再生城市或工业废水,用于电厂冷却和锅炉给水
几个世纪以来,水被认为是一种商品,很少或没有限制使用。在今天的现代社会,水现在被认为是宝贵的资源和相当大的努力,以保护,循环利用,和限制其使用自由。州和联邦机构已经制定了指导方针和规章,限制其使用,特别是工业使用。
据美国地质勘探局称,美国的发电厂每天提取超过1650亿加仑的淡水,用于工厂的冷却循环。灌溉工业使用同样数量的淡水。然而,需要注意的是,考虑到火电对淡水的大量提取,实际用水量仅为3%,而灌溉行业的用水量为81%。
发电厂退出的水对水生生命,迁徙和濒危鱼类产生了不利影响。“清洁水法”第316(B)施加的新准则进一步限制了水的撤离,以限制许多新电站的冷却通过冷却。尽管由于人口和产业增长增加,但由于新的额外发电;美国母鹿进行的研究表明发电行业的淡水撤离,因为今天的旧工厂继续用更有效的冷却系统替换新工厂。此外,新工厂将使用替代品,例如冷却塔,干燥冷却或替代水源进行冷却。
It is also predicted by USGS, as well as, other U.S. land and water management agencies that the consumption of fresh water in the U.S. will increase by 30-50% by the year 2030 due to population growth and additional water needed by the irrigation industries. Considering the increase in demand for fresh water there will be additional pressure on power generation market to further reduce its fresh water consumption and attempt to locate other alternative sources of water for use. Currently, for once through cooling system, 20-50 gallons of water are typically required to generate each Kw-hr of electricity. Using a re-circulating cooling tower can reduce the water needed to 0.2 to 0.6 gallons of water to generate each Kw-hr electricity (Veil, 2007).
考虑到国家和联邦机构的持续压力,以减少热电电站的水摄入量,冷却塔或冷却池的使用可能越来越有吸引力。由于使用淡水或海水进行冷却塔补充水变得限制或不可用,需要考虑其他水源。一种潜在的冷却替代方案是使用处理过的城市废水作为化妆水源。Treated municipal waste water generated by Publically Owed Treatment Works (POTW) is commonly available and is widespread across the U.S. According to U.S. Department of Energy, 81% of the newly proposed power plants for construction reported by the Energy Information Administration (EIA) have enough cooling water supply from 1 or 2 POTW within a 10 mile radius. The availability of water is improved to 97% if the radius is extended to 25 miles from the proposed plant location. Similar encouraging availability is reported for many of the existing plants, if the decision is made to convert from Once Through Cooling to a re-circulating cooling tower or pond type cooling water system.
美国能源部赞助的研究和试验检测和匹兹堡大学进行的工作,表明次要处理的市政废水可以是可靠的冷却水化妆来源,这是广泛的可用的。在某些情况下,鉴于美国的一些地区的淡水稀缺,可能需要三级处理,并且仍然可能仍然保持成本效益。几十年前使用回收水用于工业用水的再生水进行了淡水。在FL,TX,CA和其他一些州只有少数植物使用了用于化妆水的再生水。然而,使用这种水源的兴趣正在增长,并且更多的植物正在寻找这种替代方案。使用次要处理过的市政废水时呈现了许多挑战。由于水含有高营养素含量,因此它允许苗条,藻类,细菌和其他生物体的形成和生长;这导致冷却系统内的生物污染。磷,氨 - 氮和其他溶解盐的存在有助于冷却水回路内的设备的缩放和腐蚀,包括冷凝器和热交换器。另外,在水中存在病原体和其他毒素的存在将需要在使用前处理水,以及对吹扫的处理。
考虑到已有的用于水的物理、化学和生物处理的成熟技术,可以对每种应用和水源进行评估,并确定适合该工厂的适当处理过程。
在几乎所有国家都有许可指导方针已经建立。这些指南包括冷却塔水中的各种化学品和生物成分的既定水平,漂移和排放。
当将再生水用于冷却塔或锅炉补给水时,最常考虑的处理方法包括:
- 筛选和过滤,使用粗筛、多媒体过滤或膜技术,如微滤或超滤。
- 沉淀法采用澄清剂或气浮法
- 使用石灰软化或明矾沉淀水软化水
- 使用膜技术纯化,例如MBR,RO或离子交换,EDI等。
- 使用活性炭,UV,H 2 O 2,O3等处理细菌,气味等。
- 利用压滤机、带式压滤机、污泥压实机等进行固体废物和污泥的分离管理和清除。
- 化学剂量和pH控制
- 采用机械系统,如循环胶球式或刷篮式系统,以保持冷凝器和换热器管的清洁。
对于每种应用,都需要考虑上述处理技术,并选择最有效的解决方案。下面的成功安装演示了将处理过的POTW废水用作冷却塔补充水和锅炉给水补充水的一些处理工艺的可行性和应用。




