火电厂循环水处理毕业论文

水是最宝贵的自然资源，是人类赖以生存的必要条件。水资源的保护、利用和研究已成为当今世界最热门的课题之一。我国是水资源缺乏的国家，随着工业的飞速发展，用水量越来越大，很多地区由于水资源不足而制约了工农业生产的发展,有些地区甚至由于水资源的短缺而造成了对人类生存的威胁和挑战。同时，水在自然界中的循环运动和人类的使用过程中，不可避免地混进许多自然杂质与污染物，使一些水源的水质日趋恶化。水资源短缺和水污染问题已成为缺水国家和地区发展的主要问题。� 随着人们环境意识的加强和水资源短缺的日益突出，废水处理越来越受到人们的关注和重视。火力发电厂是一个用水大户，同时也是一个排水大户。因此，废水处理和回收利用也就无疑成为了保证火力发电厂安全、经济运行和控制污染，维持生态环境的重要内容。�1 废水处理概况� 废水中污染物及废水处理的水质控制方法� 根据对环境造成污染危害的不同废水中的污染物大致有以下几类：固体污染物 、有机污染物、有毒污染物、营养性污染物、生物污染物、感官污染物、酸碱污染物 、热污染物及其他污染物等。为了使废水能够再用、安全排放、从中回收有用物质,可借助分离处理、转化处理和稀释处理等水质控制方法处理废水。� 废水处理工艺� 在生产和治理废水的过程中，人们逐渐发现和摸索出了许多切实有效的处理方法。传统的方法有：隔滤法、分离法、生物转换法、中和法、化学沉淀法、吹脱法 、汽提法、萃取法、氧化还原法和吸附法等。近年来，废水处理工艺得到了较快的发展，出现了许多新方法。� 废水处理系统� 废水的成分十分复杂，往往需要将几种单元操作联合成一个有机整体，并合理配置主次关系和前后次序，构成完整的废水处理系统，以有效地完成处理任务。图1为城市生活污水典型处理系统。 � 根据处理任务的不同，此系统可分为三级处理：一级处理的主要对象是较大的悬浮物，采用的分离设备依次为格栅、沉沙池和沉淀池，截流于沉淀池的污泥可进行污泥消化或其它处理，出水可排放于水体或用于污水灌溉；二级处理是一种生物化学处理法，它的主要处理对象是废水中的胶体态和溶解态有机物，其典型处理设备有生物曝气池和二次沉淀池；三级处理的目的有时不是为了排放而是为了直接回用 ，所以它有时属深度处理范畴。三级处理的对象是营养物质(氮和磷)及其它溶解物质 ，采用的方法有化学絮凝、过滤等，对出水水质要求高的地方也可用吸附、离子交换 、反渗透、消毒等方法。�2 火力发电厂废水处理� 火电厂水系统概况� 火力发电厂水系统庞大。以1 000 MW发电厂为例，若采用敞开循环方式，其循环冷却水量约120 000 t/h。若其补水率按3%计算，化学水处理用水量约320 t/h。火力发电厂的用水一般分为两类：一类是生产用水；另一类是生活和消防用水。生产用水主要包括循环冷却水、冲灰水、机冷水及锅炉补给水等。� 现代火力发电厂主要废水来源� 现代燃煤火力电厂的废水来源主要有：冲灰水；热力设备化学清洗和停用保护的排放废水，锅炉排污水；主厂房生产排污水，辅助设备与机械冷却水的排水；凝结水净化设备的排水；凝汽器的冷却排水或冷却设备的排污水；水处理装置的排污水；生活污水；输煤系统的清洗水，贮煤场排水及厂区雨水排水等。� 火电厂废水处理工艺� 根据废水的成分和污染物的含量，火力发电厂一般采用以下几种废水处理工艺: 隔滤法� 隔滤法又分栅栏法、筛滤法和过滤法等。栅栏法和筛滤法都是以阻隔的方式拦截废水中比较粗大的悬浮固体，而过滤法除拦截作用外，还有吸附、絮凝和沉淀等作用，使比孔隙更细的悬浮颗粒也能从废水中分离出来。� 活性污泥法� 活性污泥法是好氧生物转换处理的一种典型方法，此法特别适用于生活污水的处理。它是以含于废水中的有机污染物为培养基，在有溶解氧的情况下，连续地培养活性污泥，再利用其吸附凝聚和氧化分解作用净化废水中的有机污染物。图2是普通活性污泥法处理流程。 ��初次沉淀池用以去除废水中的原生悬浮物；曝气池使废水中的有机污染物与活性污泥充分接触，并吸附和氧化分解有机污染物；曝气系统供给曝气池生物反应所必须的氧气，并起混合搅拌作用；二次沉淀池用以分离曝气池出水中的活性污泥；污泥回流系统把二次沉淀池中的一部分沉淀污泥再回流到曝气池，以保证曝气池有足够的微生物浓度；剩余污泥排放系统是将曝气池内不断增殖的污泥通过排放系统排掉，以保证曝气池的有效反应容积。� 中和处理法� 中和处理法是根据酸碱中和理论，有效调节pH以使废水达到排放要求的一种简单方法。火电厂的化学清洗排水、水处理的再生排水等一般都需要进行中和处理。目前，多数电厂都设计和使用中和池来处理制水再生过程所排放的废酸液和废碱液。当然，由于火电厂酸碱废液排放量大，所以采用中和工艺时也要因地制宜，做到经济、有效。除用酸碱液直接处理外，酸性废水亦可用投加碱性药剂、通过碱性滤料 、利用碱性废渣和天然水体及土壤中碳酸盐、重碳酸盐碱度来进行中和处理。碱性废水可用废弃无机酸、酸性废气(如CO2和烟道气)和酸性废水处理。� 此外，有的火力发电厂还采用混凝、吸附、离子交换以及电渗析和反渗透等工艺方法处理污水。� 火电厂废水防治措施� 我国发电厂对灰水pH超过国家规定排放标准的治理措施有：灰水闭路循环、炉烟处理(利用炉烟中的CO2或SO2处理)、加酸处理、用循环水中和稀释、采用湿式除尘器等。灰水悬浮物用隔板和沉淀的方法；电厂含油废水多数先采用隔油处理，而后再行浮选处理或油水分离装置处理及生物处理等；生活废水则一般用活性污泥处理；生产废水用中和、澄清、消毒、过滤等方法；输煤系统的冲洗废水则用沉淀或净水装置处理后回收。�3 废水回用技术� 随着水资源的日益贫乏，废水回收利用技术越来越重要。为了解决火力发电厂的水源问题，近年来以城市污水作为火力发电厂循环冷却水的技术已相继在部分新建火电厂得到了实施和应用。� 国外废水回用情况简介� 60年代以来，世界各国已普遍利用污水进行灌溉、回灌等。1968年美国加州南塔霍湖建成第一座污水回用工厂后，一些缺水国家的污水回用研究开始迅速发展。在美国缺水的得克萨斯州和加利福尼亚州，每年再利用水量达25亿m3(相当于此地污水总量的70%)。处理后的污水被用于冷却水、锅炉用水、工业用水和消防用水等。日本东京三河岛污水处理厂的二级出水量每天达万m3。这些污水经处理后，供给江东地区400多个工厂使用。南非的比勒陀利亚—威特沃斯兰—费霍尼欣地区有的污水经处理后用于电厂冷却和工业回用。� 我国废水回用的发展概况� 废水处理后回收利用是解决水资源短缺的有效途径。我国是世界上缺水国家之一，建国后党和国家非常重视废水处理工程的建设。1960年，我国建成了第一座为农用灌溉服务的临时性污水处理厂——高碑店污水处理厂。我国的废水回用与工业生产起步于20世纪70年代。1973年原东方红炼油厂将二级处理过的污水回送到循环冷却水作为其补充水使用，当时的回用率为20%，5 a中共回用了530 d。虽然，在这一工程在后期的实施过程中也存在着许多问题和困难，但它在当时也收到了一定的效果，同时也为我国污水回用技术的发展和研究积累了宝贵的经验。到了90年代，我国的污水回用工程逐步走向正规，一大批污水处理厂建成投产，许多工厂开始着手研究全厂的水平衡问题。然而，由于起步较晚，我国的城市工业用水的重复使用率很低，一般为30%左右，较高的上海也仅50%，而德国为64%，日本为60%。� 我国火电厂利用污水情况� 严重的缺水和水价的提高使得用水大户的火力发电厂不得不寻求新的水源。在我国，将城市污水引入火力发电厂的循环冷却水是在90年代。由于城市污水的成分复杂，且因时间季节和地域环境都各有差异，所以在污水处理工艺的设计过程中就必须考虑其诸多影响因素。目前在我国的城市污水(回用于火力发电厂的循环冷却水)处理中已经建立起了许多处理方式，其中以石灰处理居多。典型的处理流程见图3：� � 当然，上述工艺流程是建立在污水处理厂对污水二级处理(见图1)的基础之上的 ，而且各种运行参数和药剂都需因水质的不同而进行相应的试验调整。如果合理的工艺步序及阻垢药剂被选择、利用和控制，则能使循环水的浓缩倍率达到左右。� 值得注意的是，由于城市污水经处理后BOD、COD以及细菌等含量仍较高。因此 ，在以城市污水作为火电厂循环冷却水时必须进行严格的试验研究并留有足够的保险系数。应该在凝汽器的选材上细心谨慎；在杀菌剂、阻垢和缓蚀剂等药品的投加、监测与控制方面应严格把关。同时，在整个循环水系统的设计中还应考虑水质恶化情况下的补救措施。�4 新型火电厂的节水工程——零排放工程 为了更有效地节约用水，保护环境，近年来各大电厂(特别是缺水地区)相继实施了零排放工程。零排放系统既保护了环境又节约了用水，必将收到良好的经济效益和社会效益。以河北南部电网某厂为例，该厂装机容量为4×300 MW，其设计的1、2号机循环冷却水采用加酸加水质稳定剂的处理方法，浓缩倍率控制在以下，所以排污水除供本机组的冲灰使用外还有大量的富余。为充分利用水资源，解决全厂的水平衡问题，在3、4号机循环冷却水的设计中，该厂又巧妙地将1、2号机循环冷却水的排污水经过部分处理(如弱酸阳离子交换)后直接作为3、4号机的循环水的补充水。而3、4号机循环水的排污水一部分用于机组的冲灰，另一部分水则再经过一定的处理(如反渗透)后送往水处理车间回收利用。这种设计思路新颖，达到了提高浓缩倍率、降低排污和节约用水的目的，值得节水工程和废水回用技术中借鉴和参考。�5 结束语� 火力发电厂废水处理及回收利用是节约用水和保护环境的重要途径。然而，在这方面我国尚属起步阶段，与国外相比，差距很大。根据我国现状，还应加大对污水处理及其回收利用技术的研究和科技投入力度，重点在提高循环水浓缩倍率、改进冲灰方式、突破浓浆输送技术、解决灰水回收利用及直排灰水的污染物超标治理方面做更大的努力

节能型循环水泵在供水系统中的应用 前言 电力工程建设中供水系统投资高、工程量大施工复杂，对电力工程建设造价与投资回收年限影响较大，在电厂供水系统方案设计中非常重视自然通风冷却塔与循环水泵选择，循环水泵房与循环水管道系统优化布置，因为它们直接影响汽轮机安全运行与发电机满负荷发电，直接影响电厂的经济性，为了降低供水系统年运行费用，节约工程造价必须推广节能型设备的应用、优化系统的配置。 火力发电厂中汽轮发电机凝汽器的冷却水量随季节变化，夏季冷却水量大冬季冷却流量小；随汽轮机抽汽量变化，抽汽量大冷却流量少，抽汽量小冷却流量大。供水系统采用一台机组配二台相同型号水泵并联模式，将循环冷却水量平均分配给二台循环水泵，这种配置模式符合《火力发电厂水工技术规程、规定》，在电厂供水系统设计中广泛使用。 但是，一台机组配二台相同型号水泵在运行过程中经常出现问题，为了从根本上解决水泵运行效率低下与系统流量变化步调不一的矛盾，开发一种新型高效节能型水泵事在必然。 高效节能型循环水泵在供水系统中的应用 近年来全国各地相继建成一大批135MW火力发电厂，在山东里彦电厂、徐州诧城电厂、甘肃金川电厂、山东魏桥热电厂，我们先后设计了18台135MW国产超高压、中间再热机组。这些电厂位于我国华北、东北与西北地区，共同特点是企业自发自用，除了有稳定的电力需求外还有供热负荷，供热负荷波动较大，夏季热负荷小冬季热负荷大，年采暖期长。 以135MW供热机组为例，汽轮机最大连续出力时汽轮机凝汽器的凝汽量为324t/h，需要循环冷却水量19640m3/h；汽轮机额定抽汽工况时汽轮机凝汽器的凝汽量为223t/h，需要循环冷却水量12274m3/h；汽轮机最大抽汽工况时汽轮机凝汽器的凝汽量143t/h，循环冷却水量4700m3/h。随机组运行工况的改变，循环水系统需要的冷却水量从4700m3/h--19000m3/h的巨幅波动。 供水系统采用常规水泵布置，为了满足夏季汽轮机运行要求，通常选用选择水泵流量9800-11700m3/h，扬程米，按照夏季二台水泵并联运行来满足循环水系统需要的冷却水量19000m3/h，其它季节通过一台水泵运行来满足循环水系统冷却水量需要，水泵流量范围9800-11700m3/h，系统超过此流量范围运行时，水泵运行很不经济。 不难发现：汽轮机在额定抽汽工况下，循环冷却系统需水量为12274t/h，系统水阻比汽轮机纯凝工况时略为减少米，水泵扬程下降到米，单台水泵流量增加到13000t/h，一台水泵运行可以满足系统要求，只是运行效率不高。可是汽轮机最大抽汽工况时，循环冷却水量只有4700t/h，系统水阻比汽轮机纯凝工况时大幅度减少，导致水泵扬程提高、运行效率很低，造成冷却塔淋水装置涌水、加大配水槽流速，水流热交换时间减少。由于水泵的工作效率极低，电动机无功功率增加，白白地浪费电能。 如果在135MW国产超高压、中间再热机组中循环水系统采用新型高效节能型水泵，将从根本上解决水泵运行效率低下与系统流量变化步调不一的矛盾。 以G48Sh水泵为例，在转速n=485r/min时、水泵流量17500m3/h、扬程18米、水泵效率88%、轴功率947kw；在转速n=420r/min时、水泵流量13200m3/h、扬程米、水泵效率87% 轴功率587kw。该水泵设计参数与135MW机组循环水系统参数基本吻合、运行效率高。对100多台G48Sh水泵进行抽样检测，实际运行效率为84-88%；常规48Sh-22水泵运行效率只有60%。 水泵配用电动机采用双极数、双转速的核心技术，增加了循环水系统运行调节灵活性。根据凝汽器冷却水量随季节变化、随抽汽量改变，自动调整电动机极数与转速，同时改变输出功率与水泵供水量。一台G48Sh水泵高转速运行比二台48Sh-22并联水泵每小时多供水量3000吨；一台G48Sh水泵低转速运行电动机输出功率可以从947KW调整到587KW，电动机功率降幅达37%，其节能效果非常明显。因为循环水系统除了夏季水泵高转速运行外，其他季节基本上可以低速运行，按照年运行时间7200小时计算，每年每台水泵可节省电量230万度。按照电厂厂用电价元/度计算，单台循环水泵每年节约电费大约为40万元左右，按照10-15年回收年限计算，单台循环水泵节约电费高达400-600万元，对于安装几台节能型循环水泵的电厂，其经济效益非常可观不可小视，这也是许多电厂节能技术改造的一个发展方向。而常规水泵配用电动机是固定不可调的，一定的转速所对应的输出功率是不变的。单台高效节能型循环水泵比等容量常规SH系列离心水泵价格高15-20万元，这部分投资费用只须电机低速运行很短时间即可收回全部成本。 高效节能型循环水泵的引入可以优化系统水力条件，加宽了水泵高效区段适应范围，有效地提高水泵工作效率；改变了一台汽轮机配二台等容量水泵常规设计理念，提出了一种新的水泵配置来满足汽轮机的变工况运行要求，本体结构采用卧式泵壳设计，厂运行、检修非常方便。 山东十里泉电厂(2×125MW)循环水系统原来配备了4台同型号48SH-22水泵运行，确实存在水泵供水量不足、效率低、经济性能差。1998年10月将其中的4#水泵更换成G48SH水泵，投产后电厂委托电力试验研究所进行了水泵性能测试，在高、低转速时运行效率分别高达与，比未改造其他水泵效率分别提高和，耗电量明显减少。 广东云浮电厂(2×125MW)也是配备了4台同型号循环水泵48SH-22。夏季3台水泵运行，其他季节2台运行。因为循环水流量不足、效率低，将其改成G48SH水泵，投产后委托广东电力试验研究所对水泵效率进行检测，新泵高转速时实际流量16537t/h、运行效率、电动机功率1002KW；新泵低转速时实际流量13080t/h、运行效率为、电动机功率646KW。水泵与机组运行工况吻合。原水泵实际流量14400t/h、效率、电动机功率1089KW；最高效率70%时流量为11540t/h，水泵与机组运行工况不符。高转速时新泵比旧泵供水量大2137 t/h、功率低、效率高；低速时新泵在供水量相同情况下，单台水泵每小时可以节省443KW，节能效果显著。 结论 任何新技术的推广都需要一个认识过程, 高效节能型循环水泵的最大特点是节能、工作效率高，值得在全国推广。但是它是否适合所有地区、所有135MW机组的运行还需要更多的实际应用证明，需要因地制宜的选择。 推广高效节能型循环水泵不仅涉及到电厂循环水泵的配置、水泵备用与水泵运行费用问题，而且关系到水泵与汽轮机运行的联锁、控制问题等等，尤其在长江边建设取水泵房必须谨慎选择，高效节能型循环水泵的几何尺寸较等容量水泵大的多，对江边取水泵房而言，设备及设备运行费用不及取水泵房结构费用与施工费用，特别是水源枯水位与最高水位相差较大的时候，取水泵房几何尺寸的任何变化对工程造价的影响是非常大的。

水处理是指为达到成品水的水质要求而对原水的加工过程。下面是我整理的关于水处理技术论文，希望你能从中得到感悟!

关于水处理技术的分析

摘要：本文作者介绍了水处理的概念，对水处理技术进行了分析介绍，供大家参考借鉴。

关键词：水处理;技术;分析

中图分类号：TU7 文献标识码：A 文章编号：

简单讲，“水处理”便是通过物理、化学手段，去除水中一些对生产、生活不需要的物质的过程。是为了适用特定的用途而对水进行的沉降、过滤、混凝、絮凝，以及缓蚀、阻垢等水质调理的过程。由于社会生产、生活与水密切相关，因此，水处理领域涉及的应用范围十分广泛，了解水处理的基本常识对于人们的生活具有非常重要的意义。近年来，随着我国经济的高速发展，水污染也在不断恶化，随着水质污染而引起的各种疾病,带来的各种行业危害日趋严重，水处理到如今就突显出其不可忽视的重要性。然而，真正对水处理方面的知识有些许了解的民众却并不多见。

1 水处理的概念

水处理是指为达到成品水的水质要求而对原水的加工过程。在循环用水系统以及水的再生处理中，原水是废水，成品水是用水，加工过程兼具给水处理和废水处理的性质。水处理还包括对处理过程中所产生的废水和污泥的处理及最终处置，有时还有废气的处理和排放问题。

2 水处理工艺

一级处理是机械处理工段，它通过机械处理，如格栅、沉淀或气浮，去除污水中所含的石块、砂石和脂肪、油脂等。机械处理工段包括格栅、沉砂池、初沉池等构筑物，以去除粗大颗粒和悬浮物为目的，处理的原理在于通过物理法实现固液分离，将污染物从污水中分离，这是普遍采用的污水处理方式。机械处理是所有污水处理工艺流程必备工程，城市污水一级处理BOD5和SS的典型去除率分别为25%和50%。在原污水水质特性不利于除磷脱氮的情况下，初沉的设置与否以及设置方式需要根据水质特注的后续工艺加以仔细分析和考虑，以保证和改善除磷除脱氮等后续工艺的进水水质。

二级处理是污水生化处理，生物处理，污水中的污染物在微生物的作用下被降解和转化为污泥。污水生化处理属于二级处理，以去除不可沉悬浮物和溶解性可生物降解有机物为主要目的，其工艺构成多种多样，可分成活性污泥法、AB法、A/O法、A2/O法、SBR法、氧化沟法、稳定塘法、土地处理法等多种处理方法。日前大多数城市污水处理厂都采用活性污泥法。在污水生化处理过程中，影响微生物活性的因素可分为基质类和环境类两大类：

基质类包括以碳元素为主的有机化合物即碳源物质、氮源、磷源等营养物质及一些有毒有害化学物质如酚类、苯类等化合物、也包括一些重金属离子如铜、镉、铅离子等。

环境类影响因素指污水处理中绝大部分微生物最适宜生长的温度范围是20-30℃，活性污泥系统微生物最适宜的PH值范围是，曝气池出口处的溶解氧以保持2mg/l左右为宜。

三级处理是污水的深度处理，它包括营养物的去除和通过加氯、紫外辐射或臭氧技术对污水进行消毒。三级处理是对水的深度处理，现在的我国的污水处理厂投入实际应用的并不多。它将经过二级处理的水进行脱氮、脱磷处理，用活性炭吸附法或反渗透法等去除水中的剩余污染物,并用臭氧或氯消毒杀灭细菌和病毒,然后将处理水送入中水道，作为冲洗厕所、喷洒街道、浇灌绿化带、工业用水、防火等水源。

3 水处理方法

沉淀物过滤法的目的是将水源内悬浮颗粒物质或胶体物质清除乾净。这些颗粒物质若没有清除，会对透析用水其它精密的过滤膜造成破坏或甚至水路的阻塞。这是最古老且最简单的净水法，所以这个步骤常用在水纯化的初步处理，或有必要时，在管路中也会多加入几个滤器以清除体积较大的杂质。滤过悬浮的颗粒物质所使用的滤器种类很多，例如网状滤器，沙状滤器或膜状滤器等。只要颗粒大小大於这些孔洞之大小，就会被阻挡下来。对於溶解於水中的离子，就无法阻拦下来。

硬水的软化需使用离子交换法，它的目的是利用阳离子交换树脂以钠离子来交换硬水中的钙与镁离子，*此来降低水源内之钙镁离子的浓度。通常的离子交换树脂为球状的合成有机物高分子电解质。树脂基质内藏氯化钠，在硬水软化的过程中，钠离子会逐渐被使用耗尽，则交换树脂的软化效果也会逐渐降低，这时需要作还原的工作，也就是每隔固定时间加入特定浓度的盐水，一般是10%，如果水处理的过程中没有阳离子的软化，不只是逆渗透膜上会有钙镁体的沉积以致降低功效甚至破坏逆渗透膜，同时人也容易得到硬水症候群。硬水软化器也会引起细菌繁殖的问题，所以设备上需要有逆冲的功能，一段时间後就要逆冲一次以防止太多杂质吸附其上。

活性碳是由木头，残木屑，水果核，椰子壳，煤炭或石油底渣等物质在高温下乾馏炭化而成，制成後还需以热空气或水蒸气加以活化。它的主要作用是清除氯与氯氨以及其它分子量在60到300道尔顿的溶解性有机物质。活性碳的表面呈颗粒状，内部是多孔的，孔内有许多小的毛细管,1g的活性碳内部表面积高达700-1400m2，而这些毛细管内表面及颗粒表面就是吸附作用之所在。影响活性碳清除有机物能力的因素有活性碳本身的面积，孔洞大小以及被清除有机物的分子量及其极性，它主要依物理的吸附能力来排除杂物，当吸附能力达饱合之後，吸附过多的杂质就会掉落下来污染下游的水质，所以必须定时利用逆冲的方式来清除吸附其上的杂质。

去离子法的目的是将溶解於水中的无机离子排除，与硬水软化器一样，也是利用离子交换树脂的原理。在这使用两种树脂-阳离子交换树脂与阴离子交换树脂。阳离子交换树脂利用氢离子来交换阳离子;而阴离子交换树脂则利用氢氧根离子来交换阴离子，氢离子与氢氧根离子互相结合成中性水。

逆渗透法可以有效的清除溶解於水中的无机物，有机物，细菌，热原及其它颗粒等，是透析用水之处理中最重要的一环。所谓渗透是指以半透膜隔开两种不同浓度的溶液，其中溶质不能透过半透膜，则浓度较低的一方水分子会通过半透膜到达浓度较高的另一方，直到两侧的浓度相等为止。在还没达到平衡之前，可以在浓度较高的一方逐渐施加压力，则前述之水分子移动状态会暂时停止，此时所需的压力叫作渗透压，如果施加的力量大於渗透压时，则水份的移动会反方向而行，也就是从高浓度的一例流向低浓度的一方，这种现象就叫作逆渗透。逆渗透的纯化效果可以达到离子的层面，对於单价离子的排除率可达90%-98%，而双价离子可达95%-99%左右。

超过滤法与逆渗透法类似，也是使用半透膜，但它无法控制离子的清除，因为膜之孔径较大，约10-200A之间。只能排除细菌，病毒，热原及颗粒状物等，对水溶性离子则无法滤过。超过滤法主要的作用是充当逆渗透法的前置处理以防止逆渗透膜被细菌污染。它也可用在水处理的最後步骤以防止上游的水在管路中被细菌污染。一般是利用进水压与出水压差来判断超过滤膜是否有效，与活性碳类似，平时是以逆冲法来清除附着其上的杂质。

蒸馏法是古老却也是有效的水处理法，它可以清除任何不可挥发性的杂质，但是无法排除可挥发性的污染物。

紫外线消毒法是目前常使用的方法之一，它的杀菌机转是破坏细菌核酸的生命遗传物质，使其无法繁殖，其中最重大的反应是核酸分子内的pyrimidine盐基变成双合体。一般是使用低压水银放电灯的人工波长的紫外线能量。

4 结束语

本文阐述了水处理的基本概念，介绍了水处理的工艺及处理方法，使人们了解到水处理实际上就是对水源水或不符合用水水质要求的水，采用物理、化学、生物等方法改善水质的过程。

参考文献：

[1] 吴弼人.水处理-城市的命脉[J].华东科技，2009，(06).

[2] 戴建强，郑敏.城市中水回用于电厂循环冷却水的处理技术实例[J].环境科学与管理，2011，(08).

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一、选题的背景及研究的目的和意义 选题背景 我国是一个能源生产和消费大国，经济的快速发展导致能源需求的快速增长[1]。据国家统计局2014年2月22日发布的《中华人民共和国2013年国民经济和社会发展统计公报》，我国2013年全年能源消费总量亿吨标准煤，比上年增长。煤炭消费量增长;原油消费量增长;天然气消费量增长;电力消费量增长。这表明，我国己成为世界上煤炭一次性能源等消耗的国家，是世界上能源消耗的第二大国。因此，合理利用能源，节约能源，降低排放己经成为我国可持续发展的战略方针之一[2]。 目前，火电厂综合效率低下的原因之一就是将机组中做完功的乏汽排入凝结器后，其热量被循环水带走，然后通过冷却塔排入大气或随循环水排入江河，低温余热被大量浪费，造成非常大的冷源损失[3]，随低温水排放掉的乏热约占总损失的55 %一60 %[4]。我国能源利用率仅为33%，节能空间和潜力很大[5]。能源利用效率的低下，意味着我国经济和社会的快速发展必然以消耗大量的一次性能源作为代价，使得我国本就十分严峻的石化能源形势更加雪上加霜，也不符合可持续发展战略的要求，并且大量的能源消耗以及较低的能源利用效率，必将造成巨大的热排放与热污染，粉尘、硫氧化物和氮氧化物的排放会造成空气污染加剧，二氧化碳的排放会造成温室效应等。根据我国“十二五”发展规划，燃煤火电机组新开工容量估计为3亿kW ,2015年发电总装机容量将达到14. 36亿kW，其中火电装机容量将到达9. 33亿kW。在这些机组中，除了北方部分非常缺水的地区使用空冷，多数机组都是采用循环水冷却排汽。在燃煤火电机组装机容量增添的进程中，碳排放总量也会随之增添，二氧化硫等污染物的排放量也将有较大幅度的增添，如果能对循环水中热量加以利用，提高能源综合利用效率，必定会节省石化能源的使用量，做到环境、经济、能源等多赢的局面[6]。 由于正常情况下循环水的温度比较低(一般冬季20-35℃)，达不到直接供热的要求，要用其供热，必须想办法适当提高其温度。中小型凝汽式汽轮机可以通过降低排汽缸真空从而提高循环水温度(60-80℃)的方法进行供热，即低真空运行循环水供热，该技术在理论上可以实现很高的能源利用效率，国内外都有很多研究和成功运行的实例，技术已很成熟，特别在我国一些北方城市得到了广泛的应用与推广。但传统的低真空运行机组类似于热电厂中的背压机组，其通过的蒸汽量决定于用户热负荷的大小，所以发电功率受用户热负荷的制约，不能分别地独立进行调节，即其运行也是‘以热定电’，因而只适用于用户热负荷比较稳定的供热系统。另外，机组低真空运行须对机组结构进行相应的改造，仅适应于小型机组和少数中型机组，对现代大型机组则是完全不允许的。在具有中间再热式汽轮机组的大型热电联产系统中，凝汽压力过高会使机组的末级出口蒸汽温度过高，且蒸汽的容积流量过小，从而引起机组的强烈振动，危及运行安全。大型汽轮机组的循环冷却水进口温度一般要求不超过33℃(相应的出口温度在40℃左右)，如果供热温度在此范围之内，则机组结构不需作任何改动，且适应于任何容量和类型的机组。但目前适应于该温度范围的供热装置只有地板低温辐射采暖，因此其应用范围受到比较大的限制[7]。 提高电厂循环水温度用于供热的另一个方法是采用热泵技术，即以电厂循环冷却水 为低位热源、利用热泵技术提取其热量后向用户供热。电厂循环水与目前常用的热泵热源相比，具有热量巨大、温度适中而稳定、水质好、安全环保等优点，是一种优质的热泵热源。以电厂循环水作为热泵低位热源进行供热，可以方便灵活的实现供热量与用户需求之间的质”与量”的匹配，也不会对发电厂原热力系统产生较大影响[8]。利用热泵装置回收循环冷却水余热返回热力系统中用于加热凝结水，可以减少相应低压加热器的抽汽消耗量，从而增加电厂的发电量，降低电厂的发电煤耗值，提高电厂运行的经济性。因此电厂循环水水源热泵是回收利用电厂循环水余热进行供热的一种较理想方式。 研究目的和意义 为了利用电厂中产生的大量温度高于环境温度10度左右的低温循环冷却水，从提高系统热力学完善性出发，选用第一类吸收式热泵，分析其循环机理，在此基础上以300MW机组为例，进行热力计算，分析其经济性。 通过采用热泵技术，部分的利用冷却系统的工艺循环冷却水，提取冷却水的余热，降低冷却水的温度，实现对余热的回收利用，将余热能源转换为可有效利用的能源，节约工艺中蒸汽能源的消耗，在实现节能减排，保护环境的同时，为企业创造直接的经济效益[9]。 二、本选题研究领域国内外的研究动态及发展趋势 国外研究动态及发展趋势 欧美、日木在余热回收方面的研究己经有很长的历史，自1973年的能源危以来各国对能源问题都给予了高度重视。 1976 年，美国.(Battele Columber Labs)就提出概念并进行市场预测，确信利用吸收式热泵回收余热技术技术有实用价值[10]。美国费城郊区，面积为407亩的Crozer-Chester医疗中心有25栋大楼，安装了一套能源转换系统。此系统的一部分利用一台工业热泵将来自该医疗中心的空调机房的废热转移到洗衣房用的热水中，单独此一设施在十年内将节省超过50万美元[11]。美国宾夕法尼亚州Bell电话公司的一座电话转换中心利用热泵吸取来自270冷吨的空调系统的冷却装置所聚集的废热，在10年的分析周期内将每年节省27000万美元[12]。日本三洋公司1981年以来就已经为日本和世界各地建立了20多套2000- 5OOOkW规模的AHT装置，大多用于回收石化企业蒸馏塔顶有机蒸汽的热量[13]。至今为止，先期建立的装置己经成功运转十多年。他们利用溟化铿/水单级热泵回收工业废热，将锅炉给水由93℃升高到117℃，且己经成功应用于工业领域，其应用装置总数占世界一半以上[14]。 近年来，热泵的发展取得长足的进步。Vander Pal[15]等人研发了一种压缩/吸收混合式热泵机组，将低于100℃的工业废热进行提升，对混合式热泵建立模拟计算模型并进行实测验证，结果显示当压缩机位于蒸发器和吸附反应器之间时，其对机组能效的影响显著大于压缩机位于吸附反应器和冷凝器之间时，后者与纯粹热驱动机组相比能效几乎相同，充分证明了研究系统内各部件之间相互影响的重要性。Miyazaki[16]等人提出了一种双蒸发器吸收式制冷机，这一新型制冷机由2个蒸发器、1个冷凝器和3个吸收器组成，蒸发和吸收同时在2个不同的压力下进行，可以扩大浓缩和稀释过程中吸附质的浓度变化范围。实验结果表明在给定条件下双蒸发器吸收式机组的性能系数是普通机组的倍。Christian Keil[17] 等研究了吸收式热泵在低温集中供热系统中的应用。 国内研究动态及发展趋势 我国的余热回收发展较国外要晚一些，回收利用的余热主要是烟气的显热和生产过程中排放的可燃气，低温余热利用还处于起步阶段。而且我国在余热(特别是低品位的余热)回收方面，还主要是采用压缩式热泵的方式。在吸收式热泵应用方面还很落后。近几年来，有不少人对利用吸收式热泵技术回收余热进行了大量的研究。 大连三洋制冷有限公司的肖永勤[18]提出利用溴化锂吸收式热泵回收地热尾水余废热为油田作业区提供采暖水方案，用一台溴化锂吸收式热泵机组取代原3台蒸汽锅炉，投入使用2个采暖季后，节约燃气费用121万元，节能率达原系统能耗的46%。 东北电力大学的周振起[19]对用热泵装置回收循环冷却水余热再加热锅炉进风进行研究，可以减少辅助蒸汽用量，也可减少抽汽消耗量，从而提高电厂的热经济性。 华电电力科学研究院的周崇波[20]等人对已经投产的125MW等级火电厂以及300MW等级火电厂采用大型吸收式热泵回收循环水余热用于城市集中供热的余热回收利用系统进行性能测试，得出热网水回水温度升高，驱动蒸汽压力减少等造成的劣行影响大于相应参数反方向变化带来的良性影响，且驱动蒸汽对制热量及回收余热量的影响要大于热网水与余热水的影响。 河北省电力研究院的郭江龙[21]利用电能的换热系数来讨论压缩式热泵和吸收式热泵两种系统的经济性，对于指导热泵选型具有重要意义。 吕太、刘玲玲[22]根据大唐第三热电厂的实际情况，对将工业抽汽、工业抽汽与采暖抽汽、采暖抽汽作为驱动热源这三种情况进行分析，进行热经济性计算。 吴星[23]等人研究发现循环水供热由于供回水温差较小(10-15℃)，同样供热负荷下较城市热网需要更大的管网投资和水泵电耗。因此，循环水供热的适用范围为电厂周边半径3-5km。 西安交通大学的孙志新[24]建立了电厂循环水水源热泵的数学模型，分析了凝汽器温度对热泵蒸发温度和制热系数等主要参数的影响，并计算得到热泵供热优于抽汽供热的临界参数。 华电电力科学研究院的王宝玉[25]根据热泵系统的冷凝器取代低压加热器的循环方式，以3台额定负荷分别为200MW,300MW,600MW机组为例，进行节能分析，该方式能够简化电厂加热系统，是系统优化和节能的重要途径。 清华大学基于吸收式热泵回收循环水余热的供热技术先后在内蒙古赤峰及山西大同等电厂实施，大大提高了其供热能力[26]。北京、山西等地的多家电厂采用吸收式热泵机组吸取循环水余热用于供热的实践工程已经取得了良好的企业效益和社会效益，在节能与环保方面率先垂范，如大同某电厂的余热利用项目年节水效益万元，年节约标煤万吨，年二氧化碳减排17万吨[27]。 中油辽河公司的金树梅[28]结合工程实例，比较了锅炉供暖与吸收式热泵供热系统的经济性，得出热泵系统的经济性更优于前者。 叶学民[29]以超临界660WM机组为例，利用等效焓降法计算分析吸收式热泵的经济性。 西山煤电集团刘振宇[30]根据燃煤电厂热电联厂集中供热中存在利用率低的现状，分别讨论了几种不同的乏汽余热回收供热的技术路线。 三、本选题拟主要研究的内容及采取的研究方案、技术路线 研究的主要内容 (1)根据吸收式热泵的理论循环过程，找出循环过程中各典型状态点，通过查阅资料，分析热泵实际循环中的影响因素; (2)以热泵系统各换热器为关键部件，建立吸收式热泵回收循环水余热的分析与计算模型; (3)以300MW供热机组为例，对机组的系统能效进行计算与分析; 研究方案 吸收式热泵可以分为输出热的温度低于驱动热源的第一类吸收式热泵(增热型)和输出热的温度高于驱动热源的第二类吸收式热泵(升温型)，在热电厂循环水余热利用时，适合采用第一类吸收式热泵。本选题以溴化锂吸收式热泵为对象，通过了解工质的性质，分析吸收式热泵系统的循环过程，假设整个系统处于热平衡和稳定流动流动状态，蒸发器和冷凝器出口工质为饱和状态，吸收器发生器出口的溴化锂溶液为饱和溶液，不计换热器换热损失，节流阀内为绝热节流过程，不计热网水物性参数变化，对系统建立数学模型，求出各换热器的换热量以及系统的热力系数，并且在机组供热量情况下，分别从机组供热能力充足和供热能力不足两方面讨论热泵系统的经济性。 技术路线 (1)根据溴化锂溶液的焓-浓度图或溴化锂水溶液的比焓值计算方程，确定热泵系统各典型状态点的焓值; (2)以热泵系统各换热器为关键部件，建立吸收式热泵回收循环水余热的模型，根据热平衡列出各换热器的热负荷方程，由各状态点的焓值，求得各具体换热部件的换热负荷，再由整个系统的热平衡方程式求出系统的热力系数; (3)在供热负荷和蒸汽初终参数不变的情况下，求出供暖抽汽量和热泵驱动热源抽汽量，在供热不足的情况下直接以热泵回收的循环水余热量讨论经济性，在机组供热充足的情况下，计算出安装热泵系统所节省的抽汽量，求出机组增加的功率，算出节省煤量，得出其节能收益; 四、本选题在研究过程中可能遇到的困难和问题，提出解决的初步设想 可能遇到的困难和问题：热泵的实际运行过程中会受到很多因素的影响，使得模型的建立与计算十分困难。分析节能效益时，单纯的从热量角度出发，得到的结果可能与实际收益相差太大，能否找到一种相对准确的评判其经济性的方法。 解决的初步设想：首先要熟悉并了解溴化锂溶液的性质及溴化锂吸收式热泵的工作原理，在对热泵系统进行建模时，忽略一些影响因素，做出一些理想假设。对于其节能效益的分析时，从供热能力或供热需求方面进行探讨。在遇到具体问题要仔细查阅相关资料，向学长和老师请教。 五、本选题研究的进度安排及预期达到的目标 研究的进度安排 (1) 了解课题，查阅资料，撰写开题报告; (2) 完成开题报告，开始着手对热泵系统建立模型; (3) 对模型进行计算并进行经济性分析，完成小论文; (4) 中期答辩; (5) 撰写毕业论文，准备毕业答辩。 预期达到的目标 (1)通过学习了解热泵的原理和在电厂中的应用; (2)研究热泵系统各部件换热，对其进行热负荷计算并完成经济性分析; (3)发表2-3篇较高水平论文; (4)顺利完成硕士研究生论文。 六、参考文献 [1] 王振铭.热电联厂分布式能源与能源节约[J]. 节能,2005，(5)：4-9 [2] 顾鑫，鹿娜，邵雁鹏.浅析火力发电厂节能减排的现实意义及措施[J].科技天地，2008，(15)：178 [3] 李增平.31-25-1型汽轮机组循环水供热改造[J].四川电力技术，2006，(1)：31-32 [4] F Moser,H pumps in industry[M].Amsterdam Qxford:Elsevier,1985 [5] 刘颖超.基于循环经济理念的电厂余热利用空调系统研究[D].保定：华北电力大学，2008 [6] 刘剑涛，马晓程，尤坤坤等.火电厂循环水余热利用方式的研究[J].节能，2012,(9):49-52 [7] 季杰，刘可亮，裴刚等.以电厂循环水为热源利用热泵区域供热的可行性分析[J].暖通空调，2005，35(2):104-107 [8] 赵斌，杨玉华，钟晓晖，邬志红.循环水吸收式热泵供热联产机组性能分析[J].汽轮机技术，2013,55(6)：454-457 [9] 张理论，赵金辉，张力隽.电厂冷凝水余热回收系统设计与应用[J].节能，2013，(3)：38-41 [10] 李荣生.浅析吸收式热泵技术[J].应用能源技术，2007,117(9)：40-42 [11] Goldstick RT.余热回收手册[M].谢帮新等译.长沙：中南工业大学出版社，1986,12-13 [12] Y,Schaefer L,Hartkopf and exerrgy analysis of double effect(parallel andseriesflow)absorptionchillersystems[C]//10th IEA Heat Pump [13] Talbi. 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