一、水处理设备发展的过程及趋势

锅炉水处理设备技术的发展与对水质的要求紧密相关，我国在解放初期，动力部门以小型低压锅炉为主，相应地采用顺流再生固定床，用沸石作交换剂就能满足锅炉对水质的要求。随着动力部门采用高压和超高压锅炉，对补给水的水质要求更高，促使锅炉水处理设备得到迅速发展。先后研制和生产出逆流再生固定床、浮动床、双层床、双室床、混床、电渗析和反渗透等一些锅炉水处理设备。这些水处理设备是保证锅炉补给水水质的重要组成部分之一。

随着现代社会经济的迅猛发展，环境污染日趋严重，地表水及地下水都受到了不同程度的污染，含盐量普遍较高。另外， 目前我国淡水资源严重缺乏，火力发电厂都应努力压缩工业用水的实际用水量，而工业用水量的大幅度减少是建立在提高水的循环利用率，废水处理利用的基础上的。将电厂循环水系统的排水作为锅炉补给水水源是较好的节水途径，但循环水排污废水的含盐量往往比循环补充水的含盐量高出2倍左右，将含盐量较高的水作为锅炉补充水，若仍单纯利用传统的离子交换法，则需要大量的酸碱再生药剂，这样用于每年购买酸碱原材料的费用是相当可观的。而且大量的酸碱废水污染环境，且再生频繁、程序繁多，操作管理极不方便。因此，单纯的离子交换除盐已不能满足目前工业迅猛发展的需求。目前，我们较多地采用反渗透技术与离子交换设备相结合的联合除盐方法。

二、反渗透的原理

反渗透是一种新兴的膜分离技术。它的主要原理是在足够的压力(大于渗透压)作用下，利用一种用特殊材料和方法加工制成具有半透膜性能的薄膜的截留作用，迫使溶液中的溶剂和溶质分离。从而达到脱盐、净化和浓缩的目的。

三、反渗透的特点

反渗透具有脱盐率高(一般在97％以上)，对原水水质的变化适应力强，在分离溶质时没有相的转换，设备简单，便于操作管理，占地面积小，出水水质稳定以及制水成本低等显著特点。

四、反渗透在热电厂锅炉补给水处理中的应用

自六十年代制成有工业价值的反渗透膜以来，反渗透技术得到了迅速发展1971年开始有工业性反渗透装置在电厂投入运行。目前利用反渗透技术进行水处理的工艺已遍及美国，日本、法国，意大利等国家。1979年自天津大港发电厂引进美国杜邦公司的反渗透装置以来，在我国宝山钢铁总厂自备热电厂、天津军粮城电厂、沧州发电厂、郑州热电厂等相继在锅炉补给水处理中采用了反渗透与离子交换相结合的联合水处理工艺，经多年的运行证明，效果良好。

(一)以新水为水源，含盐量较高时．反渗透在电厂锅炉补给水处理中的应用以衡水热电厂为例：

1、锅炉补给水量100m/h

2、水质分析(见下水质分析报告)

3、水处理工艺流程的选择

电厂锅炉补给水处理的选择不仅取决于工艺的好坏，而且在很大程度上还取决于经济的合理性，因为经济评价是正确确定技术方案的重要环节之一。其目的是以较少的投资和较低的运行费用来获得高质量的水处理效果。因此，我们作了四个水处理方案的技术经济比较：

水质分析报告

四种水处理方案的工艺流程分别为：

4．每个系统的主要特点

（1）第一个方案主要水处理设备是无顶压逆流再生阳、阴离子交换器。这种设备外部管系简单，操作简便，不需要任何顶压系统，投资省，再生时只需要控制再生液流速为5-7m/h，保证中排液装置小孔流速不大于0.1 m/s即可。其适宜的进水含盐量为80—500mg/L。再生时的酸碱耗量随进水含盐量的增加而增加，从而导致水处理运行费用也随之增加。因此，含盐量较高时不宜采用此种水处理设备。

（2）第二个方案主要水处理设备是无顶压逆流再生双室阳、阴床。这种设备是在同一个交换器中分室装填弱型和强型两种同性不同型树脂的离子交换设备，这样，在一定的弱强树脂配比下，既能充分发挥弱型树脂高交换容量的特点，又能充分发挥强型树脂交换彻底性的特点，所以，双室床适用于进水含盐量大于500mg/L的原水。同无顶压流再生阳、阴床一样，这种设备再生时的酸碱耗量随着进水含盐量的增加而增加，从而使水处理运行费用也增加，而且，外部管系较复杂，操作较麻烦。

（3）第三个方案与第一个方案相比，主要增加了一级电渗析除盐电渗析就是利用离子交换膜的选择透过性以及电极原理，借助外加电压的作用，使溶质从溶剂中分离出来的脱盐方法，其脱盐率一般在75％左右。由于增加了电渗析一级除盐、所以后续的阳、阴离子交换器进水含盐量就大大减少。从而使交换器的交换周期延长，而且降低了总的酸碱耗量。但由于电渗析脱盐方法的淡水:浓水:极水=l:l：0.2，即生产lm3的淡水需要2.2m3的原水，其中有1.2m3的浓水和极水被排掉，水的浪费太大。在目前水资源严重紧缺的情况下，不宜采用此法。

（4）第四个方案也是二级除盐与前三个方案相比，主要利用了反渗透设备由于反渗透高脱盐率的特点，使后续混床的进水含盐量很低，这无疑大大降低了整个水处理系统的酸碱耗量。反渗透与电渗析相比，自用水率较低，在合理的膜级配下，可以使水的回收率达到75—85％。与第三种工艺流程相比，自用水率低、脱盐率高、运行费用低。因此，在原水含盐量较高的情况下，宜采用反渗透加混床这一方案。

5．四个水处理方案的技术经济比较

前面仅从理论方面论述了以上四种方案的主要优缺点。作为设计人员，应以数据为依据，对各种方案经过准确计算的技术经济比较后，选择一经济合理的方案。因此，我们作了以上四种水处理方案的技术经济比较其结果详见表l、表2：

从表1和表2可以看出，虽然方案Ⅳ的基建费用比其它三个方案的基建费用高，但其运行费用最低，与其它三个方案相比返本年限也较短。因此，我们设计选择了反渗透加混床这一最佳方案。

(二)以循环水系统排污废水作为锅炉补给水处理系统的原水．反渗透的应用

1．循环水系统排污废水的特点

(1)循环水系统在运行过程中，由于不断蒸发散热，使循环水中的盐份不断提高，根据调查许多电厂的循环水的浓缩倍数基本在2倍左右，因此，循环水排污水的含盐量是水源来水含盐量的2倍左右。

(2)循环水排污废水水温一般都在33—40℃之间。

(3)循环水要保持水质稳定，保证冷凝器热交换效果，往往在循环水中加注一些药剂来对冷凝器铜管进行阻垢。因此在循环水的排污水中有一定量的阻垢药剂。

(4)为杀菌灭藻，在循环水中常加注一些药剂、目前，较常见的是人工投加氯碇，在循环水系统中保持着一定的余氯(0.5-1.0mg/L) 因此，在排污水中也含有一定量的余氯.

(5)冷却塔中循环水和空气接触使空气中尘埃带人循环冷却水系统。因此，循环水排污废水的浊度高。

2．根据循环水的这些特点，在假定了循环水排污废水的含盐量(950mg/L)和锅炉补充水量(80mg/L)的前提下，也作了同前面所述的四个方案的技术经济比较。

其比较结果见表3和表4：

从表3和表4可以看出，以循环水排污废水作为锅炉补给水处理系统的原水时，反渗透加混床方案是最经济合理的方案。

五、结论

综上所述，在目前水资源普遍被污染、水质恶化以及淡水资源严重缺乏而以循环水排污废水作为电厂锅炉补给水水源以节约水资源，减少废水排放量的情况下，反渗透加混床方案是锅炉补给水处理的最佳方案。因而其在电厂锅炉补给水处理中应用也较广泛。

六、结束语

本文的结论只是在目前国内水处理技术水平的基础上得出的，并非一成不变，随着现代化水处理技术的飞速发展，各种水处理设备将在实际应用中不断克服缺点，更新改造，用于各种床型的离子交换设备以及用于电渗析反渗透的膜的性能也会越来越好。所以，今后的设计中，还需根据实际情况，综合考虑，进行技术经济比较后择优选定水处理设备。