摘要：由于循环冷却水不断浓缩，其水质会逐渐变差，往往导致系统内出现微生物繁殖、结垢和腐蚀。为了防止水质无限制地恶化，一方面必须排放部分浓水补充净水，另一方面必须进行杀生、防垢和防腐处理。目前，普遍采用投加化学药剂的方法来控制循环冷却水品质，该方法存在药剂费用高、浓缩倍数低、容易造成二次污染等问题。
关键词：电厂；循环冷却水；浓缩倍率；脱盐
引言
电厂循环冷却系统作为最有节水潜力的部门，其循环冷却水的处理是实现电厂节水减排的关键。基于此，从提高循环浓缩倍率和排污水回用两方面综述电厂循环冷却水研究进展，对提高循环冷却水浓缩倍率方法和其排污水的脱盐技术进行归纳，分析了现有技术的优缺点、应用现状和相关实验研究进展。并对技术发展方向进行了展望:研发抗污染、通量大的膜材料，更高效的预处理过程，绿色高效的电化学技术以及不同技术的组合优化将是电厂循环冷却排污水处理的研究方向。
1概述
火力发电厂是重要的工业用水大户。凝汽器循环冷却水的用水量占整个发电厂用水量的70%以上。所以,对循环冷却水进行脱盐处理,对节约水资源和提高循环冷却水水质起着重要作用。2015年4月，国务院颁布了“水污染防治行动计划”，也被称为“水十条”。国家强化了工业节水和排水管控力度，水污染的防治也一度成为限制工业发展的首要问题，迫使人们进一步探索节水和减少污染排放的水处理技术。其中，电厂用水量占总工业用水量的20%左右，其循环冷却水系统需消耗60%至80%的水量。那么，要从根本上实现电厂废水的零排放，电厂的水处理工作重点应放在循环冷却水系统的优化与改进方面，尽可能提高浓缩倍率，减少循环冷却水的排放，同时有效地完成污水的脱盐和再利用。然而，过高的浓缩系数会加重结垢和腐蚀现象，这也对循环冷却水处理技术提出了更严格的要求。
2电厂循环冷却水处理技术
2.1提高浓缩倍率
循环冷却水的浓缩倍率是指其所含盐量与所需补充水的盐含量之比，其作为一个关键的指标来衡量工业循环冷却水的利用情况。浓缩倍率值越大，意味着循环的次数就越多，所需补充的水量就越少。所以，提高浓缩倍率对节水减排的实现有良好的促进效果，在保证水资源节约的同时，带来了巨大的经济与社会效益。电厂循环冷却水高浓缩倍率运行的实现已成为水处理技术发展亟待解决的问题。提高循环水浓缩倍率的传统方法存在一定的缺点:一方面是高浓缩倍数会使循环水含盐量过高，从而引起凝汽器发生腐蚀和结垢等问题;另一方面，循环冷却补充水的水质要求很高。目前，电厂普遍采用的方法主要分为两大类:化学方法和物理方法。相关研究表明，浓缩倍率的提高可以有效地减少循环冷却水系统排放的污水量。其中，化学法包括加水稳剂、加酸加阻垢剂、弱酸树脂交换法等;物理法包括磁化水处理、静电水处理等。传统的阻垢处理法是现有技术条件下最为简单和可靠的提高浓缩倍率的方法，其需要向水中添加阻垢剂以达到阻垢的目的。但阻垢剂的大量使用将会导致二次污染严重和发电成本增加。目前，复合物理阻垢法的研发已成为现代水处理技术的热门研究方向之一。水稳定剂法是提高严重缺水地区废水浓缩倍率和零排放的必不可少的方法，结合酸和阻垢剂，可减少阻垢剂用量，适用于南方和沿海城市的低硬度和低碱度;弱酸树脂交换法因对进水水质要求高且再生成本高，限制了其使用范围，可作为末级水处理设备;电磁阻垢技术虽有无毒无污染、操作简便的优势，以及一些实际应用，但在其机理和阻垢效果方面仍然需要进一步的研究，可辅助化学药剂与其他技术联合使用。
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2.2电厂循环水排污水的脱盐技术
2.2.1超滤-反渗透
超滤膜是具有机械筛选功能的选择性透过膜。其膜的孔径为0.002～0.010μm，可有效拦截废水中的病毒病原体、颗粒、胶体、油脂和大分子。因为超滤只能去除有机大分子物质，所以使用超滤的方法对废水进行预处理。并将其与反渗透技术联用来保证反渗透膜的进水水质要求。反渗透是将外加压力作用在选择透过性膜上从而达到脱盐的方法。由于它与自然渗透的方向相反，因此被称为“反渗透”。随着膜技术的不断成熟以及膜制作成本的降低，许多企业开始关注循环冷却排污水脱盐回用问题，但目前我国并没有大规模脱盐回用的工程应用实例，仅有少数针对特定水质的示范性工程项目。苏金坡根据山西河津电厂循环冷却水的水质情况，采用了超滤与反渗透联合处理的工艺。试验结果表明，使用HYDＲAcap60超滤膜对该电厂循环水中的悬浮物和胶体有良好的去除效率，在保证水质和水量的同时，满足反渗透的进水要求。当反渗透给水的pH值在7.0～7.5之间，PTP-0100阻垢剂的量为4～5mg/L时，回用率最高可达60%。该工艺显示出较好的经济和环境效益，但中试实验中缺乏温度对超滤膜、反渗透膜产水水质、水量的影响探究，其深海水淡化系统应根据离子交换的实际情况进行调整。
2.2.2膜蒸馏
膜蒸馏是将疏水性微孔膜用作介质，蒸气压差用作驱动力来分离含有非挥发性溶质水溶液的一种膜分离技术。相比于其他方式，膜蒸馏具有更高的分离效率，相对简单的操作条件和低的膜机械性能要求。在60℃的进料侧温度的浓缩过程下，得到约30L/(m2•h)的渗透通量和大于99.95%的脱盐率。对含有硅酸盐的模拟液，在浓缩倍率为3.2～5.0之间时，会在膜上产生不溶性碳酸钙垢。添加防垢剂后浓缩倍数可提高至8.0，相应的水回收率提高至约87%。可以看出膜蒸馏技术对于电厂循环冷却排污水的脱盐及回用具有可行性。
2.2.3电吸附
电吸附技术是近几年来流行的应用于水溶液脱盐的技术。电吸附的原理是利用水中的离子和带电粒子容易被带电电极的吸收的特性，使其富集浓缩在电极表面，以实现水净化/淡化。电吸附脱盐的原理如图5所示。此外，电吸附技术对进水水质的适应性强，运行过程主要利用电能驱动，对化学药剂的消耗少，设备简单，后期的操作维护也方便。
2.2.4电化学处理技术
电化学法也可以实现对电厂循环冷却水排污水处理，其对污垢物质和生物粘泥的处理取得了良好的效果。电化学循环水处理技术主要采用电化学反应，电化学氧化水中的有机和无机污染物。电化学循环水处理技术具有不污染环境、能耗低、排污量少，阻垢除垢、防腐蚀和杀菌灭藻效果好等优点，电化学水处理器的成功应用显示出该技术的优势和处理效果，既节省了45%的用水量和可观的药剂费用，又能满足环保指标要求。随着清洁生产、节能减排以及环保指标要求的提高，电化学水处理技术将成为化工企业循环水系统的优先选择。
结语
以高效、经济、绿色无污染为目标，结合排污水自身的水质、现有的设备情况和所需回水用途等因素，来选择适合的循环水处理工艺。利用以上几种技术对循环冷却水进行脱盐处理,对控制循环冷却水水质,防止凝汽器腐蚀、结垢,确保机组安全经济有着良好的效果。注重技术和工艺运行实践研究,可改进运行工况,延长设备运行周期,更好发挥系统作用,取得更大的经济效益和社会效益。
参考文献
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论文作者:吴仲涛
论文发表刊物:《基层建设》2019年第18期
论文发表时间:2019/10/15
标签：冷却水论文; 脱盐论文; 倍率论文; 电厂论文; 水质论文; 技术论文; 电化学论文; 《基层建设》2019年第18期论文;