摘要：以陕西某电厂为例，介绍了城市中水经石灰软化澄清、重力式过滤器过滤，再经超滤反渗透系统实现电厂分质供水，满足不同水质要求的方案，论述了中水回用于电厂分质供水技术的特点，分析了应用后的经济和社会效益，供处理同类问题时参考。
关键词：高通量超滤；低滤速单层过滤；双重过滤；分质供水；城市再生水
0引言
世界经济在飞速发展，人类对淡水资源的需求也在不断增长，但全球仍存在对淡水资源的不合理开发和利用，导致很多国家和地区出现不同程度的缺水问题，水资源的合理利用是目前我国环保产业的重要任务之一。城市中水回用，与开发其它水资源相比，在经济上优势明显。
城市污水主要包括生活污水和工业污水，经适当处理达到一定的水质指标后，满足某种使用要求，可以进行有益回用的水称为“中水”。目前城镇污水经再生处理，其70%可安全回用于工业冷却、园林绿化等杂用。
城市污水经常规二级处理后，水中有机物和氨氮含量等水质标准还不能完全满足工业用水的水质要求，必须借助各种深度处理技术来进行进一步净化。城市中水深度处理回用技术在严重缺水地区和经济发达国家已成功应用多年，研究成果颇丰，特别是加拿大和美国，多数火力发电厂都采用市政污水处理厂处理后的出水再经深度处理后作为电厂的水源，在此领域技术领先，近年来，其工艺技术也在不断改进。
我国在城市污水回用方面的研究起步较晚，目前，很多企业在积极开展这方面的研究，寻求适用于我国国情和现状的经济、合理的新工艺技术。作为用水大户的火电行业，合理利用水资源以保证本行业的可持续发展性成了必须要面对和解决的问题。火力发电厂采用中水回用作水源是缓解淡水资源短缺的重要方法，更深入的研究和开发中水回用处理技术，能大幅减少火力发电厂对自然水的需求量，同时消减对水环境的污染负荷，减弱对水循环的干扰，确保了维持了健康的水循环。因此，火力发电厂采用中水作为水源，具有极其重要的意义。同时火电厂不同的系统对水质的要求指标也不尽相同，实现分质供水实现了最大化的节约成本。
1电厂情况概述
陕西某电厂建设规模为2×350MW热电联产、超临界空冷燃煤机组，电厂水源采用城市污水处理厂的未经深度处理的中水，电厂补水需求主要有辅机循环冷却水补充水、热网补充水、锅炉补给水。
2系统方案
该项目采用城市污水处理厂中水作为电厂水源，水质符合《城镇污水处理厂污染物排放标准》GB18918-2002一级B标准，经石灰软化澄清过滤处理工艺，重力式过滤器出水（完成一次过滤）作为电厂辅机循环冷却水补充水和锅炉补给水系统补充水源。
锅炉补给水处理系统设计采用“超滤+反渗透+一级除盐+混床处理”工艺，反渗透产水（完成二次过滤）一部分用于热网补充水，另一部分做深度除盐作为锅炉补给水。
主要工艺流程如下：
中水深度处理系统：
助凝剂、凝聚剂、杀菌剂 Ca(OH)2 H2SO4
↓ ↓ ↓
城市再生水 ——→ 石灰澄清池 ——→ 单室过滤器→清水池
→辅机循环冷却水补充水泵（锅炉补给水清水泵）→辅机循环冷却水前池（主厂房生水加热器）
锅炉补给水处理系统：
经石灰深度处理系统的城市再生水→锅炉补给水清水泵→混合式加热器→超滤装置→超滤产水储水箱→超滤产水升压泵→反渗透保安过滤器→高压泵→反渗透装置→反渗透产水储水箱→淡水泵→逆流再生阳离子交换器→除碳器→中间水箱→中间水泵→逆流再生阴离子交换器→混合离子交换器→除盐水箱→除盐水泵→主厂房。
3技术特点
中水经石灰澄清过滤处理后，硬度降低、胶体显著减少，过滤水主要用于锅炉补给水预脱盐水源和辅机循环水补充水。过滤水经过超滤反渗透处理后，含盐量降低96%以上，反渗透产水主要用于锅炉补给水深度除盐系统水源和热网补充水。
本项目中水回用系统的特点：
（1）采用低滤速单层过滤，保证出水水质。。
中水采用石灰澄清+单室过滤器组合工艺，单室过滤器选用低滤速（6.6m/h），出水水质浊度≤3NTU，作为锅炉补给水深度除盐系统水源和热网补充水。
（2）超滤膜选型
采用压力式超滤，膜型号为UNA-620A，膜材料为PVDF，具有以下几个方面优势：
采用的超滤膜材质为PVDF，可采用强空气吹扫和强化学氧化剂清洗，应用于高污染水质优势明显。
0.1微米海绵状均一孔径结构，断丝率低。
该膜能进行各种有效清洗，抗污染负荷能力高，高通量（90LMH）模式运行，使用寿命长，节约占地和投资。
（3）采用城市中水作为火力发电厂用水水源
采用城市中水作为火力发电厂的用水水源，既响应了国家节约型社会的号召，同时保护自然水资源。
（4）采用多系统联合技术进行分质供水
单室过滤器出水作为电厂辅机循环冷却水补充水和锅炉补给水系统补充水源。反渗透产水作为电厂热网补充水和锅炉补给水的水源。采用多系统联合技术进行分质供水，便于管理，部分设备公用设置，节约占地。
（5）节约费用，减少淡水资源的使用量
采用双重过滤处理，保证电厂各个供水系统水质的安全可靠，可节省新鲜水取水量约390万吨（年运行小时按6500小时计）。
4项目实施情况及经济效益分析
4.1设备参数
4.1.1石灰澄清池设计参数：
数量：2座
型式：混凝土
出力：320～800m3/h
外型尺寸：φ18m
4.1.2重力式过滤器
数量：3台
型式：立式圆筒
出力：300m3/h
容积：DN7600mm
滤料型式：石英砂
滤料高度：900mm
4.1.3超滤系统
超滤膜元件选用UNA-620A型产品。
超滤装置设计3个系列，单列出力134m3/h；单列可单独运行，也可同时运行，134m3/h组装于一个框架之上。
膜元件总数量：96支
膜孔径： 0.1μm
设计通量：84L/m2h （净产水）
过滤面积：50m2 /支
膜材质：膜壳ABS，膜丝PVDF
单根膜件出力：4.81m3/h支
单套最大出力：154m3/h
工作压力： 0.05～0.2MPa
pH范围： 1～14
最高进水温度：40℃
最大进水压力：0.3MPa
4.1.4反渗透系统
反渗透装置设计3个系列，单列出力100m3/h；单列可单独运行，也可同时运行，100m3/h组装于一个框架之上。
膜元件选用涡卷式反渗透膜AG8040F-400LF。
反渗透膜组件的级、段排列组合采用一级二段方式，采用6芯压力容器，单套反渗透采用16：8排列。
材料：聚酰胺复合膜
膜元件总数量：144（单套）
设计通量：18.68L/m2h （净产水）
过滤面积：37m2 /支
单支膜产水量：0.694m3/h
系统脱盐率：98%
4.2运行情况
中水深度处理系统实际运行指标：单室过滤器出力2×300m3/h，浊度≤3NTU；
锅炉补给水预处理系统运行指标：超滤系统出力3×134m3/h，浊度<0.2NTU；反渗透出力3×100m3/h，脱盐率≥98%，水的回收率：≥60-80%。
超滤装置：
反渗透装置：
4.3经济效益分析
中水回用用作锅炉补给水水源和辅机冷却补充水的水量为600m3/h，电厂年运行小时按6500小时计算，中水水量为：6006500=390万吨/年（水价按1.2元/m3计算），采用地表水（水价按3元/m3计算），锅炉补给水每年节省费用：390万吨/年×（3-1.2）元/立方米=702万元，实际节省新鲜水（地表水）的取水费用为702万。
5结束语
作为工业用水大户的火力发电行业，其用水量占全国工业用水量很大比例，合理对城市中水进行回用，能很大程度上缓解我国的淡水资源短缺的问题，同时将促进我国城市中水回用市场的快速发展。如何能提高中水回用的效率、减少各种废水的排放，既响应国家节能、环保的要求，又提高电厂的经济效益，对保障我国经济的可持续发展有着十分重要的意义。
参考文献：
DL5068-2014《发电厂化学设计规范》[S]
作者简介：
侯俊国（1974－），男，山西省繁峙县人，汉族，工程师，大本学历，从事水处理项目管理方面的工作。
吴溪（1982－），女，辽宁本溪人，汉族，高级工程师，工学硕士，从事水处理技术方面的工作。
论文作者:侯俊国,吴溪
论文发表刊物:《电力设备》2018年第17期
论文发表时间:2018/10/22
标签：反渗透论文; 超滤论文; 电厂论文; 水源论文; 锅炉论文; 系统论文; 城市论文; 《电力设备》2018年第17期论文;