鲁战明
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摘 要：随着我国社会经济的不断发展,各个领域科学技术方面的投入越来越高尤其随着环保意识的不断深入,循环水采用先进技术处理是保证电厂使用的水资源进一步优化提高使用率的途径之一,做好除盐工作能够直接优化水资源的使用效率,对于循环水达标外排处理也能够起到非常重要的帮助作用。本文对循环水全盐量达标排放处理技术进行了分析比较，为发电企业和其他行业面临的外排水达标排放，提供借鉴和参考。
关键词：循环水；全盐量
水资源日益短缺制约了我国经济和社会的发展，同时由于外排水的环保管理越来越严，全国各省市分别出台一些政策和标准，其中新颁布的《山东省流域水污染物综合排放标准第一部分:南四湖东平湖流域》（DB37/3416.1-2018）标准要求，全盐量排放执行标准要求，一般行业企业排放浓度限值为1600mg/L，以中水或循环水为主要水源的企业，排放浓度限值为2000mg/L，发电企业的生存面临严峻考验，实现循环水全盐量达标排放甚至是零排放迫在眉睫，势在必行。
本文对目前国内三种循环水达标排放和零排放技术进行介绍。
1、膜技术与结晶技术
1.1膜技术
膜浓缩处理根据水质不同，通常采用1-3级膜浓缩。一级膜浓缩适合原水TDS小于10000mg/L，浓水TDS在10000mg/L-30000mg/L之间，以苦咸水反渗透（BWRO）最具优势；二级膜浓缩在此基础上将浓水TDS进一步提高至30000mg/L- 60000mg/L之间，以BWRO或海水反渗透（SWRO）为主，需要通过具体的技术经济比较确定；三级膜浓缩再进一步将最终浓盐水的TDS提高到80000-100000mg/L以上，根据水质情况最高可以达到100000mg/L左右，TDS较低时SWRO工艺具有极大的经济性，TDS较高时宜采用碟管反渗透（DTRO）、管网反渗透（STRO）或离子膜（EDM）等工艺。
膜浓缩处理的主要目的是通过膜技术处理将绝大部分污染物质截留在浓水一侧，同时获得大量优质产品水。通常合格产品水的水量占总水量的90%以上，TDS≤1000mg/L或更高要求，可以作为生活用水和要求较高的工业用水；浓缩后的浓盐水水量占总水量的10%以下，TDS在100000mg/L以上，满足蒸发结晶的经济性要求。
1.2结晶技术
蒸发结晶是零排放过程中浓盐水处理的最主要方法，也是最终方法，主要有蒸发塘（晾晒池）工艺、多效蒸发工艺（MED）和机械蒸汽再压缩蒸发工艺（MVR）。
蒸发塘利用自然蒸发实现固液分离，其中水分随空气散失，得到固体混盐，由于占地面积大、对环境存在污染以及难以监管等原因，在内蒙古、新疆等省区已经被弃用。MED利用蒸汽加热物料，之后再利用物料产生的二次蒸汽加热后一效的物料，依次循环，一般三效蒸发具有较高的性价比，同时可以分别控制各效温度，有利于分盐操作；MVR相当于一效蒸发器产生的二次蒸汽经压缩机压缩提高压力和饱和温度，增加热焓后，再送入蒸发器作为热源，替代生蒸汽循环利用，从而达到节能目的，但是存在蒸汽压缩机完全依靠进口，投资较高，以及无法单独实现分盐操作等缺点。运行费用方面，在蒸汽价格较高、电费较低的地方，MVR较为经济，在蒸汽价格较低、电费较高的地方MED具有明显优势
1.3膜技术与结晶技术的理念是将含盐废水经过充分的预浓缩后，再进入蒸发结晶器固化处理，实现循环水零排放需要系统的解决方案，首先应通过优化工艺，提高用水效率，降低装置水耗;再利用反渗透(RO)、电渗析(EDR)、超滤(UF)等工艺将废水充分回用;最后高含盐废水零排放采用蒸发结晶技术如多效蒸发(MEE)、机械式蒸汽再压缩(MVR)、降膜式机械蒸汽再压缩循环蒸发。
1.4典型的工艺流程介绍
典型的工艺流程如自清洗过滤器+超滤+一级RO+DF膜工艺（药剂软化+过滤）+弱酸阳床+浓水RO+提浓RO+低温多效蒸发结晶分盐。此技术方案能够实现电厂循环水零排放，但存在初期设备投资预算大，占地面积大，运行成本高的缺点。
2、电化法
循环水的电化法除盐技术目前发展也很成熟，电化法所应用的基本原理就是电磁理论，但目前主流的两个应用方向，一个是电化方式增加循环水的溶解度，提高水体系统的熔盐能力防止循环水结垢；另一个方向是促进循环水的盐分结垢，以结垢的方式，再通过过滤或集中清理的方式，将盐分彻底从水体中提取出来。
2.1增加溶解的主要作用机理是交变的水分子部分氢键破坏，水合离子受洛伦兹力作用作螺旋式圆周运动，大水分子团剪切变小，自由化的水分子占据了水体的各个空隙抑制晶体在容器壁上的形成；水的溶解度提高、粘滞力降低、渗透性增强，促使水分子更容易渗透到块垢的微细间隙中，磁化后的水改变和破坏硬盐晶格结构，致使老垢从容器壁的结合部位被浸透、破裂、剥离脱落；电场磁化改变了腐蚀电流，抑制了腐蚀电池的形成。
2.2促进结垢提取盐分的主要作用是以电化学电解原理和极性水分子理论为基础，通过直流电在阳极和阴极分别产生电化学反应，电解过程中，阴极区域会有大量的的氢氧根离子和碳酸根离子富集，当钙镁离子经过该区域时就会产生碳酸钙和碳酸镁等沉淀物吸附在阴极板上，等阴极板上的碳酸钙和碳酸沉积到一定的厚度时进行定期清理，将盐垢排除出循环水系统外，降低循环水中全盐量。
电化法技术理论上能够实现电厂循环水达标排放，初期设备投资预算适中，占地面积较小，运行成本较低的优点，但目前实际应用案例少，还没达到大规模工业性推广应用的程度。
3、化学加药法
化学加药法是以专用药品让电厂循环水和药品反应后的结垢离子晶格异变，使成垢离子提前析出，降低成垢离子在水中的含量，最终为松软的氯化钙，以沉淀的形式析出，循环水的浊度降低，系统浓缩倍数可逐步提高，循环水质逐渐变好，补充水量和排污量不断减少，最终达到零排放。析出污垢在水池底部或冷却池底部形成自然沉淀，通过固液分离器分离，使污垢排出水外，再用过滤压滤设备压滤成泥饼作为固废处理。
这种专用药品化学加药法无初期设备投资，占地面积较小，国内实际应用案例也有一些，存在的问题是运行成本高，正常运行时通过不排污来实现零排放，但整个循环水系统内的全盐量浓度很高，循环水系统临修时，循环水存放问题较为突出。
4、结束语
火力发电厂的循环水能否达到外排水的全盐量指标，，直接关系到发电企业的生存和生态环境保治理，目前的循环水除盐技术和零排放技术中的主流技术是膜技术与结晶技术、电化法、化学加药法，这三种技术各有技术特点和不足，发电企业可以多角度进行分析对比，依据自己实际情况加以选择，其他行业面临外排水达标排放的问题也可借鉴参考。
参考书目：
[1]《流域水污染物综合排放标准第1部分：南四湖东平湖流域》DB 37/3416.1-2018；
[2]《地表水环境质量标准》（GB3838-2002）
[3]王纯清.基于零排放火电厂循环水除盐工程实例分析，《中国战略新兴产业(理论版)》 ，2019年 第16期
[4] 宋达. 循环水电化学处理工艺在火力发电厂的应用前景简析 ，《山东工业技术》 ，2019,第022期
[5] 汪红朝. 工业水处理中浅除盐技术的应用分析，《中文科技期刊数据库（文摘版）工程技术》， 2017年第02月08
[6] 黄华耀. 浅除盐技术实现全厂冷却循环水零排放《第三届全国磷复肥/磷化工技术创新(瓮福)论坛》