第２４卷第２期 能源环境保护 Ｖｏｉ．２４．ＮＯ．２ ２０１０年４月 Ｅｎｅｒｇｙ Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ Ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ Ａｐｒ．，２０１０ 城市中水回用于火电厂循环冷却水 系统的应用研究 鲁欣南’，章春生 （１．浙江浙能长兴发电有限公司，浙江湖州３１３１００； ２．煤炭科学研究总院杭州环保研究院，浙江杭州３１１２０１） 摘要：火电厂循环冷却水系统利用中水水源实现城市中水大规模回用．对缓解水资源短 缺、减轻水体污染具有现实的意义。阐述了城市中水回用火电厂循环冷却水系统的现状、 中水深度处理．提出ＡＢＦＴ＋机械澄清池工艺弥补了传统深度处理工艺的不足．介绍其原 理、特点及成功应用实例。 关键词：城市中水；循环冷却；火电厂；深度处理 中图分类号：Ｘ７０３ 文献标识码：Ｂ 文章编号：１００６—８７５９（２０１０）０２—００４２～０３ ＵＲＢＡＮ ＲＥＣＬＡＩＭＥＤ ＷＡＴＥＲ ＲＥＵＳＥＤ ＩＮ ＣＩＲＣＵＬＡＴＩＮＧ ＣｏｏＬＩＮＧ ＷＡＴＥＲ ＳＹＳＴＥＭ ＩＮ ＰｏＷＥＲ ＳＴＡＴＩｏＮ ＦｏＲ ＴＨＥ ＡＰＰＬＩＥＤ ＲＥＳＥＡＲＣＨ ＬＵ Ｘｉｎ－ｎａｎ ，ＺＨＡＮＧ Ｃｈｕｎ－ｓｈｅｎｇ ｒ１．Ｚｈｅｊｉａｎｇ Ｚｈｅｎｅｎｇ Ｃｈａｎｇｘｉｎｇ Ｐｏｗｅｒ Ｌｔｄ，Ｈｕｚｈｏｕ３ １３ １００ Ｃｈｉｎａ； ２．Ｈａｎｇｚｈｏｕ Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ Ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ，ＣＣＲＬＨａｎｇｚｈｏｕ ３１ １２０１，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｃｉｒｃｕｌａｔｉｎｇ ｃｏｏｌｉｎｇ ｗａｔｅｒ ｓｙｓｔｅｍ ｏｆ ｈｅａｔ－ｅｎｇｉｎｅ ｐｌａｎｔ ｕｔｉｌｉｚｅ ｍｉｄｄｌｅ——ｗａｔｅｒ ｒｅｓｏｕｒｃｅ ｔｏ ａｃｔｕａｌｉｚｅ ｃｉｔｙ ｍｉｄｄｌｅ－ｗａｔｅｒ ｒｅｕｓｅ ｉｎ ｌａｒｇｅｒ—ｓｃａｌｅ，ｈａｖｅ ｇｒｅａｔ ｍｅａｎｉｎｇ ｔｏ ａｌｌｅｖｉａｔｅ ｗａｔｅｒ ｒｅ・ ｓｏｕｒｃｅ ｓｈｏ￣ａｇｅ ａｎｄ ｒｅｌｉｅｖｅ ｗａｔｅｒ ｐｏｌｌｕｔｉｏｎ．Ｔｈｉｓ ａｒｔｉｃｌｅ ｅｘｐｏｕｎｄｅｄ ｔｈｅ ｃｕｒｒｅｎｔ ｓｉｔｕａｔｉｏｎ ｏｆ ｒｅｕｓｉｎｇ ｃｉｒｃｕｌａｔｉｎｇ ｃｏｏｌｉｎｇ ｗａｔｅｒ ｓｙｓｔｅｍ ｏｆ ｈｅａｔ－ｅｎｇｉｎｅ ｐｌａｎｔ ｂｙ ｃｉｔｙ ｍｉｄｄｌｅ－ｗａｔｅｒ ｓｙｓｔｅｍ ａｎｄ ｔｈｅ ｔａｓｋ ｏｆ ｔｈｅ ｍｉｄｄｌｅ—ｗａｔｅｒ ｄｅｐｔｈ ｏｆ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ；ｂｒｏｕｇｈｔ ｆｏｒｗａｒｄ ＡＢＦＴ＋Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｃｌａｒｉ— ｉｔｅｒ Ｐｒｏｃｅｓｓ，ａｎｄ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ ｉｔｓ ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ，ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ，ｓｕｃｃｅｅｄ ｅｘａｍｐｌｅｓ ａｎｄ ｉｔ Ｓ ｍｏｒｅ ａｄ— ｖａｎｃｅｄ ｔｈａｎ ｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌ ａｄｖａｎｃｅｄ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ｐｒｏｃｅｓｓ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｕｒｂａｎ ｒｅｃｌａｉｍｅｄ ｗａｔｅｒ；ｃｉｒｃｕｌａｔｉｎｇ ｃｏｏｌｉｎｇ ｗａｔｅｒ；ｈｅａｔ——ｅｎｇｉｎｅ ｐｌａｎｔ；ａｄｖａｎｃｅｄ ｔｒｅａｔｍｅｌｌｔ 在我国，水资源短缺和水污染加剧所造成的 ７０％以上，在当前竞价上网的严峻形势下，尤其 水危机已经成为２１世纪最严峻的问题之一。火电 北方地区。水资源短缺已经成为电力发展的瓶颈． 厂是工业用水大户，一座装机容量为２ｘ３００ ＭＷ 如何开源节流、寻求新水源及提高水的利用率是 的燃煤发电机组，采用二次循环冷却方式时，冷却 火电厂亟待解决的问题。而城市中水回用正是解 用水量可达３．６ｘｌＯ ｍ＇／ｄ．几乎占全厂总用水量的 决问题的重要途径之一，其水量大且较稳定，经深 度处理后，作为火电厂循环冷却水补充水水源切 收稿日期：２０１０—０ｌ一２７ 鲁欣南等 城市中水回用于火电厂循环冷却水系统的应用研究 ．４３． 实可行，既符合国家节能减排、发展循环经济、建 设资源节约型社会的宗旨，同时为电力行业的可 持续发展拓展了空间，具有重要的社会、环境和经 济效益。 １ 概述 １．１城市中水简介 城市中水是指生活污水、工业废水经过收集、 处理后达到一定水质标准，在一定范围内可以重 复利用的非饮用水，其水质介于污水与自来水之 间。我国回用于工业循环冷却水的中水分为两种， 一种是企业自身排放的污水经过深度处理后回用 于循环冷却水系统 另一种是城镇污水厂二级生 物处理排放水再经过深度处理回用至企业循环冷 却水系统．这种集中式处理避免了企业二次投资。 １．２回用现状 目前我国城市中水的开发及回用仍处于起步 阶段，北方地区由于取水困难城市中水回用发展 较快，如２００６年７月建成投产的甘肃张掖电厂一 期２＃机组，在我国西北地区率先利用城市污水厂 出水，经深度处理工艺生产中水补充到循环冷却 水系统；河北西柏坡发电有限责任公司三期扩建 工程２台６００ ＭＷ机组，机组冷却采用敞开式循 环冷却系统，其中六号机组（循环水补充量为１ ２００ ｍ３／ｈ）部分水源采用平山县污水处理厂排水深 度处理后的中水ｌ】Ｉ。 而南方地区城市中水回用发展缓慢，环太湖 流域水资源面临紧缺及严重污染，水体富营养化、 蓝藻事故频发，相关职能部门一方面提高排入太 湖废水排放标准，另一方面太湖流域相关企 业取用新鲜水资源量，随着节能减排、循环经济政 策逐渐深入，我国南方城市中水大规模回用将拉 开帷幕。现在浙江浙能长兴发电有限公司一期３０ ０００ ｍ３／ｄ城市中水综合利用工程已经投产运行， 采用长兴污水处理厂排水深度处理后补充３＃、４＃ 冷却塔系统 率先实现我国南方电厂城市中水的 大规模回用，具有显著的示范意义。 ２深度处理的任务 城市污水有机物、微生物、化学药剂多，城市 污水厂二级生化出水需要经过深度处理才能达到 循环冷却水补充水标准（见表１）。 表１ 再生水用作冷却水的水质标准 注： 铜材换热器循环水氨氮为１．ｏ ｍｇ／Ｌ。 由表１可知，深度处理主要目标是进一步去 除ＮＨ 一Ｎ、Ｐ、有机物、悬浮物及杀灭病菌和病毒 等，对于铜质换热器关键是降低ＮＨ 一Ｎ污染因 子，铵盐会引起铜质冷气管的严重腐蚀１２］。 ３ 深度处理工艺 对比城镇污水处理厂出水排放标准及工业循 环冷却水补水水质指标。污水处理厂出水不能满 足火电厂循环冷却水系统补水水质要求，需要进 一步深度处理。目前中水深度处理工艺如石灰混 凝澄清过滤法、超滤反渗透法、ＭＢＲ法等存在受 原水水质影响、投资规模大、运行不稳定等问题『３１， 如应用广泛的石灰混凝澄清过滤法存在出水氨氮 超标腐蚀铜质管材等问题。浙江浙能长兴发电有 限公司城市中水综合利用工程采用曝气生物流化 池（ＡＢＦＴ）＋机械澄清池工艺。投入运行以来，出水 水质稳定，具有耐冲击负荷能力强．运行费用低等 优点。 ３．１ ＡＢＶＦ工艺原理 在ＡＢＦＴ反应器中投加占曝气池有效容积的 １０％～２５％的高效微生物载体．特效微生物大量 附着并固定于其上，ＡＢＦＴ反应器实际上是综合 传统活性污泥法与生物膜法优点的双生物反应 器。各级ＡＢＦｒ反应器中，通过培养不同特效优势 ．４４． 能源环境保护 第２４卷第２期 菌种，提高目标污染物的降解效果；载体所生长的 生物量最高达可达１Ｏ～１８ ｇ／Ｌ，成活后的微生物与 载体的结合是采用键价结合的固定化技术，故结 合力牢固，不易脱落，不易流失，高负载的生物量 保证了ＡＢＦＦ反应器去除污染物的高效和稳定 性；运行过程中每个载体内部都存在着良好的好 氧、缺氧、厌氧环境，使其内部形成无数个微型的 硝化一反硝化反应器．故而造成在同一个反应器 中同时发生厌氧氨氧化、硝化和反硝化联合作用． 有力地保证了氨氮、有机物等的高效去除。 ３．２工艺特点 （１）占地面积小、基建投资省、能耗低、易维 护、运行成本低。 （２）调节、控制、运行操作方便，人员配置较 少，减少吨水人工成本。 （３）对低营养、低负荷水质污染因子有进一步 的降解效果。 （４）处理出水质量好，运行安全可靠，可达到 循环冷却水水质标准或生活杂用水水质标准 （５）污泥产量较少，对环境不会带来二次污 染。 （６）抗冲击能力强，受气候、水量和水质变化 影￣ＪＪＪ，，并可间歇运行。 （７）系统衔接性能好，可充分利用原有构筑 物，减少投资成本。 ３．３ 工程应用 浙江浙能长兴发电有限公司城市中水综合利 用工程对长兴县污水处理厂一级Ｂ排放水进行深 度处理补充循环冷却水系统，采用ＡＢＦＴ＋机械搅 拌澄清池工艺，运行出水主要指标优于循环冷却 水回用标准。 工程规模：一期３０ ０００ ｍ 。 项目建设地点：提升泵房位于长兴污水处理 厂排放口附近，深度处理工程在浙能长兴发电有 限公司厂区内。 性质：新建 出水用途：全部回用于循环冷却水系统。 运行情况：项目于２００９年８月投产以来，运 行稳定、水质完全达标，具体见表２。 表２出水水质情况 ４ 结语 城市中水回用、实现污水资源化是缓解水资 源短缺、减轻水体污染的有效途径．而火电厂循环 冷却系统采用城市中水、实现中水大规模回用具 有伟大而现实的意义。中水回用于火电厂循环冷 却水系统，不仅节省了新鲜水资源用量．而且减轻 了污水直接排放对自然水体的污染。具有良好的 社会、环境和经济效益。 随着国家节能减排、发展循环经济、走可持续 发展道路不断深入，中水处理技术的日趋成 熟，城市中水回用将成为电厂循环冷却水系统的 应用趋势。 参考文献： 【１】张英然．中水的深度处理及其在电厂循环冷却水中的应用『Ｊ】．河 北电力技术．２００９．６． ［２］吴喜军等．火电厂循环冷却水中铵态氮对铜设备的腐蚀研究ｆＪ】． 翰林学院学报，２００９．７． ［３］李锐，何世德等．城市中水在电厂循环冷却水系统的应用与展望 ｆＪ｛．环境科学与管理，２００８．３．
