大程度的热量损耗。

3 优化化学水处理工艺问题的对策

3.1 加大水质在线分析仪器的应用数量

对化学水开展处理工艺期间，需要加大水质在线分析仪表的应用数量，特别是针对化学水中的各项水质指标，例如：电导率、液位、硅含量、钠含量、压力、流量、温度等展开实时监控，加大在线分析仪表的数量，能够让水处理工艺在运行期间的高效性、安全性得到有效保证。

3.2 优化水系统的处理工艺

水系统处理期间应用的办法是在处理期间加药剂，通过药剂添加能够消除水中存在的钠离子、铁离子、硅离子等，在此期间需要按照煤化工行业处理环节的具体标准对药量进行添加，工作人员在具体处理期间，必须严格掌控数值以及其他有关数据的精准度，保证后续水处理工艺工作期间的安全性，最大程度保证煤化工行业生产工作可以顺利进行。

3.3 优化锅炉内部化学水的处理工艺

对煤化工行业锅炉内部化学水处理问题进行解决时，需要添加适当的药剂，由此实现除去水中镁离子、钙离子等的目的，加药环节复杂程度相对较高，需要根据煤化工行业对化学水处理工艺的实际要求，对于加药泵的频率、冲程进行严格管控。

3.4 优化化学水处理工艺的环节，尽量降低水中的污染物

目前对于大部分煤化工行业来说，对于水源进行预处理工艺的环节具体如下：江水—聚合铝混凝—沉淀—过滤—阳床—除碳器—阴床。

对工艺环节实现优化以及革新之后，预处理工艺的主要环节如下：江水被加热到25~30℃—曝气—加氯—聚合铝混凝—沉淀—过滤—高效过滤器—活性炭过滤器—阳床—除碳器—阴床。

上述策略在应用之后，对水中有机物的具体含量能够起到合理的管控作用，在处理之后，江水中的耗氧量能够得到极大程度的减少，并对水中木质硫酸、木质，纤维等有机物的含量起到有效管控的效果，可以将其阻拦在高效过滤器皿的过滤纤维气囊内部，通过反冲洗的效用可以实现排除，而且此环节可以重复运行，能够明显优化阴床树脂在运行中的具体时间，极大程度减少酸、碱的消耗量。

3.5 强化除氧设备的养护与管理

为了尽量减少水中溶解氧的实际浓度、最大可能避免对铁质机械设备造成腐蚀，就需要对除氧设备进行养护以及管理工作，指派专业的人员对于除氧设备展开调节以及监控，保证除氧设备可以在完善的调整参数条件下开展运行工作，能够更好地消除水中的溶解氧，而且将浓度管控在正常标准内部，需要强化对有关人员进行的监督工作，保证工作人员可以认真负责地完成相关工作，而且定期需要对传统设备展开维修以及养护，保证除氧的合格率高于98%，有关人员对于所有设备的监督以及养护工作必须予以积极配合，工作人员在操作期间必须认真负责，有利于提升除氧工作的效率。

3.6 制定科学合理的化学污水排放程序

煤化工行业针对化学污水排放需要制定科学的程序，在排放期间既要针对煤化工设备进行合理养护，也要减少热量损失，并提升热能的应用效率。煤化工行业日常在工作期间也需要做到自查自纠，及时针对一些不规范的排污工作实行纠正，合理明确化学污水排放的具体次数，保证水质可以确保设备在运行期间的安全性以及稳定性。

3.7 持续升级化学水处理工艺

煤化工行业在日常运行期间，需要针对煤化工设备在化学水处理期间应用的工艺进行不断的优化以及升级，努力让处理工艺的水平可以符合现代化的水平，并大力应用以及推广一些新型工艺。在实际工作中需要积极汲取以及借鉴过往的成功经验，全方位提升化学水处理工艺的实际水平。对新型处理工艺进行应用期间，需要适当的提升监督、指导工作效率，新型处理工艺在应用期间如若获取较好的效果，就需要对其进行大范围的推广，从而让煤化工行业的处理工艺水平得到全方位的提升。

4 结束语

因为化学水自身具有特殊性，对于煤化工行业效益在保障层面拥有至关重要的作用，尤其在目前能源紧张时期体现更为明显。所以，需要从诸多方面对化学水处理工艺进行优化以及调节，完善处理工艺的管理体系，严格遵守各项工艺流程，对化学水处理工艺起到降低成本，提升效益的效果。