有机物监测为发电用水处理提供解决方案

小苗芽

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汽轮机。

总有机碳（Total Organic Carbon，TOC）是造成腐蚀的罪魁祸首，TOC法能有效监测有机物污染。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。检测有机物浓度的变化，能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列表。

表1. 可能的有机污染源列表

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。在锅炉或汽轮机中，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、精确等优点。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，推动液体零排放

（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分析法可以检测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。