深圳市能源环保有限公司，广东 深圳 518000
摘要：本文对深圳市东部环保电厂城市再生水回用和厂内中水回用进行研究分析。针对城市再生水水质较好的特点，可不经处理直接使用或混合市政自来水后作为循环冷却水补水；循环水排污水经处理后可全部回用，针对高浊度、高含盐量的水质特点，采用澄清+过滤+超滤+反渗透工艺进行处理。
关键词：中水回用；循环冷却水排污水；超滤；反渗透
引言
为响应国家环保号召，节约水资源,同时减少废水排放，深圳市东部环保电厂积极推动城市再生水回用（城市中水）及厂内中水回用。在工程前期，均已落实到主体工程的初步设计中，但中水回用整体方案仍有改进空间。
一、城市再生水回用
1.水源选择
深圳市东部环保电厂（以下称东部项目）东北侧约2.5公里处有一市政污水处理厂——横岭污水厂，总处理水量60万m3/d。一期工程处理规模为20万m3/d，二期工程处理规模为40万m3/d，出水量稳定。介于东部项目循环冷却水补水量较大且水质要求不高，因此考虑将该城市再生水用作该补水，用水量约为20000m3/天。
目前横岭污水厂一期工程出水相对稳定，水质基本能达到一级A标准，2016年3月出水主要指标平均值基本满足循环冷却水水质的要求，但出水水质具有一定波动性，部分日期仍无法达标。一期工程即将进行水质提标改造，提标改造后出水水质将达到地表水准IV类水标准，出水主要指标基本满足循环冷却水水质的要求，部分指标，如BOD5略微高于敞开式循环冷却水的水质要求。因此，本工程水源考虑横岭污水厂一期出水。
2.水源水质分析
由于水源的各项超标的水质指标会对循环冷却水系统产生负面影响，所以要将水质处理达标后才能使用。各项水质指标对循环水冷却系统的影响如下：
1)悬浮物SS（mg/L）：若冷却水中的悬浮物含量较高，经过循环浓缩后浓度多在30mg/L以上，将会促进微生物繁殖，产生生物粘泥；粘泥与碳酸钙等硬垢混合产生的泥垢混合物，将影响系统换热和缓蚀剂的镀膜过程。此外部分悬浮物可成为钙、镁离子结晶的诱发晶核，促进结垢，吸附药剂，降低药剂的药效。
2)氨氮NH3-N（mg/L）：水中富含的氨氮，将对循环冷却水系统产生多方面的影响：
（1）与HClO反应，降低氯的杀菌效果；增加氯离子含量。
（2）降低pH值，加速磷系缓蚀剂水解，消耗其有效浓度，增加正磷酸盐的浓度，加速磷酸钙垢的生成。
3)无机盐离子：相对于天然水源，污水中腐蚀性和结垢性的无机盐离子浓度更高。Cl-、S042-、NO3-等是极性很强的阴离子，较高的浓度易加剧换热管表面的垢下腐蚀和点蚀，严重时可造成管道穿孔；较高浓度的Ca2+、Mg2+等硬度离子在高碱度下，易产生碳酸钙等硬垢，影响系统换热效率。
4)BOD：水中的BOD过高会导致大量微生物的滋生，普通的微生物过量繁殖易产生污泥大量沉积、水力输送增加等问题。异养菌、铁细菌、硫酸盐还原菌的总数较高，将导致垢下腐蚀、坑蚀、微生物腐蚀等问题。
5)COD：COD一方面起到稳定水质，控制腐蚀的作用，另一方面却促进微生物滋长及腐蚀的产生。考虑浓缩倍率的影响，在循环冷却水的补充水中，COD浓度不宜超过30mg/L。保持冷却水中COD浓度的稳定，可降低其对冷却水系统的影响。
6)磷：磷来源于用水过程中含磷洗涤剂的使用、冷却水的水质稳定剂聚磷酸盐和有机膦酸的水解。磷既是生物过程生长的营养源，促进冷却水系统生物粘泥的产生，又会生成极难去除的磷酸钙垢，堵塞换热管道。
再看横岭污水厂一期实际出水水质及提标改造后水质与循环冷却水水质标准的对比
从实际运行情况看横岭污水厂一期工程运行情况良好，出水达标排放，且出水水质比较稳定，基本可达到循环冷却水水质要求。但是，其中仍有部分日期COD、BOD5、SS、NH3-N不能达到循环冷却水水质要求。横岭污水厂体表改造后的设计水质除BOD高10%，其他均达标。
3. 处理工艺
目前，中水处理工艺常用的方法主要包括：石灰混凝澄清过滤法、磷酸酸处理法、膜处理法(包括微滤、超滤、反渗透、纳滤等)、离子交换和MBR法。中水处理的工艺应根据原水水质，电厂凝汽器管材以及循环冷却水系统对补水的水质要求来选择。
初步设计中选用超滤膜工艺，以去除原水中的悬浮物、胶体及有机污染物。但超滤对COD、BOD、NH3-N的去除效果有限，不能很好的解决这些指标超标的问题。即使增加MBR处理工艺，由于原水有机负荷不高，MBR也无法有效运行。而且原水水质较好，大部分时间水质达标，超滤膜的利用率并不高。
根据将本工程的原水水质（准IV类）及敞开式循环冷却水用水水质标准，如果未来横岭污水厂能稳定达标排放，那么仅有BOD可能超标10%，可不经处理直接补到循环冷却水系统。考虑实际运行时水质存在波动，可将中水和市政自来水混合，将水质稀释达标后补入循环冷却水系统。采用这种方法，不仅节省处理设备的固定投资，还节省用地，别作他用。
二、厂内中水回用
1.现有厂内中水回用设计
1)锅炉补给水系统反渗透反洗水和浓水回用至循环冷却水系统。
2)污水处理站的反渗透产水回用至循环冷却水系统；反渗透浓水用于石灰浆制备。
3)循环冷却水排污水的一部分用于厂内各类冲洗水及石灰浆制备等。
2.循环冷却水排污水回用
按照现行设计，循环冷却水排污水除去直接回用部分，仍有1480m3/d排入市政污水管网，是电厂主要的废水来源，直接排放不仅浪费水资源，而且加重市政污水处理厂的负担。
这部分水经过处理，可回用至循环冷却水系统或锅炉补给水系统，实现循环冷却水废水零排放。同时减少市政自来水的用量，节省水费和排污费。
近年来，循环冷却水排污水的回用已经成为热点，各类新建电厂均在采用，技术十分成熟。
根据循环排污水高浊度、高盐量的水质特点可采用澄清+过滤+超滤+反渗透的处理工艺，设备放置在原市政再生水超滤处理设备的位置。
工艺流程为：循环排污水进入生水池，加药后经提升泵进入机械加速澄清滤池，澄清后进入多介质过滤器，截留大颗粒物质以保护超滤膜，超滤出水经高压泵进入反渗透系统。反渗透浓水用于超滤反冲洗，反冲洗废水可集中与脱酸废水经蒸发工艺处理。
三、结论
东部项目采用横岭污水厂一期出水作为循环冷却水补水水源，无需采用超滤处理工艺，可直接使用或与市政自来水混合稀释后使用。循环冷却水排污水经处理后可全部回用，采用澄清+过滤+超滤+反渗透工艺进行处理
论文作者:林凯
论文发表刊物:《当代电力文化》2019年第03期
论文发表时间:2019/6/17
标签：冷却水论文; 水质论文; 污水论文; 超滤论文; 反渗透论文; 系统论文; 浓度论文; 《当代电力文化》2019年第03期论文;