城市中水回用于火力发电厂的研究李睿

城市中水回用于火力发电厂的研究李睿

李睿

（哈尔滨锅炉厂有限责任公司黑龙江哈尔滨150046）

摘要：水污染、水资源短缺已成为城市可持续发展的重大制约因素。针对水资源紧缺的现状，因此就有必要对中水回用技术做深入研究。而城市中水中有机物、氨氮等物质含量较高，作为火力发电厂循环水，就需对其进行深度处理。中水深度处理采用石灰软化处理，通过澄清、过滤等工艺完成。采用城市中水做为循环水补水的循环水系统运行时注意中水水质问题给循环水系统带来的影响。鉴于此，本文针对城市中水回用于火力发电厂的相关方面进行简要分析。

关键词：中水回用；火力发电厂；预处理；分析

1引言

随着经济的高速发展，水资源的短缺和水环境的恶化日益明显，水资源短缺已成为制约经济发展和人们生活质量提高的重要问题。在解决这一问题的过程中，水资源的回用已成为发达国家和发展中国家所需要考虑的关键问题。而火力发电厂一直在工业企业用水中占有较大的份额，水资源的短缺已越来越大的制约着火力发电企业的发展，针对节约用水，提高水资源的利用率已成为火力发电厂现阶段所急需解决的问题。将城镇污水处理厂的二级处理水（中水）经过深度处理后作为电厂循环冷却水的补充水，从而使得电力企业获得有利的经济效益，同时产生良好的环境效益和社会效益。

2城市中水的概述分析

2.1中水内涵分析

在建设部《城市中水设施管理暂行办法》中将中水定义为：部分生活优质杂排水经处理净化后达到《生活杂用水水质标准》（CJ/T48-1999），从而在一定的范围内重复使用的非饮用水。中水是再生水，之所以称之为中水，是沿用日本的说法，通常人们把自来水叫做“上水”，把污水叫做“下水”，而中水的水质介于上水、下水之间，故名“中水”。中水虽不能饮用，但其能够用于一些对水质要求不高的场合，中水回用的对象分为市政杂用水，生活杂用水和工业用水。工业用户重点是回用至热电厂和化工厂等冷却用水及城市污水处理厂内部杂用水等方面。

2.2中水回用的发展分析

我国对城市污水处理与利用的研究，早在1958年就开始列入国家科研课题；20世纪60年代关于污水灌溉的研究已达到一定的水平；20世纪70年代中期进行对城市污水以回用为目的的污水深度处理工程试验；20世纪80年代初，济南、青岛、大连、北京、太原、天津、西安等缺水的大城市相继开展污水回用于工业和民用的试验研究，像北京等一些城市已修建了回用试点工程并取得了积极的成果，不少公共建筑亦建设水回用装置。现阶段世界上许多面临着严重水危机的国家在积极利用城市污水，将城市污水作为第二水源予以开发利用。

3中水回用处理技术

3.1物理化学处理法

主要处理工艺是混凝沉淀技术和过滤吸附技术，适用于处理污染程度较轻的优质杂排水，处理工艺流程短，技术简单，占地相对较小因此适宜小规模的中水工程采用。

3.2膜滤法（又称物理处理方法）

利用膜技术对污水进行处理，滤膜能轻易地将有机高分子物质、胶体微粒、微生物等污染物质过滤在外，容易操作，处理水量大，出水水质好，波动小易于实现微机自动控制，具有很好的发展前景，但工程设备一次性投资较高。

3.3生物处理法

处理工艺是利用微生物的吸附、氧化来降解污水中的有机物。对处理有机物含量较高的污水有着很好的效果，受水负荷变动影响小、出水水质稳定、运行费用较少适用于较大规模的中水工程。

上述处理法主要根据原水水质、中水回用水质要求、投资成本、经济条件等进行选用，同时考虑对周围生态环境的影响。亦可几种工艺组合起来进行污水处理，可收到更好的处理效果。一种综合处理方法已经取得较好的处理效果，即臭氧生物活性炭净水工艺（BAC法）。

3.4BAC法

主要利用臭氧、生物、活性炭三种技术工艺，臭氧生物活性炭作用对有机物的去除包括三个过程：臭氧氧化、活性炭吸附和生物降解。即在对有机物的去除上，先发挥臭氧的强氧化能力，将有机物氧化成可被微生物降解的小分子有机物，接着利用活性炭良好的吸附性能将其吸附，再由吸附在活性炭上的生物对吸附的有机进行生物降解，而臭氧分解产生的氧溶解在水中使水中的溶解氧常成饱和状态或接近饱和状态，这有为活性炭中的微生物降解提供必要的条件。这一臭氧与颗粒活性炭滤池相结合的臭氧生物活性炭净水处理工艺，一般置于后处理工艺段段。相应的研究和工程实践证明，BAC法能高效去除水中的有机物，且由于运用了生物技术，大大延长了活性炭的运行周期，从而大幅度降低了运行成本。

4中水回用于火力发电厂对循环冷却水系统的影响分析

4.1腐蚀的多样化

氨氮发生亚硝化、硝化反应后产生的酸性腐蚀；高有机物含量造成细菌大量繁殖后发生的生物腐蚀；高含盐量和氨氮含量造成的电化学腐蚀等。这些腐蚀都对循环水系统金属材料和水泥构件的使用寿命及安全性有着较大的影响。

4.2设备及管道的结垢

循环冷却水补水中有机物含量高会促进细菌和藻类的生长，并形成大量粘泥沉积于冷却塔和换热设备内，造成系统堵塞和结垢；较高的钙、镁离子在高碱度下可产生难以去除的碳酸钙等硬垢，影响系统换热效率；悬浮物能促进微生物繁殖，产生生物粘泥；与碳酸钙硬垢混合形成的泥垢沉积于换热器表面，影响凝汽器的换热效果；部分悬浮物可成为钙、镁离子的诱发晶核，促进结垢。

5火力发电厂中水回用预处理系统

5.1中水回用深度处理作用

城市污水处理厂的二级生物处理是生化处理，其主要功能是去除污水中的有机物、微生物和悬浮物，而对污水中的硬度、碱度、细菌和重金属等均无法去除，城市污水处理厂二级处理控制的生化指标只满足排放标准。因此，电厂使用城市污水处理厂二级处理后的污水还必须进行深度处理。

5.2中水回用深度处理工艺

石灰软化处理系统作为电厂循环冷却水的补充水处理早在20世纪50年代就有应用的实例。尽管石灰软化处理具有运行费用低、不污染自然水体等优点，但由于当时块状石灰纯度低(40%~60%)，存在排污量大，石灰运输、装卸、制乳过程灰尘大，劳动条件差等问题，使其不受运行人员的欢迎。随着科技的发展，以及石灰处理系统的不断改进，经过近20年的努力，石灰处理系统又重新被广泛使用。用石灰对城市污水进行深度处理，可将大肠杆菌去除99%以上，也可去除污水中部分钙、镁、硅、氟，以及有机物和重金属等。

5.3氨氮的脱除

工业用水中氨氮的主要危害有：在给水消毒和工业循环水杀菌处理时需增大氯的使用量；对某些金属，特别是铜，具有腐蚀性，所以在再生水回用于循环冷却水时，需考虑冷却设备的腐蚀损害问题；再生水回用时，水中的氨氮会加速输水管道和用水设备中微生物繁殖，形成生物垢，堵塞管道和用水设备，同时影响设备换热效率。

而氨氮的去除主要是通过曝气生化处理完成，为了防止氨氮硝化反应带来的腐蚀，目前新建电厂的中水处理系统多数在澄清器前设计氨氮曝气处理装置（一些电厂因中水油脂类物质含量高还设置除油装置）。

6结论

中水回用可有效减小污水的任意排放对环境造成的污染，同时减少水资源的浪费，实现污水的再利用，提高水资源的利用效率。随着我国城市化进程的推进，中水回用在节水供水和改善水环境方面将发挥越来越重要的作用。

参考文献：

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