浅析电厂循环水排污水回用的深度处理关键技术

杨建慧

[摘 要]电厂需要大量的水资源，因此发电过程中大量的排污水处理就成为关键。电厂循环水排污水的深度处理是电厂可持续发展的必然需求。通过循环水和污水的处理，来促进资源的再利用，并且减少资源污染，促进发电厂的可持续发展。当然，污水的深度处理工艺复杂，其核心技术包括UF+RO雙膜法处理回用工艺、石灰软化+离子交换+RO处理工艺和微滤处理工艺。基于此，本文主要对电厂循环水排污水回用的深度处理关键技术进行了简要的分析，希望可以为相关的工作人员提供一定的参考。

[关键词]电厂；循环水排污水；回用；深度处理；关键技术

中图分类号：X773 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）23-0068-02

引言

循环水排污水占敞开式循环冷却型电厂废水总量的70%～80%，对其进行回用可大幅降低电厂的新鲜水取用量。由于循环水排污水腐蚀性强，且其杂质成分的含量远高于常规地表水，因此处理难度非常的大。

1 污水处理装置工艺

1.1 污水处理装置概述

污水处理装置来水主要是循环冷却水排污水及工业废水间废水，经复合生物滤池脱氮及活性砂滤池除磷处理后一部分污水流向市政污水处理厂，一部分水质达标的清水池产水排向厂外水沟。

1.2 工艺流程

1.2.1 复合生物滤池工艺

循环冷却水排污水及工业废水间废水首先排向复合生物滤池即CBF池，通过向该装置投加碳源（工业级三水乙酸钠，纯度58%，晶体）作为细菌的养料（设计投加碳源后进水CODcr∶TN=4∶1），使CBF池中附着在火山岩上的反硝化细菌发生反硝化反应达到去除水中总氮的目的，该装置共设有6套，设计处理流量为465m3/h，设计进水总氮为40mg/l，日消耗碳源3.2t，该加药装置可通过实际来水流量和进水在线TN数值手动调整加药量或加药浓度。

1.2.2 活性砂滤池工艺

循环冷却水排污水及工业废水间废水通过CBF池处理后流向活性砂滤池，活性砂滤池主要作用是通过投加聚合铝（固态产品，有效成分质量分数30%）除磷而后一部分污水通过缓冲池排向市政污水处理厂，一部分清水水通过清水池泵排向外部，该装置共设置有12套，设计处理流量为465m3/h，设计进水TP1.4mg/l，日耗聚合铝药量246kg，该装置可手动调整加药量或浓度。

1.3 污水水质指标控制标准及分析方法

1.3.1 污水水质指标控制标准

根据《DB11-307-2013》及集团要求，污水共有九项指标，包括pH，电导，总氮，总磷，硫酸盐，悬浮物，CODcr，石油类和动植物油类，全盐量。文中只考虑CODcr，国标规定外排污水CODcr≤20mg/l。

1.3.2 污水水质指标分析方法

2 电厂循环水排污水回用的深度处理关键技术

2.1 UF+RO双膜法处理回用工艺

2.1.1 工艺特点

该方法在目前的电厂污水处理中具有广泛的应用，一般在以深井水作为主要补充水资源的工厂中，多采用此种方法，一次污水处理量可达1000m3/h。循环水中盐分的含量较高，因此以超滤和反渗透为主要除污工艺。我国对火电厂使用水的水质要求做出了明确的规定，通过UF+RO双膜法处理后，污水中的含盐量大大降低，将其与生水混合后可以提高循环水的浓缩倍率。

2.1.2 工艺存在的问题

首先，双膜法没有采取软化措施，而废水的硬度通常较高，使其对水质的处理并不理想。经过双膜法处理后的污水朗格利尔指数过高，容易出现结垢现象。如大量使用除垢剂则将增加污水处理成本，如采取降低pH值的方法，则容易造成设备腐蚀，缩短设备寿命，不利于污水处理的循环发展。其次，在出水稳定性上虽较好，但在实际工程施工中，水稳剂容易析出。这是由于渗透过程需要加入盐酸，如果局部浓度过大，就会导致废水过滤器上出现一层粘稠物质，这种物质不溶于酸，且水分含量较大。因此，在火电厂污水处理中，对谨慎处理。经过测试，该物质为稳定剂中所含的MBT（2-巯基苯并噻唑），可增大滤水器的压差。提示火电厂在污水处理过程中盐酸的添加要平稳，一方面要保证加入盐酸浓度的合理范围；一方面要确保加入平稳性。在实际操作中，我们也可以将盐酸加入点放于纤维过滤器入口处，可以有效减小压差。

2.2 石灰软化+离子交换+RO处理工艺

2.2.1 工艺特点

石灰软化+离子交换+RO处理工艺处理后得到的淡水主要是作为火电厂化学水处理系统的原水以及辅机冷却水的补水。主要水处理器械为机械澄清池，材料为石灰以及适量的凝聚剂。将要处理的废水送入机械澄清池，并加入石灰以及适量的凝聚剂。具体步骤为软化-脱碳-脱盐-反渗透等过程。石灰软化+离子交换+RO处理工艺同样存在优点和缺点，我们将其分析如下。

2.2.2 技术特点及存在问题

污水硬度高是其主要特点之一，在此方法中，先将污水进行石灰软化和离子交换软化处理后，可以大大降低污水硬度，提高了反渗透系统的运行效率，并且钠离子交换器的水可以使用反渗透的浓水。因此对于石灰软化+离子交换+RO处理工艺来说，水资源的浪费较小，系统的水回收率高。但在设计上，该技术具有复杂性，尤其是离子交换技术需要占用较大的地理面积，系统的性能上要求较高，运行费用较多。交换器再生水多为酸性水，对环境污染较大且影响设备的长期稳定运行。

2.3 微滤处理工艺

2.3.1 工艺特点

以某火电厂的污水处理为例，该厂使用的是连续管式MF+RO的处理方案，处理水体积为350m3/h。主要经过原水箱、混凝器、MF装置和RO装置。其中循环污水进入原水箱时要加入适量的杀菌剂。经过微滤处理后的污水，悬浮物含量减少，水中有机物含量和胶体的含量较小，通常作为辅助污水处理方案，可以使水质提到提高。该次处理后，循环水中的SS、硫酸根和氯根的含量均得到进一步减少，水质能够符合火电厂的发电需求。

2.3.2 优势和存在问题

微滤系统主要是作为污水处理前系统，对于整个系统的污水处理具有补充作用。微滤处理工艺设计简单，在目前的火电厂污水处理中具有广泛的應用，由于其代替了以往的沉淀池、砂滤、多介质过滤、炭滤等方式，因此具有较大的成本优势和高效优势。包括污水处理环节减少、设备的减少大大的降低了运行成本，并且占地面积减少，在火电厂的实施可能性更大。在处理稳定性上，该工艺明显优于上述两种工艺，并且提高了污水的处理效率。可以有效除去用水中的有机物和其他化学污染物。微滤膜的使用时间长，能够将大部分的水污染物处理干净，尤其是对污水中的铁离子的处理，处理效果明显。但其主要困难在于单位水的一次成本过高，对于电厂设计而言还需要进一步的改善。

3 循环水系统运行及优化

3.1 循环水泵启、停方式的优化

3.1.1 存在问题

两条供水母管三台循环水泵运行，原设计启、停方式复杂。不便于仪控逻辑的设计，降低系统启、停的自动化程度。为了保证凝汽器最佳真空，循环水泵在不同季节工况，运行泵的数量不同。如，夏季工况时三台泵运行，冬季工况时两台泵运行。1#、2#、3#循环水泵启动先后顺序关系到每台泵不同的启动方式。如，集管上没有泵运行采用开阀启泵；为了防止循环水泵在启动过程中出现倒转，集管上有泵运行时需要关阀启泵。因此，每台循环水泵都存在很多种启动组合。

3.1.2 优化措施

若集管无压，采用开阀启泵；若集管有压，采用关阀启泵；若1#循环水泵停运，则关闭3#和4#联络阀；若3#循环水泵停运，则关闭1#和2#联络阀；若2#循环水泵停运，则关闭1#、2#、3#和4#联络阀。

（2）冬季工况循环水泵“热备用”问题分析及优化

齿轮箱电加热器改为4×2kW，冬季工况电加热器逻辑改为润滑油温<18℃自动投入运行、润滑油温>25℃自动切除。同时还考虑辅助油泵打循环加热润滑油，防止电加热器周围发生局部过热，引起油质劣化；气囊排气管线上设置电磁阀控制循环水泵气囊密封充气和排气，并且安全设计，通过手动阀与电磁阀盘冗余配置；关于电机测绝缘，根据核电站通用做法，备用电机40天测一次绝缘，并得到电机厂家的认可；增加冬季工况一台循环水泵停运后，启动备用循环水泵对循环水液位及系统影响的分析；循环水泵厂家制定冬季工况处于备用状态时循环水泵的保养措施。优化后的“热备用”循环水泵可以在10分钟启动并向凝汽器供冷却水，带走热量，维持凝汽器真空。同时还考虑辅助油泵打循环加热润滑油，防止电加热器周围发生局部过热，引起油质劣化；增加冬季工况一台循环水泵停运后，启动备用循环水泵对循环水液位及系统影响的分析；循环水泵厂家制定冬季工况处于备用状态时循环水泵的保养措施。

结束语

总之，污水处理是电厂的主要任务，火电厂发电过程需要大量的水资源，循环用水既能够满足用水需求，减少资源浪费，又能够促进运行效率的提高，满足现代社会能源匮乏的需求，在火电厂中加以分析和应用。

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