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摘 要：现如今淡水资源日益紧缺，这使得中水回用日益受到社会各界的关注。火电厂作为用水大户更应该积极对城市中水作为锅炉补给水水源进行研究，这有利于水资源的充分利用。本文先分析了某火电厂为研究对象，对其锅炉补给水预处理系统和技术进行了探究，希望能为相关研究人员提供参考。
关键词：锅炉补给水；预处理系统；技术；优化
中图分类号：TM621.2 文献标识码：A 文章编号：1004-7344（2018）26-0279-01
引 言
城市污水经处理设施深度净化处理后的水（包括污水处理厂深化处理后的水以及建筑物、生活社区的洗浴水、洗菜水等经过处理后的水）统称为“中水”。由于其介于自来水（上水）与排入管道内污水（下水）之间，所以被称为“中水”。将城市中水作为锅炉补给水水源，有利于节约水资源，而锅炉锅炉补给水预处理系统具有重要作用，起应该具有自动化水平高、操作维护方便简单等优点。
1 电厂基本介绍
某电厂有两台350MW超临界机组，采用当地城镇污水处理厂经二级生化处理后的排水作为电厂锅炉补给水水源，这有效遵循了节约用水和减少外排废水的原则。该电厂水处理设施包括大量的系统及设备，以确保水资源来源以及水质的可靠性。
2 锅炉补给水预处理系统方案分析
2.1 给水预处理系统方案要求
该电厂采用海水直流循环水系统，锅炉补给水来源于城市中水。所以，锅炉给水预处理系统方案必须能够有效降低酸碱废水量，为建设一个绿色的火电厂创造条件。首先，根据相关规范要求直流炉要求给水TOC≤200μg/L，另外，根据水质分析报告可知城市中水的含盐量约992mg/L，根据《火力发电厂设计技术规程》规定，“原水含盐量高于400mg/L时，宜采用反渗透预脱盐工艺”。
2.2 带有反渗透预脱盐的后处理技术
目前，可以选用的后处理技术主要包括：一级除盐加混床技术：这是一种传统的离子交换除盐系统，一级除盐通常设计为两列，该技术成熟可靠，运行周期长，但系统过于复杂，占地面积大，投资高。混床技术：作为反渗透的后续处理技术，由于该电厂原水含盐量高，混床运行周期短且再生酸碱耗高，所以不经济，因此，该系统不考虑混床技术。
2.3 系统方案的分析
2.3.1 二级反渗透+电除盐（EDI）系统方案
一级反渗透高压泵→一级反渗透装置→一级反渗透水池→二级反渗透高压泵→二级反渗透装置→二级反渗透水池→EDI给水泵→EDI装置→除盐水箱。
（1）反渗透系统
反渗透的原理是在外加压力推动下，溶液中的水能透过反渗透膜而获取淡水。反渗透系统通常包括保安过滤器、高压泵、反渗透组件及控制仪表等组成部分。其主要性能参数是产水量、回收率、脱盐率等。为了保证反渗透装置的正常运行，在运行中要严格控制系统的操作压力、进水水质、进出水流量等。
（2）电除盐技术
电除盐技术是电渗析技术（ED）和离子交换技术（DI）的有机结合。其既可以克服了电渗析技术不能深度脱盐的缺点，又能弥补离子交换技术不能连续工作、需消耗酸碱再生的不足，将离子交换、离子迁移、树脂再生有效地融为一起，达到连续除盐和连续再生的目的。
2.3.2 反渗透+一级除盐+混床系统方案
（1）系统流程
反渗透给水水泵→保安过滤器→一级反渗透高压泵→一级反渗透装置→一级反渗透水池→一级反渗透产水泵→阳床→除碳器→中间水泵→阴床→混床→除盐水箱。
（2）除盐系统
反渗透系统出水进入离子交换除盐系统，一级除盐部分采用单元制，共设两列，正常时，一列运行，一列备用。混床采用并联，除盐系统再生用盐酸和氢氧化钠再生，设有酸碱贮存、酸碱计量及废水中和等辅助系统。
3 方案技术经济比较
3.1 方案技术性比较
EDI除盐率达99%，通常电导率<0.15us/cm，SiO2<15ug/l，根据相关标准可知锅炉给水的TOC要求≤200ug/l，在TOC的去除方面，EDI明显优于反渗透+一级除盐+混床系统方案。离子交换系统技术成熟可靠，运行周期长，但系统较为复杂，附属系统多，占地空间较大。所以，该系统将二级反渗透+电除盐（EDI）系统方案作为推荐方案。
3.2 工艺系统以及废水处理效果比较
EDI方案工艺系统连接简单，自动化程度高，运行操作方便，产水连续不间断，配套附属设施少；而第二种方案运行不连续，需反复停运再生；EDI方案中的EDI浓水、二级反渗透浓水直接返回至一级反渗透进口，一级反渗透浓水可直接压力排放至脱硫系统再利用，所以，EDI方案无需废水处理，环保效益好。
4 系统优化
4.1 加强给水预处理系统的运行管理
我国反渗透系统出现运行故障，85%以上是因为给水预处理方面引起的。现阶段，电厂的反渗透系统运行效果良好，膜性能没有明显变化，但是从长期安全运行的角度考虑，给水预处理系统还应加强对有机物和氨氮的处理，严格控制反渗透的进水水质，加强运行管理。相关人员应定期更换保安过滤器的滤芯，根据水质情况及时调整还原剂、阻垢剂及非氧化性杀菌剂加药量，以控制反渗透进水余氯，防止反渗透膜结垢，抑制微生物滋生。此外，还要定期对系统的反渗透装置进行维护性的化学清洗，以消除各种微量有机物、无机物对膜的污染，延长反渗透膜的使用寿命。
4.2 加强对有机物和氨氮的处理
要想有效减少由于有机物和氨氮过高造成的微生物滋生、设备腐蚀、膜污染等造成的不利影响，通常需要相关人员对中水进行生化处理，通常以曝气生物滤池（BAF）居多，其突出特点是在一级强化处理的基础上将生物氧化和截留悬浮物结合在一起，能有效去除水中的有机物、悬浮物、氨氮等污染物。相关研究人员应用BAF-混凝-沉淀-过滤工艺对城市污水处理厂二级出水进行处理，结果表明：该组合工艺对CODcr、NH3-N、TP的去除率分别为49.9%、96.2%、92.0%。由此可见，预处理工艺增加BAF后，可以有效降低水中的有机物和氨氮含量，也能确保反渗透稳定可靠的进水水质，有利于延长锅炉给水预处理系统的使用寿命。
5 结束语
总而言之，将城市中水应用于火电厂锅炉中，能够有效扩大中水回用规模、减少污水排放量，而且也能保障火电厂锅炉原水水质的质量，提供充足的水源，有利于实现巨大的经济、社会和环境效益。
参考文献
[1]杨 硕.电厂锅炉补给水处理系统优化研究[J].工业，2017（2）：285～286.
[2]郭孝臣，葛胜仓.锅炉补给水系统的异常分析及处理方法[C].吉林省科學技术学术年会.2014.
收稿日期：2018-8-2
关键词：锅炉补给水；预处理系统；技术；优化
中图分类号：TM621.2 文献标识码：A 文章编号：1004-7344（2018）26-0279-01
引 言
城市污水经处理设施深度净化处理后的水（包括污水处理厂深化处理后的水以及建筑物、生活社区的洗浴水、洗菜水等经过处理后的水）统称为“中水”。由于其介于自来水（上水）与排入管道内污水（下水）之间，所以被称为“中水”。将城市中水作为锅炉补给水水源，有利于节约水资源，而锅炉锅炉补给水预处理系统具有重要作用，起应该具有自动化水平高、操作维护方便简单等优点。
1 电厂基本介绍
某电厂有两台350MW超临界机组，采用当地城镇污水处理厂经二级生化处理后的排水作为电厂锅炉补给水水源，这有效遵循了节约用水和减少外排废水的原则。该电厂水处理设施包括大量的系统及设备，以确保水资源来源以及水质的可靠性。
2 锅炉补给水预处理系统方案分析
2.1 给水预处理系统方案要求
该电厂采用海水直流循环水系统，锅炉补给水来源于城市中水。所以，锅炉给水预处理系统方案必须能够有效降低酸碱废水量，为建设一个绿色的火电厂创造条件。首先，根据相关规范要求直流炉要求给水TOC≤200μg/L，另外，根据水质分析报告可知城市中水的含盐量约992mg/L，根据《火力发电厂设计技术规程》规定，“原水含盐量高于400mg/L时，宜采用反渗透预脱盐工艺”。
2.2 带有反渗透预脱盐的后处理技术
目前，可以选用的后处理技术主要包括：一级除盐加混床技术：这是一种传统的离子交换除盐系统，一级除盐通常设计为两列，该技术成熟可靠，运行周期长，但系统过于复杂，占地面积大，投资高。混床技术：作为反渗透的后续处理技术，由于该电厂原水含盐量高，混床运行周期短且再生酸碱耗高，所以不经济，因此，该系统不考虑混床技术。
2.3 系统方案的分析
2.3.1 二级反渗透+电除盐（EDI）系统方案
一级反渗透高压泵→一级反渗透装置→一级反渗透水池→二级反渗透高压泵→二级反渗透装置→二级反渗透水池→EDI给水泵→EDI装置→除盐水箱。
（1）反渗透系统
反渗透的原理是在外加压力推动下，溶液中的水能透过反渗透膜而获取淡水。反渗透系统通常包括保安过滤器、高压泵、反渗透组件及控制仪表等组成部分。其主要性能参数是产水量、回收率、脱盐率等。为了保证反渗透装置的正常运行，在运行中要严格控制系统的操作压力、进水水质、进出水流量等。
（2）电除盐技术
电除盐技术是电渗析技术（ED）和离子交换技术（DI）的有机结合。其既可以克服了电渗析技术不能深度脱盐的缺点，又能弥补离子交换技术不能连续工作、需消耗酸碱再生的不足，将离子交换、离子迁移、树脂再生有效地融为一起，达到连续除盐和连续再生的目的。
2.3.2 反渗透+一级除盐+混床系统方案
（1）系统流程
反渗透给水水泵→保安过滤器→一级反渗透高压泵→一级反渗透装置→一级反渗透水池→一级反渗透产水泵→阳床→除碳器→中间水泵→阴床→混床→除盐水箱。
（2）除盐系统
反渗透系统出水进入离子交换除盐系统，一级除盐部分采用单元制，共设两列，正常时，一列运行，一列备用。混床采用并联，除盐系统再生用盐酸和氢氧化钠再生，设有酸碱贮存、酸碱计量及废水中和等辅助系统。
3 方案技术经济比较
3.1 方案技术性比较
EDI除盐率达99%，通常电导率<0.15us/cm，SiO2<15ug/l，根据相关标准可知锅炉给水的TOC要求≤200ug/l，在TOC的去除方面，EDI明显优于反渗透+一级除盐+混床系统方案。离子交换系统技术成熟可靠，运行周期长，但系统较为复杂，附属系统多，占地空间较大。所以，该系统将二级反渗透+电除盐（EDI）系统方案作为推荐方案。
3.2 工艺系统以及废水处理效果比较
EDI方案工艺系统连接简单，自动化程度高，运行操作方便，产水连续不间断，配套附属设施少；而第二种方案运行不连续，需反复停运再生；EDI方案中的EDI浓水、二级反渗透浓水直接返回至一级反渗透进口，一级反渗透浓水可直接压力排放至脱硫系统再利用，所以，EDI方案无需废水处理，环保效益好。
4 系统优化
4.1 加强给水预处理系统的运行管理
我国反渗透系统出现运行故障，85%以上是因为给水预处理方面引起的。现阶段，电厂的反渗透系统运行效果良好，膜性能没有明显变化，但是从长期安全运行的角度考虑，给水预处理系统还应加强对有机物和氨氮的处理，严格控制反渗透的进水水质，加强运行管理。相关人员应定期更换保安过滤器的滤芯，根据水质情况及时调整还原剂、阻垢剂及非氧化性杀菌剂加药量，以控制反渗透进水余氯，防止反渗透膜结垢，抑制微生物滋生。此外，还要定期对系统的反渗透装置进行维护性的化学清洗，以消除各种微量有机物、无机物对膜的污染，延长反渗透膜的使用寿命。
4.2 加强对有机物和氨氮的处理
要想有效减少由于有机物和氨氮过高造成的微生物滋生、设备腐蚀、膜污染等造成的不利影响，通常需要相关人员对中水进行生化处理，通常以曝气生物滤池（BAF）居多，其突出特点是在一级强化处理的基础上将生物氧化和截留悬浮物结合在一起，能有效去除水中的有机物、悬浮物、氨氮等污染物。相关研究人员应用BAF-混凝-沉淀-过滤工艺对城市污水处理厂二级出水进行处理，结果表明：该组合工艺对CODcr、NH3-N、TP的去除率分别为49.9%、96.2%、92.0%。由此可见，预处理工艺增加BAF后，可以有效降低水中的有机物和氨氮含量，也能确保反渗透稳定可靠的进水水质，有利于延长锅炉给水预处理系统的使用寿命。
5 结束语
总而言之，将城市中水应用于火电厂锅炉中，能够有效扩大中水回用规模、减少污水排放量，而且也能保障火电厂锅炉原水水质的质量，提供充足的水源，有利于实现巨大的经济、社会和环境效益。
参考文献
[1]杨 硕.电厂锅炉补给水处理系统优化研究[J].工业，2017（2）：285～286.
[2]郭孝臣，葛胜仓.锅炉补给水系统的异常分析及处理方法[C].吉林省科學技术学术年会.2014.
收稿日期：2018-8-2