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河南省电力勘测设计院 河南郑州
摘要：由于近年来水资源短缺及水污染严重，为节约用水，合理开发利用水资源，电厂锅炉补给水水源采用循环水排污水。本文介绍了反渗透主要原理及发展，国内大型机组锅炉补给水水源为经石灰软化处理后的循环水排污水情况下，采用的不同处理工艺的经济技术对比以及反渗透在此种水源运行中出现的主要问题及解决办法。
关键词：反渗透；电厂锅炉；水处理；经石灰软化处理后的循环水排污水
1.概述
技术上可行的锅炉补给水处理系统方案有多种，通过技术经济比较，选择技术可行、经济合理、节约用水、保护环境，水质适应性更广的锅炉补给水系统是必须的。反渗透水处理技术以其高脱盐率、较高自动化程度、环保和低耗能等优势，成为电厂锅炉补给水处理系统的重要组成部分。对于经石灰软化处理后的循环水排污水做为锅炉补给水水源时，反渗透在电厂锅炉补给水处理中的作用更为突出。
2.反渗透水处理技术发展
反渗透是一种利用物理原理进行水净化的过程，在高于溶液渗透压的作用下使溶液中的溶剂（一般指水）通过反渗透膜（一种半透膜）分离出来，从而去除水中的溶解盐类、胶体、微生物、热源、有机物等，这样就得到了纯净的水。
1950年代，人类发现硝酸纤维素有良好的半透性，制得了第一代反渗透膜；1960年代，用新的制膜工艺制得了第二代反渗透膜，醋酸纤维素不对称膜；20世纪60年代中期，研发出新一代复合型渗透膜。在第三代反渗透膜的基础上，人类又开发出各种具有良好性能，中压、低压及超低压高脱盐率，低污染等优点的聚酰胺复合膜，从而使反渗透技术广泛应用在各个领域。作为一种新兴的膜分离技术，反渗透的脱盐率高达99%以上，反渗透技术在锅炉补给水处理过程中发挥着重要作用。
3.反渗透在电厂锅炉补给水处理中的应用
近几年，我国水环境污染严重，地表水和地下水均出现不同程度污染，为节约用水，减少水体污染，各种用水的水源都发生了巨大变化，尤其在水资源短缺地区，电厂锅炉补给水水源采用循环水排污水日趋成为主流趋势。目前，反渗透技术在国内很多电厂的锅炉补给水处理中得到应用，如开封火电厂2X600MW机组扩建，国电荥阳一期电厂，新密电厂二期2X1000MW，伊川龙泉金亨电厂2X600MW，焦作龙源电厂2X600MW，焦作电厂上大压小2X300MW，焦作东区热电联产2X300MW等已经建成投运的电厂。这些电厂都是以石灰软化处理后的循环水排污水做为锅炉补给水水源。由于循环水的高浓缩倍率，排污水含盐量高，微生物含量高，传统的离子交换除盐工艺已经不能满足当前形势下的水处理要求。根据《火力发电厂化学设计规范》（DL/T 5068-2006）里的规定，锅炉补给水处理工艺流程可行的方案为方案一：预处理+反渗透预脱盐+一级除盐+混床处理，方案二：预处理+一级反渗透+二级反渗透+EDI处理系统。
3.1系统工艺选择
方案一适用于原水含盐量大于400mg/L，TOC含量高，对原水含盐量适应范围广。流程为经石灰软化澄清-过滤后的循环水排污水-活性炭过滤器 -超滤装置-超滤装置→超滤出水水箱→超滤出水升压泵→保安过滤器→高压泵→一级反渗透装置→除碳器→中间水箱→中间水泵→逆流再生阳离子交换器→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。方案二适用于原水含盐量高，电导率，碱度，硬度，二氧化硅中的一项或几项指标高，对原水适应范围广。流程为经石灰软化澄清-过滤后的循环水排污水→活性炭过滤器→超滤装置→超滤出水水箱→超滤出水升压泵→保安过滤器→一级高压泵→一级反渗透装置→渗透水箱→二级高压泵→二级反渗透装置→淡水箱→EDI升压泵→EDI装置→除盐水箱→除盐水泵→主厂房。文中以某电厂为例，锅炉补给水水源为经石灰软化处理后的循环水排污水，水量为160t/h，两个系统的主要设备如表3.1所示。
由上表中数据可以看出，方案一的费用最低，在经济上最为合理。本文中所列举电厂均选用是技术上可行，经济上最合理的方案一工艺。
3.2 运行中存在问题及解决措施
由于循环水排污水含盐量高、易滋生微生物和水质复杂等特点，当经石灰软化澄清、过滤后的循环水排污水做为锅炉补给水水源时，反渗透设备在运行中存在的主要问题是胶体、颗粒和有机物污堵，尤其是当城市中水作为电厂水源的时候，问题更为突出，其次是难溶性盐类结垢问题，这些污染物沉积在膜表面，不仅导致产水流量和系统脱盐率分别下降或恶化，而且还会增加反渗透清洗频率，降低膜的功能和使用寿命。
在胶体和颗粒污堵严重影响反渗透性能，会大幅降低产水量，有时会降低系统脱盐率。一旦出现生物污染并产生生物膜，清洗就非常困难，反渗透膜元件的生物污染严重影响反渗透系统性能，出现进水至浓水间压差的迅速增加，导致膜元件发生“望远镜”现象与机械损坏一级膜产水量下降，甚至导致产品水污染。当难溶盐类在膜元件内不断被浓缩且超过其溶解极限时，反渗透膜表面会发生结垢，反渗透膜产水量严重下降。
为了使系统正常运行，预防胶体、颗粒污染，微生物和不溶性有机物污染、膜结垢，需要采用以下措施，
a.严格控制预处理的运行、操作和管理。
b.选用抗污染膜元件。
c.要预防膜生物污染，进行周期性消毒以及选用抗污染膜元件。对反渗透预处理部分采用氯消毒以防止微生物污染。在进入膜元件之前加还原剂，控制余氯的含量小于0.1mg/L。
d.针对不同的膜污染问题采用相应的化学清洗方案。
e.根据水量和水质加入定量的酸、阻垢剂。
f.定期化验水源水质，严格控制加药的比例。
4.结语
经石灰软化澄清、过滤后的循环水排污水做为锅炉补给水水源时，选择反渗透预脱盐比传统离子交换法延长了运行周期，减少了酸碱废水排放。反渗透不仅具有经济合理的优势，还能够提高水处理的水质质量，实现了水资源的循环利用，有效节约水资源。其次，选择合理的预处理工艺是保证反渗透高效、正常运行的关键。
参考文献：
[1]仲惟雷，周艾蕾，康燕等.反渗透技术在电厂大型水处理项目中的应用[J].工业水处理，2014，（9）：90-92.
[2]李静.反渗透在热电厂锅炉补给水处理系统中的应用[J].邢台职业技术学院学报，2003，（5）：62-65.
摘要：由于近年来水资源短缺及水污染严重，为节约用水，合理开发利用水资源，电厂锅炉补给水水源采用循环水排污水。本文介绍了反渗透主要原理及发展，国内大型机组锅炉补给水水源为经石灰软化处理后的循环水排污水情况下，采用的不同处理工艺的经济技术对比以及反渗透在此种水源运行中出现的主要问题及解决办法。
关键词：反渗透；电厂锅炉；水处理；经石灰软化处理后的循环水排污水
1.概述
技术上可行的锅炉补给水处理系统方案有多种，通过技术经济比较，选择技术可行、经济合理、节约用水、保护环境，水质适应性更广的锅炉补给水系统是必须的。反渗透水处理技术以其高脱盐率、较高自动化程度、环保和低耗能等优势，成为电厂锅炉补给水处理系统的重要组成部分。对于经石灰软化处理后的循环水排污水做为锅炉补给水水源时，反渗透在电厂锅炉补给水处理中的作用更为突出。
2.反渗透水处理技术发展
反渗透是一种利用物理原理进行水净化的过程，在高于溶液渗透压的作用下使溶液中的溶剂（一般指水）通过反渗透膜（一种半透膜）分离出来，从而去除水中的溶解盐类、胶体、微生物、热源、有机物等，这样就得到了纯净的水。
1950年代，人类发现硝酸纤维素有良好的半透性，制得了第一代反渗透膜；1960年代，用新的制膜工艺制得了第二代反渗透膜，醋酸纤维素不对称膜；20世纪60年代中期，研发出新一代复合型渗透膜。在第三代反渗透膜的基础上，人类又开发出各种具有良好性能，中压、低压及超低压高脱盐率，低污染等优点的聚酰胺复合膜，从而使反渗透技术广泛应用在各个领域。作为一种新兴的膜分离技术，反渗透的脱盐率高达99%以上，反渗透技术在锅炉补给水处理过程中发挥着重要作用。
3.反渗透在电厂锅炉补给水处理中的应用
近几年，我国水环境污染严重，地表水和地下水均出现不同程度污染，为节约用水，减少水体污染，各种用水的水源都发生了巨大变化，尤其在水资源短缺地区，电厂锅炉补给水水源采用循环水排污水日趋成为主流趋势。目前，反渗透技术在国内很多电厂的锅炉补给水处理中得到应用，如开封火电厂2X600MW机组扩建，国电荥阳一期电厂，新密电厂二期2X1000MW，伊川龙泉金亨电厂2X600MW，焦作龙源电厂2X600MW，焦作电厂上大压小2X300MW，焦作东区热电联产2X300MW等已经建成投运的电厂。这些电厂都是以石灰软化处理后的循环水排污水做为锅炉补给水水源。由于循环水的高浓缩倍率，排污水含盐量高，微生物含量高，传统的离子交换除盐工艺已经不能满足当前形势下的水处理要求。根据《火力发电厂化学设计规范》（DL/T 5068-2006）里的规定，锅炉补给水处理工艺流程可行的方案为方案一：预处理+反渗透预脱盐+一级除盐+混床处理，方案二：预处理+一级反渗透+二级反渗透+EDI处理系统。
3.1系统工艺选择
方案一适用于原水含盐量大于400mg/L，TOC含量高，对原水含盐量适应范围广。流程为经石灰软化澄清-过滤后的循环水排污水-活性炭过滤器 -超滤装置-超滤装置→超滤出水水箱→超滤出水升压泵→保安过滤器→高压泵→一级反渗透装置→除碳器→中间水箱→中间水泵→逆流再生阳离子交换器→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。方案二适用于原水含盐量高，电导率，碱度，硬度，二氧化硅中的一项或几项指标高，对原水适应范围广。流程为经石灰软化澄清-过滤后的循环水排污水→活性炭过滤器→超滤装置→超滤出水水箱→超滤出水升压泵→保安过滤器→一级高压泵→一级反渗透装置→渗透水箱→二级高压泵→二级反渗透装置→淡水箱→EDI升压泵→EDI装置→除盐水箱→除盐水泵→主厂房。文中以某电厂为例，锅炉补给水水源为经石灰软化处理后的循环水排污水，水量为160t/h，两个系统的主要设备如表3.1所示。
由上表中数据可以看出，方案一的费用最低，在经济上最为合理。本文中所列举电厂均选用是技术上可行，经济上最合理的方案一工艺。
3.2 运行中存在问题及解决措施
由于循环水排污水含盐量高、易滋生微生物和水质复杂等特点，当经石灰软化澄清、过滤后的循环水排污水做为锅炉补给水水源时，反渗透设备在运行中存在的主要问题是胶体、颗粒和有机物污堵，尤其是当城市中水作为电厂水源的时候，问题更为突出，其次是难溶性盐类结垢问题，这些污染物沉积在膜表面，不仅导致产水流量和系统脱盐率分别下降或恶化，而且还会增加反渗透清洗频率，降低膜的功能和使用寿命。
在胶体和颗粒污堵严重影响反渗透性能，会大幅降低产水量，有时会降低系统脱盐率。一旦出现生物污染并产生生物膜，清洗就非常困难，反渗透膜元件的生物污染严重影响反渗透系统性能，出现进水至浓水间压差的迅速增加，导致膜元件发生“望远镜”现象与机械损坏一级膜产水量下降，甚至导致产品水污染。当难溶盐类在膜元件内不断被浓缩且超过其溶解极限时，反渗透膜表面会发生结垢，反渗透膜产水量严重下降。
为了使系统正常运行，预防胶体、颗粒污染，微生物和不溶性有机物污染、膜结垢，需要采用以下措施，
a.严格控制预处理的运行、操作和管理。
b.选用抗污染膜元件。
c.要预防膜生物污染，进行周期性消毒以及选用抗污染膜元件。对反渗透预处理部分采用氯消毒以防止微生物污染。在进入膜元件之前加还原剂，控制余氯的含量小于0.1mg/L。
d.针对不同的膜污染问题采用相应的化学清洗方案。
e.根据水量和水质加入定量的酸、阻垢剂。
f.定期化验水源水质，严格控制加药的比例。
4.结语
经石灰软化澄清、过滤后的循环水排污水做为锅炉补给水水源时，选择反渗透预脱盐比传统离子交换法延长了运行周期，减少了酸碱废水排放。反渗透不仅具有经济合理的优势，还能够提高水处理的水质质量，实现了水资源的循环利用，有效节约水资源。其次，选择合理的预处理工艺是保证反渗透高效、正常运行的关键。
参考文献：
[1]仲惟雷，周艾蕾，康燕等.反渗透技术在电厂大型水处理项目中的应用[J].工业水处理，2014，（9）：90-92.
[2]李静.反渗透在热电厂锅炉补给水处理系统中的应用[J].邢台职业技术学院学报，2003，（5）：62-65.