有機物監測為發電用水處理提供解決方案

簡介

對于核電廠、燃氣輪機發電廠、燃煤發電廠、地熱發電廠、生物質燃燒發電廠來說，超純水是發電系統的重要組成部分。發電用水通常來自于回收水、地表水、地下水等天然水源，用完后會被現場再利用或排放到環境中去。在提高整體發電效率、滿足排放要求、為現場回收水創造更多用途方面，水處理發揮著關鍵作用。好的監測工具不僅能幫助操作人員控制水處理、保護昂貴設備、避免意外停機，還能用來優化水處理過程以節省開支、提高生產效率、防止污染物腐蝕鍋爐和汽輪機。

總有機碳（Total Organic Carbon，TOC）是造成腐蝕的罪魁禍首，TOC法能有效監測有機物污染。人們發現的有機污染物的種類越來越多，TOC是所有有機化合物的總稱，TOC監測法在分別量化有機化合物方面提供了快速、簡單的解決方法。檢測有機物濃度的變化，能幫助識別系統工藝的違規之處。監測控制點有助于查找和排除污染源。

源水中的有機化合物經過處理，在鍋爐中氧化成腐蝕性酸。在水的回流側，蒸汽冷凝后被循環使用。但冷卻過程（在打開或關閉時）可能會將冷卻劑或污染物從外部環境泄漏到工藝蒸汽中。表1是可能的有機污染源列表。

表1. 可能的有機污染源列表

例如，人們很難用傳統處理方法去除源水中的多糖，而電導率或UV 254傳感器也很難檢測到多糖。在鍋爐或汽輪機中，多糖會在高溫高壓下分解成具有腐蝕性的甲酸和乙酸，進而酸化蒸汽，造成腐蝕，并在鍋爐中留下沉積物。維護和修理鍋爐時，工廠不得不停機減產。為了防止鍋爐受到損壞，有些鍋爐保險公司和監管機構要求工廠滿足很低的TOC限值，低至200 ppb（VGB）或100 ppb（EPRI）。多糖也同超濾（Ultrafiltration，UF）和反滲透（Reverse Osmosis，RO）污染有關。只有準確監測和去除有機化合物，才能有效地保護設備。

總有機物包括離子形式和非離子形式的化合物，以及芳香族和非芳香族化合物。在監測總有機物濃度方面，TOC監測法具有可靠、精確等優點。圖1顯示了關鍵監測點，以查找泄漏或潛在污染處。表2是TOC分析法舉例。

圖1. 需要監測的關鍵區域

表2. TOC分析法舉例

現場再利用，推動液體零排放

（Zero Liquid Discharge，ZLD）

隨著排放標準越來越嚴格，以及污水處理成本不斷提高，工廠不得不減少用水量和排水量。這就增加了零液體排放（ZLD）系統監測和自動化的市場需求。在系統前端冷卻和循環利用蒸汽，可以節約用水、提高工作效率。 

TOC分析法能盡早檢測到乙二醇等冷卻液是否泄漏到工藝水流中，從而幫助操作人員采取措施以防止系統停機或永 久性的設備損壞。TOC分析法能提供準確數據，來幫助操作人員決定是否重新使用或者舍棄回收的水流。

結論

TOC分析法可以檢測和控制發電用水中的化學物質，極大降低有機物污染。通過有效監測和處理進水，工廠可以將腐蝕性離子濃度降到很低的水平。源水中的有機物含量和種類總是變化，因此只有監測水源，才能有效達到監測目的，保護昂貴設備不被損壞。還有一些有機物會污染膜和樹脂床。盡可能地減少有機污染物，有助于節約成本、提高效率。新型的高溫高壓鍋爐通常要求TOC限值低至100 ppb，內部控制限值低至10 ppb。補給水或回收水必須經過適當處理，才能達到上述要求和滿足更嚴格的排放標準。有機物監測法能檢測到泄漏、微生物生長、處理失效、有機物污染。減少此類問題能夠幫助工廠降低生產成本、提高發電效率。