有机物监测为发电用水的处理提供解决方案

简介 

       对于核电厂、燃气轮机发电厂、燃煤发电厂、地热发电厂、生物质燃烧发电厂来说，超纯水是发电系统的重要组成部分。发电用水通常来自于回收水、地表水、地下水等天然水源，用完后会被现场再利用或排放到环境中去。在提高整体发电效率、满足排放要求、为现场回收水创造更多用 途方面，水处理发挥着关键作用。好的监测工具不仅能够帮助操作人员控制水处理、保护昂贵设备、避免意外停机，还能用来优化水处理过程以节省开支、提高生产效率、防止污染物腐蚀锅炉和气轮机。 

       总有机碳（Total Organic Carbon，TOC）是造成腐蚀的罪魁祸首，TOC 监测法能够有效监控有机物污染1。人们发现的有机污染物的种类越来越多， TOC 是所有有机化合物的总称，TOC 监测法在分别量化有机化合物方面提供了快速、简单的解决方法。测量有机物浓度的变化，能够帮助识别系 统工艺的违规之处。监测控制点有助于查找和排除污染源。 

       源水中的有机化合物经过处理，在锅炉中氧化成 腐蚀性酸。在水的回流侧，蒸汽冷凝后被循环使 用。但冷却过程（在打开或关闭时）可能会将冷却剂或污染物从外部环境泄漏到工艺蒸汽中。表 1 是可能的有机污染源的列表。

表 1. 可能的有机污染源的列表

       例如，人们很难用传统处理方法去除源水中的多糖，而电导率或 UV 254 传感器也很难检测到多糖。 在锅炉或气轮机中，多糖会在高温高压下分解成 具有腐蚀性的甲酸和乙酸，进而酸化蒸汽，造成 腐蚀，并在锅炉中留下沉积物。维护和修理锅炉 时，工厂不得不停机减产。为了防止锅炉受到损 坏，有些锅炉保险公司和监管机构要求工厂满足 很低的 TOC 限值，低至 200 ppb（VGB）或 100  ppb（EPRI）。多糖也同超滤（Ultrafiltration， UF）和反渗透（Reverse Osmosis，RO）污染有 关。只有准确监测和去除有机化合物，才能有效 地保护设备。

       总有机物包括离子形式和非离子形式的化合物， 以及芳香族和非芳香族化合物。在监测总有机物 浓度方面，TOC 监测法具有可靠、极ng确等优点。 图 1 显示了关键监测点，以查找泄漏或潜在污染 处。表 2 是 TOC 分析法举例。

图 1. 需要监测的关键区域

表 2. TOC 分析法举例

现场再利用，推动零液体排放（Zero  Liquid Discharge，ZLD）

       随着排放标准越来越严格，以及污水处理成本不 断提高，工厂不得不减少用水量和排水量。这就 增加了零液体排放（ZLD）系统监测和自动化的市 场需求。在系统前端冷却和循环利用蒸汽，可以 节约用水、提高工作效率。 TOC 分析法能够尽早 检测到乙二醇等冷却液是否泄漏到工艺水流中， 从而帮助操作人员采取措施以防止系统停机或永 久性的设备损坏。 TOC 分析法能够提供准确数据， 来帮助操作人员决定是否重新使用或者舍弃回收的水流。 

结论 

      TOC 分析法可以测量和控制发电用水中的化学物 质，极大降低有机物污染。通过有效监测和处理 进水，工厂可以将腐蚀性离子浓度降到很低的水 平。源水中的有机物含量和种类总是变化，因此 只有监测水源，才能有效达到监测目的、保护昂 贵设备不被损坏。还有一些有机物会污染膜和树 脂床。尽可能地减少有机污染物，有助于节约成 本、提高效率。新型的高温高压锅炉通常要求 TOC 限值低至 100 ppb，内部控制限值低至 10  ppb。补给水或回收水必须经过适当处理，才能达 到上述要求和满足更严格的排放标准。有机物监 测法能够检测到泄漏、微生物生长、处理失效、 有机物污染。减少此类问题能够帮助工厂降低生 产成本、提高发电效率。