锅炉排污水回收利用技术探讨

　　　　锅炉排污水回收利用技术探讨

晋城无烟煤矿业集团古书院矿技术管理部白春娥

　　　　摘要：针对矿区锅炉排污水及其热能大量流失，造成资源的浪费，从技术方面研究分析了锅炉排污水及其热量回收利用的可行性，指出将锅炉供热工艺与锅炉排污水特征相结合，把锅炉排污水处理后，注入二次管网加以回用是目前一种最佳的解决方案。

关键词：锅炉排污水；回收利用

（１）连续排污是连续不断地从上锅筒表面，即炉水盐碱浓度最高部位排出部分炉水，以减少炉水中含盐、碱量、硅酸量及处于悬浮状态的渣滓物，连续排污水通过连续排污膨胀器将蒸汽和水进行分离，蒸汽二次回收利用，水达到一定水位后排至下水道。

（２）定期排污是从锅炉下集箱通过人工定期排除炉内水渣等沉积物，一般每个班最少排污两次，司炉工根据水质情况可适当增加排污次数，定期排污水一般经沉淀处理后排入地沟。

３．２锅炉排污水水质特点

（１）高温度（１００℃以上），高碱度；

水质混浊，并有肉眼可见物；

水质硬度很低，通常小于０．１ｍｍｏｌ／１：

水量较大，一般占到锅炉补水量的１／１０。

参照现场化验与经验数值作为依据，锅炉排污水主要指标如下：

表１锅炉排污水指标

项目锅炉排污水指标

ＳＳ２００ｍｇ／１

水温１００℃

ＰＨ值９

全碱度＞２６ｍｍｏｌ／ｌ

（２）根据锅炉排污水以上的特点，可以将矿区所有锅炉的定期排污水和连续排污水进行收集，并经过处理作为采暖系统二次管网补水，注入采暖系统二次管网加以回用。采暖系统二次管网对水质有一定的标准要求。如下表：

表２采暖系统二次管网水质标准

项Ｆｉ出水排放标准

浊度≤５ＦＴＵ

硬度≤０．６ｍｍｏｌ／ｌ

ＰＨ值７－－－１１

３．３锅炉排污水回收利用的几点基本原则

（１）锅炉排污水处理，严格控制出水水质，在高温条件下把水中的杂质去掉，水质浊度降低，使出水水质指标达到采暖系统二次管网水质标准。

（２）根据锅炉排污水水温较高的特点，对现有设备进行适应性改造，选择采用成熟的水处理技术，能够有效地克服高温水对处理设备的影响，并且最大程度的减少热损失，降低运行成本，确保水质达标。

（３）依据东十吨锅炉房和西区锅炉房现有设施以及可利用面积，合理布置管道、安装设备，尽可能减少热量损耗，妥善处理和处置废水处理过程中产生的泥渣，避免二次污染。

（４）选用先进设备，采用现代化技术手段，实现自动化控制和管理，做到技术可靠，经济合理，确保锅炉排污水热量回收利用技术的可靠性及有效性，提高自动化水平，降低运行费用，减少市场维护检修工作量。

定期排污水和连续排污水经处理后作为采暖系统补水，东十吨锅炉房的处理水可以补到东一小区、东三小区、绿苑小区，西区锅炉房的处理水可以补到西区低层水暖系统。回收的二次蒸汽可用于加热软水箱，作为锅炉用水，提高锅炉进水温度。

（１）对连续排污膨胀器进行改造。

在连续排污膨胀器内部安装水位控制器，将水位保持在一定高度，形成水封，将蒸汽和水分开，１２４４锅炉排污水回用的基本思路

水从膨胀器下部排出，经过沉淀池分级沉淀后回收利用，蒸汽从膨胀器上部经管道回收利用于锅炉房室内暖汽和二次蒸汽管网。主要设备包括一个控制箱、电动执行器、电动球阀，部分阀门等。

（２）修建沉淀池，在东十吨锅炉房和西区锅炉房分别修建一个长７米×宽６米Ｘ高３．５米现浇铸的水泥池，内部分成四个小池，作为对锅炉排污水的分级沉淀池。选择合适的水处理设备，使锅炉排污水达到系统管网用水要求。

（３）锅炉排污水的回收和系统补水管道敷设，二次蒸汽回收利用管道敷设。东十吨炉主要管道敷设为ＤＮｌ００，１９０米；西区锅炉房主要管道敷设为ＤＮｌ００，１４０米。

（４）在东十吨锅炉房增加一个耐高温水箱、两台水泵（５．５ｋｗ）及耐高温水箱水位控制系统。将处理后的水流进耐高温水箱，当回收的水不够时，用水泵抽软水箱的水来补充，以保证系统补水。西区炉回收的水可以流进现有的冷凝水箱，用于系统补水。

５锅炉排污水回用系统的组成、原理、特点

锅炉排污水的回用影响因素较多，必须全面考虑，我们充分考虑到排污水的高温特点，选择高效率的水处理设备并做成钢制设备，进行合理的保温，结合矿区锅炉房自身供暖工艺进行设计，充分参考常规水处理技术中，固液分离以及去除浊度的成熟工艺，经过认真的研究分析，制定出锅炉排污水热量回收利用方案。

５．１基本组成

锅炉排污水热量回收系统由收集设备、反应过滤设备、电控设备组成。

收集设备由收集池、集水箱组成，主要负责收集处理前后的锅炉排污水。

反应过滤设备由隔板反应池、陶瓷微孔过滤器、反洗补水泵、配药箱等构成，是锅炉排污水回用系统的中枢，其中陶瓷微孔过滤器是由７０支单支规格为Ｃ６０×５００的陶瓷膜组成的。

电控设备由提升泵和超声波液位控制组成，提升泵的运行受超声波液位控制仪的控制，水位处于高液位时水泵自动启动：处于低液位时水泵自动停止。

５．２系统工作原理

（１）工艺流程图（见图１）

图１锅炉排污水热量回收利用工艺流程图

（２）工艺简介

由于锅炉排污口较低，炉水排除后进入低位收集池，然后又提升泵提到隔板反应池中，收集池中的泵由超声波液位控制器控制，高水位起动，低水位停止。在进入反应池前加入配制好的絮凝剂，并进行混匀，在隔板反应池中固液分离，分离后的污泥掉入反应池底部的收集斗中，清水进入过滤

２０１２’煤炭工业节能减排与循环经济发展论文集

器，经微孔陶瓷膜过滤后，水的浊度小于５度，达Ｎ－－次管网用水标准，陶瓷膜定期反洗，沉在集泥斗中的污泥定期排放，隔板反应池、过滤器、反洗池做成钢制设备并进行保温。

蒸汽锅炉排污水起始温度为１００℃，自流入收集池后，随即被热水泵提升到沉淀池中，沉淀池外面覆盖有保温材料，沉淀后的污水直接进入过滤器，过滤器表面也覆盖有保温材料。沉淀时间约为２０—３０分，参照在保温条件下热量损失的相关数据，水温在整个处理过程中损失约１０℃，过滤过程瞬时完成，最大限度的降低热损失。

沉淀池中产生的沉淀物要定期排放。过滤器定期反冲洗要产生废水。两部分排放物通过现在锅炉排污水沟直接进入脱硫除尘废水循环水池，在池中沉淀后与其它沉渣被定期清除。

５．３工艺特点

（１）絮凝沉淀固液分离

絮凝沉淀是选用无极絮凝剂配制成水溶液加入废水中，便会产生压缩双电层，使废水中的悬浮微粒失去稳定性，胶粒物相互凝聚使微粒增大，形成絮凝体、矾花。絮凝体长大到一定体积后即在重力作用下脱离水相沉淀，从而去除废水中的大量悬浮物，从而达到水处理的效果。

该工艺是在钢板沉淀池进口上投加絮凝剂，是为了将水中细小的絮状物在很短的时间内结成大的絮体，并且迅速沉淀，使水中的杂质分离出来。根据对古矿锅炉排污水的混凝试验，选用常规的聚合氯化铝絮凝剂即可完成，投加量约为０．００２％，处理１吨水需要０．０２公斤。

絮凝剂加入水中后，即以氯离子和铝离子的状态存在，发生絮凝反应后，大部分氯离子和铝离子随着杂质沉淀，再经过陶瓷膜过滤后，仅有极微小的离子随处理后的水进入管网，对管网水质没有影响。絮凝后的沉淀物没有吸附能力，不会吸附于容器和过滤膜的表面，所以絮凝剂不会堵塞陶瓷过滤膜，不影响整个回收系统的运行。

（２）陶瓷膜过滤去除浊度

陶瓷过滤膜也称ＣＴ膜，是固态膜的一种，具有化学稳定性好，能耐酸、耐碱、耐有机溶剂，机械强度大，可反向冲洗，耐高温，孔径分布窄，分离效率高，不易堵塞等特点。目前在食品行业、生物行业、环境工程、化学工业、石油化工、冶金工业等领域得到了广泛的应用。陶瓷膜与同类的制品相比，造价昂贵。

根据锅炉排污水水温较高的特点，过滤器选用陶瓷过滤膜，过滤精度可达到０．５微米，完全满足采暖管网用水标准。为便于清洗过滤器内的污垢，本过滤器的设计采用，水流由下向上流，过滤膜置于设备的上部，悬挂布置，这样由于重力的作用，污垢不易吸附于过滤膜外表面，在反洗过滤膜时，也更以清洗。

（３）全程保温

为了达到既定的回收效果，在管道敷设的过程中将管道、水箱全部经行保温处理，最大程度的降低排污水在流动的过程中的热损失以及在水箱中的散热损失，达到锅炉排污水热量回收利用的最佳效果。

６效果分析

６．１回用水质

根据笔者所在地锅炉房处理后回用水质实测数据如下：硬度平均值０．０３１ｍｍｏｌ／Ｌ；氯根平均值２．８８ｍｍｏｌ／Ｌ；ＰＨ平均值１０；浊度平均值０．５ＦＴＵ。通过以上数据证明本排污水回用技术指标完全能达Ｎ－次网用水指标，比国家规定高出许多，是优质的二次网用水。

６．２热量回用效率１２６

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设计计算从锅炉房排污口至回用水收集池全程温度损失应在１０’２０℃之间，经一个采暖季的运行，取最冷月１２月实测数据水处理过程平均温降３．９℃，实际效果远高于预期，热量回用率达９６．１％，热量的回用效果显著。

６．３软水资源回用效率

正常运行状态下整个系统的自耗水为隔板反应池沉淀排污水和微孔陶瓷膜过滤器反洗用水，设计隔板反应池每天排污一次，定时控制，陶瓷过滤器根据进、出口压力差进行控制，根据实测数据，每处理ｌＯＯｍ３水需排污４ｍ３，反洗用水４ｍ３，软水回用率达９２％。

本回用工艺消耗电能约占回收能量的２％，综合热量回用和软水回用效率，本系统实际回用效率可达８６．４％。

７项目效益分析

可回收水收益：一个采暖期可回用水１３２ｍ３（日平均回用量）×１５０天＝１９８００ｍ３，目前每吨高温软化水价格约２５元计算，一个采暖期可节约资源１９８００×２５＝４９．５万元。

运行成本：水泵按全天２４小时不间断运行，５．９度（水泵电机功率）×２４小时／天×０．６元／度×１５０天＝１２７４４元。本系统的运行由司炉工或化验工定时巡查即可，不需专门设岗，故不考虑人力成本。由此可见相对于收益，所付出的成本十分低廉。

一次性投资约７０万元，不到２个采暖期就可以回收，锅炉排污水经过处理后回用，还可减少对环境的污染，达到了显著的经济效益与明显的社会效益。

８结论

本文对锅炉排污水及其热量回收利用工艺进行了详细的研究分析，这种回收工艺是一项适合现阶段工业锅炉节能减排的新技术，它采用成熟的水处理技术，有效地克服了高温水对水处理设备的影响，具有水处理时间短、自动化程度高、热损失小、运行成本低的特点。将有效提高锅炉排污水回用率，降低了锅炉煤耗，减少资源的浪费。经过处理后的排污水水质可达到系统补水水质标准，而且含有大量的热能。

（１）通过沉淀和过滤两个处理环节，降低锅炉排污水的浊度，可以达到甚至远远超过采暖二次网的水质标准。

（２）通过对排污水和热量的同时回收，减少了换热损失，缩短了处理流程，达到对锅炉排污水进行高效回用的目标。

（３）通过对水池液位、水泵启停、排污、反冲洗等操作进行自动化的设计，可以实现整个系统的自动化运行、无人值守。

（４）回收的水ＰＨ平均值１０．５６，温度８０’９０。Ｃ，含氧量极低，碱性的水补入二次管网，可以减缓管网的腐蚀，是二次采暖管网的优质水源。

与国内其它热电厂的排污回收利用方案相比，具有实施简单，投资少的特点，比较适合于古矿的采暖锅炉。

作者简介：自春娥（１９６６－），女，毕业于山西矿业学院，高级工程师，现晋城煤业集团古书院矿技术管理部工作．电话：０３５８－３８４８２４９／１３８３４９２３５３１。１２７

锅炉排污水回收利用技术探讨

作者：

作者单位：白春娥晋城无烟煤矿业集团古书院矿技术管理部

引用本文格式：白春娥 锅炉排污水回收利用技术探讨[会议论文] 2012