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火力發(fā)電廠是利用水的具體形態(tài)的轉變，將燃燒燃料產生的熱能轉換成電能。水汽幾乎貫穿發(fā)電全過程，若水質不達標，會造成加熱器內部腐蝕、鍋爐管道堵塞及汽機結垢等危害，因此水質的好壞直接影響火力發(fā)電廠的安全和高效運行。本文對火力發(fā)電廠經常采用的化水除鹽處理技術進行研究，并以紹興市清能環(huán)保有限公司為例，對傳統(tǒng)和優(yōu)化兩套工藝進行分析對比，以期為相關負責人提供技術借鑒，選擇合適的化水處理技術，進而保障火力發(fā)電廠安全高效地運行。

1、化水處理常用技術

1.1 活性炭吸附

活性炭吸附技術是一種常用的水處理技術，主要利用活性炭本身的多孔特性和巨大的比表面積，對水中的污染物進行物理吸附和化學吸附，具有處理效果較好、運行穩(wěn)定及維護方便等優(yōu)點。火力發(fā)電廠化水系統(tǒng)的進水通常來自水庫或經處理后達到一級A標準的工業(yè)水，進水水質較好，但仍然存在較難去除的有機物。何嘉莉等研究表明，活性炭對三氯甲烷、苯酚、苯和鄰苯二甲酸酯等典型有機物的去除效果達到80%以上。活性炭的選擇應充分考慮進水水質條件、活性炭的功能定位、運行維護及日常管理等因素，必要時，可通過中試實驗確定。

1.2 離子交換法

離子交換法是一種基于陰、陽離子交換樹脂的吸附能力，吸附水中游離的陰、陽離子，釋放出氫離子和氫氧根離子，從而達到除鹽目的。具有運行成本低、除鹽效果好及回收率高等優(yōu)點，但也存在普適性差、耗鹽量大、運行不穩(wěn)定及過量的再生廢液等缺點。離子交換法對重金屬、抗生素及難降解大分子有機物等有良好的去除效果，被認為是處理染料廢水、醫(yī)藥廢水及電鍍廢水等工業(yè)廢水最簡單、經濟高效且很有前途的水處理技術團。火力發(fā)電廠化水系統(tǒng)的進水水質穩(wěn)定，有機物含量較低，因此離子交換法一直是應用廣泛的除鹽水生產技術。

1.3 超濾膜技術

超濾膜技術是在一定的壓力下將水溶液透過膜表面，利用膜表面的微孔結構選擇性地分離物質，微孔直徑為0.1μm以下，能截留大部分細菌、膠體、大分子有機物及泥沙等。雖然超濾膜技術的前期投入成本較大，但具有能全面濾除固態(tài)雜質、出水水質穩(wěn)定及二次污染廢水少等優(yōu)點，在經濟發(fā)達地區(qū)廣泛應用國。在電廠化水系統(tǒng)的改造升級中，經常使用超濾膜技術作為補充模塊，保證系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。

1.4 反滲透技術(RO)

反滲透技術是以壓力差為推動力，對膜一側的溶液施壓使其透過RO膜，在膜的低壓側得到低濃度溶液，留在高壓側的則成為濃水。微孔直徑一般為0.5~10nm，能截留大部分溶解鹽類、膠體、微生物及有機物等，具有高脫鹽率、工藝簡單、耗能低和污染少等優(yōu)點。工程應用中一般用脫鹽率、產水量和回收率來衡量RO膜的性能，進水壓力、溫度、pH值及鹽濃度都會對RO膜的性能產生影響。但是RO技術的出水水質難以達到火力發(fā)電廠的鍋爐用水標準，還需要再加除鹽技術，例如混合離子交換器和電除鹽裝置。

1.5 電除鹽技術(EDI)

電除鹽技術(EDI)是一種將離子交換與電滲析相結合的深度除鹽技術，在陰、陽離子交換膜之間填充離子交換樹脂形成極室，在直流電的推動下，淡水室水流中的陰陽離子分別通過離子交換膜進入到濃水室，并通過濃水室的水流將離子帶出系統(tǒng)，從而達到離子去除的目的。EDI既提高了電滲析極化除鹽不夠徹底的問題，又解決了離子交換樹脂失效后的再生問題，EDI制備的出水能有效滿足鍋爐用水需求中硬度、堿度、電導及活性硅等的標準，是現代火力發(fā)電廠廣泛采用的除鹽新技術。

2、紹興市清能環(huán)保有限公司工藝升級

紹興市清能環(huán)保有限公司是一家以城市生活垃圾為燃料的垃圾焚燒發(fā)電廠，近年來由于城市生活垃圾總量劇增和環(huán)保標準越來越嚴格，原來的除鹽工藝已經難以滿足，同時也為了響應“無廢城市”的號召，將老廠關停并異地遷建至新廠。下面對傳統(tǒng)和優(yōu)化兩套化水系統(tǒng)進行詳細說明。

2.1 傳統(tǒng)和優(yōu)化工藝流程

2.1.1 傳統(tǒng)工藝流程

原水泵來水→高效混凝池→無閥濾池→工業(yè)水箱→清水泵→活性碳過濾器→弱酸陽床→強酸陽床→脫碳器→雙層陰床→除鹽水箱

2.1.2 優(yōu)化工藝流程

原水箱→原水泵→超濾裝置→超濾產水箱→一級RO裝置→一級RO產水箱→二級RO裝置→二級RO水箱→EDI裝置→除鹽水箱

2.2  傳統(tǒng)和優(yōu)化工藝對比

傳統(tǒng)工藝主要利用活性炭過濾器和離子交換器，優(yōu)化后的工藝流程采用全膜分離處理技術。在滿足各自進水水質條件的要求下，在進水水質、環(huán)境影響及日常管理方面，優(yōu)化工藝有著明顯的優(yōu)勢。

2.2.1 進出水水質

傳統(tǒng)工藝對進水水質的要求不高，若進水水質出現波動，僅需調整離子交換系統(tǒng)的工作時間。但優(yōu)化工藝對進水水質要求較為嚴格，全膜處理系統(tǒng)對有機物和微生物的含量尤為敏感，一旦發(fā)生膜堵塞和膜污染，較難處理。傳統(tǒng)工藝的進水為IV類水質的河水，能夠適應進水水質的波動。優(yōu)化工藝的進水為工業(yè)用水和市政自來水二種水源，主要以工業(yè)用水為主，當水質劣質時臨時用自來水補充進水，市政自來水質參考《生活飲用水標準》(GB5749-2018)，水質較好，且各級膜技術前都配有保安過濾器，可以滿足全膜處理系統(tǒng)的進水要求，在日常運行中，還需要加強對進水水質的監(jiān)督。傳統(tǒng)工藝和優(yōu)化工藝的進水水質見表1，出水水質見表2。

2.2.2 環(huán)境影響

傳統(tǒng)工藝中的離子交換系統(tǒng)的工作模式是間斷的，當交換器達到周期制水量或出水水質不達標時，需要進行酸堿再生，此過程需要消耗大量的酸堿藥劑，也會產生大量酸堿廢水，若處理不當將會導致二次污染問題，需額外添加配套的廢水處理設施。優(yōu)化工藝采用全膜處理技術，日常運行就包含沖洗和氣洗，化學清洗時需要的酸堿藥劑也遠遠小于傳統(tǒng)工藝。

2.2.3 日常管理

雖然傳統(tǒng)工藝的日常制水和再生工藝簡單，但需要大量人工操作，操作閥門多，運行維護繁瑣復雜。優(yōu)化工藝雖然工藝復雜，但都是集成模塊，設備精簡，自動化程度較高，運行維護工作量較低。傳統(tǒng)工藝技術經過二十多年的發(fā)展技術成熟，優(yōu)化工藝還處于興起階段，維護和檢修經驗尚不成熟，在日常運行中難免遇到前所未見的問題，若遇到重大問題往往需要返廠維修，將會影響日常運行。

3、結論

火力發(fā)電廠化水系統(tǒng)應該根據進水水質條件和出水水質要求選擇合適的除鹽技術。活性炭吸附和離子交換法是傳統(tǒng)的除鹽技術，設備的機理、安裝、運行及維護各方面已經成熟。全膜處理系統(tǒng)是新興的除鹽技術，雖然對除鹽機理的研究較多，但在工程應用還中處于探索階段，運行和維護方面缺乏積累經驗。