【摘要】隨著我國電力工業(yè)的不斷發(fā)展，水資源污染狀況不斷加劇，發(fā)電廠工業(yè)水處理技術的研究和應用成了當務之急，如何在電力企業(yè)技術、資金、水源等條件的制約下，選擇滿足國家節(jié)能減排要求的最佳水處理工藝，成為了目前諸多電廠所面臨的實際問題。文章以某電廠水處理工藝為研究對象，分析其在原有水處理工藝的基礎上如何選擇技術上可靠、經濟上合理的水處理新技術，可為類似水處理工程的實踐提供參考。

【關鍵詞】發(fā)電廠；水處理

1.工程概況

火電廠鍋爐補給水處理工藝效率的好壞直接影響著電廠的安全生產，目前我公司某電廠的鍋爐補給水處理采用的是傳統(tǒng)的離子交換工藝，隨著發(fā)電量的增加，經過多年的運行，設備超期限服役、老化現(xiàn)象嚴重，諸多的弊端都暴露出來了，并已影響到了電廠安全生產，該電廠如今急需在現(xiàn)有的水處理系統(tǒng)基礎上應用經濟、合理的新工藝，以滿足電廠安全生產需要。

該電廠水處理工藝所采用的離子交換法是比較成熟的水處理工藝，該水處理系統(tǒng)初始設計時，根據(jù)源水水質情況，分別配置了多介質過濾器、陽離子交換器、除碳器、陰離子交換器以及混合離子交換器，同時配合有加藥裝置、樹脂反洗和再生裝置。

預處理裝置為多介質機械過濾器，是去除懸浮固體比較常用和有效的方法，上層填料為無煙煤，下層填料為石英砂，其過濾原理為深層過濾。

一級除鹽裝置為陽離子交換器和陰離子交換器，離子交換法為化學除鹽處理方法，原水在流經陽、陰離子交換樹脂床時，水中所含的各種離子與離子交換樹脂進行離子交換反應而被除去，從而制得除鹽水。當樹脂達到吸附飽和時，需要停機進行再生，啟用備用床制水，再生的同時需要消耗大量的水和酸堿再生劑，廢液排放的量一般相當于其處理水量的15%左右。

二級除鹽裝置為混合離子交換器?；旌想x子交換器是將陰陽樹脂同時裝填在一個樹脂床中，當經過一級除鹽裝置處理后的水在流經混合離子交換樹脂床時，水中所含的各種殘余離子與陰陽離子交換樹脂分別進行離子交換反應而被除去，從而制得符合要求的除鹽水。當樹脂達到吸附飽和時，同樣需要停機進行再生，啟用備用床制水。

該水處理系統(tǒng)運行初期能夠滿足正常生產需要，但隨著時間的推移，該系統(tǒng)各種弊端逐漸暴露出來，主要體現(xiàn)在以下幾個方面：①產水水質波動較大，并且呈逐漸上升態(tài)勢，影響電廠的安全生產；②樹脂再生周期越來越短，再生用酸堿消耗量越來越多，噸水成本不斷提高；③由于樹脂的再生周期越來越短，操作工人的再生操作越來越頻繁，員工勞動強度加大；④水處理系統(tǒng)的排污水水量和污染物含量呈逐年升高趨勢，排污水指標值已不能滿足環(huán)保部門要求。因此，結合電廠實際情況，需采用新的污水處理技術。

2.水處理技術應用

根據(jù)電廠鍋爐補給水處理工藝的發(fā)展動向及電廠水處理工藝現(xiàn)狀，在調查研究的基礎上，結合該電廠實際，制定了以下三種水處理工藝。

2.1 方案一：全離子交換工藝

在充分利原有水處理裝置的基礎上，增加活性碳過濾器。該設計方案中預處理工藝由多介質過濾器、活性炭過濾器、精濾器組成。一級除鹽系統(tǒng)由強酸H+離子交換器和強堿OH-離子交換器組成，精除鹽系統(tǒng)由混合離子交換器組成。

2.2 方案二：反滲透+離子交換工藝

充分利用反滲透裝置的高效脫鹽效率，再利用混合離子交換器的徹底脫除殘余離子特性，二者相結合，這也是目前國內污水處理應用較為廣泛的工藝，其優(yōu)點是造價適中，缺點是仍然有再生酸堿廢液的排放，環(huán)保性差。

2.3 方案三：電除鹽工藝

由超濾做預處理，反滲透做一級除鹽，連續(xù)電除鹽（EDI）做精除鹽，這是目前較為先進的除鹽工藝。整個處理工藝均沒有酸堿再生過程，是最為環(huán)保和高效的水處理工藝，自動化程度高，水質穩(wěn)定，工人的勞動強度極低，占地少，唯一的缺點就是設備造價較高。

電除鹽水處理工藝是指整個系統(tǒng)水凈化的任務由膜組件來完成，它主要包括超濾（UF）、反滲透（RO）、連續(xù)電除鹽（EDI）三大核心設備。

超濾是通過篩分原理，去除水中的懸浮物，過程中無反應，無物質變化，出水好于傳統(tǒng)的多介質過濾。即使在水源水質發(fā)生波動時仍可保證較好的出水水質，確保了反滲透的正常運行。

反滲透是在壓力驅動下，通過離子的選擇作用去除原水的無機鹽。此過程無化學反應產生，對環(huán)境不產生負面影響。

EDI是在電壓驅動下，通過離子膜的選擇透過作用，去除水中的微量離子，使水中電導率達到14MΩ·cm，可代替混床離子交換器，EDI無再生過程，工藝過程中酸堿廢水的捧放為零。

超濾、反滲透、EDI三種工藝均不發(fā)生化學反應，因此在電除鹽水處理工藝中產水的濃水或反洗水均可進行回收。

3.三種設計方案的選擇應用

在制定出以上三種水處理工藝后，需要進行綜合性的比較，以選擇最優(yōu)的方案。

3.1 方案二和方案三比選

方案二反滲透+離子交換工藝和方案三電除鹽工藝兩種水處理工藝，技術均可行、工藝成熟，出水水質都能滿足電廠鍋爐補給水水質要求。

3.1.1 方案三特點

電除鹽工藝出水水質好，出水電導率可達0.1us/cm（25℃）；水處理系統(tǒng)自動化程度高，維護工作量??；全膜處理無酸堿廢水排放，符合環(huán)保政策的要求；占地面積??；總投資略高于方案二；EDI對進水水質要求高，當水源水質變化幅度大時（例如城市中水），其他各級處理可能不滿足EDI進水要求，從而影響出水水質。

3.1.2 方案二特點

反滲透+離子交換工藝對進水的水質要求較低，適用范圍廣；出水水質可滿足電導率≤0.2us/cm（25℃）要求；總投資而低于方案一；由于采用反滲透預脫鹽，可使離子交換器的運行周期更加延長；雖然比單純離子交換處理方案減少了酸堿廢水量，但是由于水處理容量特別大，因此酸堿廢水總量仍相當大，不符合環(huán)保政策的要求；占地面積大，與方案三相比，占地面積增加約50%。

3.1.3 運行管理比較

方案三電除鹽工藝系統(tǒng)簡單，運行操作方便，故障率低，設備投入和程控率高；方案二反滲透+離子交換工藝系統(tǒng)較復雜，運行操作點數(shù)多，故障率相對較高，設備投入和程控率相對較低。

方案三電除鹽工藝與方案二反滲透+離子交換工藝相比較，由于膜過濾的可靠性和固定性，方案三的調試時間短，成功率高；顆粒狀介質需在被過濾水水量穩(wěn)定、藥劑加入量和反應時間恰到好處時才能發(fā)揮最大的效果。方案二的調試時間長，出水達到設定值投入的人力物力多。

方案三中，超濾、反滲透、EDI都是模塊化設計，當其中的某個模塊出現(xiàn)故障需要維修或更換時，只需臨時停機、移除問題膜、更換新膜即可。整個過程時間短，勞動強度小；而方案二中，各處理裝置多為填料型濾材，當出現(xiàn)故障需要更換濾材時，由于介質數(shù)量多且易分散，現(xiàn)場勞動強度很大，并且停機檢修時間較長。現(xiàn)代水處理技術的發(fā)展，使得水處理系統(tǒng)對進水水質的依賴越來越小，出水水質越來越好，在運行上更為可靠，管理上更為簡便，雖然方案二比方案三投資低，但方案三出水水質好，維護工作量很小，無酸堿廢水排放，符合環(huán)保及可持續(xù)發(fā)展要求，因此方案三具有明顯的綜合優(yōu)勢。

3.2 方案一和方案三比較

方案一全離子交換工藝和電除鹽工藝相比，無論是自動化水平，還是水利用效率，以及環(huán)境影響程度方面，都明顯差于第三種方案。

綜上所述，通過對三種設計方案的比選，方案三優(yōu)于方案一和方案二，因此推薦應用方案三作為此次水處理工藝的技術方案。

4.結語

本文從電廠水處理工藝現(xiàn)狀入手，設計了三種水處理方案，并進行了詳細的比選，最終確定最佳方案。而實際證明，該方案的實施，實現(xiàn)了出水水質好、運行成本低、自動化程度高、節(jié)能減排等最終目標，為類似水處理技術的應用提供了參考。

參考文獻

[1]柏青，陳志和.熱力發(fā)電廠水處理[M].北京：中國電力出版社，2009.

作者簡介：賈妍（1973—），助理工程師，主要研究方向：電廠化學。