随着 《北京市水污染防治条例》 及 《DB 11307— 2013 北京水污染物综合排放标准》 的发布与实施，污水排放标准不断严格化。出于节约水资源需求，大部分电厂采用再生水作为循环冷却补充水，导致循环系统排污水中氮磷及有机物浓度进一步增加，无法直接排放。因此对循环冷却系统浓缩倍率的控制、 排污水的稳定达标排放和回收利用，成为影响电力行业技改立项、 环保验收和企业经济指标的重要因素，甚至成为评价城市再生水利用可行性和合理性的条件。

电力行业的工业废水主要来自于化学水处理和循环冷却系统的排污水。近年来，由于水资源短缺，北京市的新鲜水资源不可能再提供给热电厂做循环水使用，越来越多电厂采用城镇污水再生水作为循环冷却系统的补充水。再生水一般执行一级 A标准，但其中仍含有一定质量浓度的 CODCr、 NH3-N、TN、TP等污染物，循环冷却水的浓缩倍率一般为 3~4，且系统投加的阻垢剂和缓蚀剂通常含有磷，导致循环冷却排污水的 TN质量浓度约为 30~ 40 mg/L，TP为 1~4 mg/L，不属于“清净下水”，不能直接排放，需要通过处理后才能够达标排放。同时，循环冷却系统排污水中的盐分一般也较高，通常达到 1500 mg/L，将循环冷却排污水经过脱盐等深度处理后回收利用，既能节约企业成本，又能保护资源环境，也是科学发展的需要。

电力行业循环排污水减排技术主要为脱盐技术，常用的脱盐技术包括反渗透、电渗析、离子交换、电吸附法等^[1]。

反渗透除盐法的优点是除盐效率高；缺点是所需能耗比较大，膜组件成本比较高，为了维护系统的稳定运行，在反渗透之前需加强预处理（包括浊度、 pH值、杀菌等）措施，还需使用药剂定期清洗，且分离效果依赖于半透膜的特性。目前常用的反渗透脱盐工艺有：微滤 +反渗透工艺、超滤 +反渗透工艺以及高效反渗透工艺。内蒙古华电包头发电厂利用超滤 +反渗透工艺对循环水的排污水进行脱盐处理，达到了锅炉补给水的水质要求，将其用作锅炉补给水的水源 ^[2]。河北省某余热发电厂采用机械加速澄清 +多介质过滤 +超滤 +反渗透的组合工艺对循环水排污水进行回用处理，处理后淡水作为循环水系统补水，浓水用于超滤反冲洗，出水水质稳定，且易于实现自动控制^[3]。

另外，循环排污水膜处理工艺中，药剂的选用以及药剂用量也很关键 ^[4]。在循环冷却系统中，为防止冷却水对设备的腐蚀和结垢，须加入起分散作用的水质稳定剂，而回用处理过程中，需加入起助凝作用的混凝剂，因此必须搭配好二者用量，以免影响混凝沉淀处理效果^[5]。

离子交换除盐法具有操作控制容易、除盐率高等优点。但是由于循环冷却排污水中含盐量很高，采用离子交换脱盐会导致树脂失效快、再生频繁、酸和碱消耗量大、运行费用高等问题；同时会产生大量酸、碱废水，对环境造成二次污染 ^[1]。同时离子交换技术设备较多，系统复杂，投资较大，因此，采用离子交换脱盐法不经济。

电渗析除盐技术的优点是工艺简单，技术成熟可靠，且易于设备化，无需酸碱再生，除盐率可达 80%~90%，对盐质量浓度为 500~4000 mg/L的水质，电渗析除盐法较适用。但该法能耗大，水回收率低，且脱盐不彻底，膜堆漏水现象较严重，通常需以离子交换工艺进行后续处理，进一步除去水中的阴阳离子。同时，电渗析除盐法工作电压较高，易发生水分解，膜堆结垢现象较严重，会影响设备的连续运行。

脱盐技术虽然使得循环冷却排污水部分得到回用，减少了排放量，但产生的浓水中的氮磷质量浓度更高，无法达标排放，需要就进一步脱氮除磷，且脱盐技术费用昂贵。针对以城市再生水作为补充水的电厂，采取合适的脱氮除磷技术对其循环冷却系统排污水进行处理是根本的解决方法。

电厂循环冷却水系统在运行过程中需投加阻垢剂和缓蚀剂，控制微生物生长需投加杀生剂，从而导致出水余氯高，不利于后续生物处理工艺中微生物生长。循环冷却系统排污水中的盐分一般也较高，通常可达 1500 mg/L，对后续微生物处理会造成一定的影响。电厂循环冷却系统排污水的水温最高可达 40 ℃，也是后续深度处理需要解决的问题。另外排污水的特点通常为高氮低碳，再生水中本身包含的有机物属于较难降解的生物物质，无法作为反硝化脱氮的碳源。以城市再生水为原水的电厂，针对其循环系统排污水高温、高盐、高氮低碳、含余氯和阻垢缓蚀剂等特性，选用的循环排污水深度处理工艺应具有高效去除有机物、 SS、TN、TP等污染物，且具有耐活性氯、耐盐分和耐高温等功能。目前我国对此方面的研究相对缺乏，工程实践 也较少。

北京京西燃气热电有限公司循环冷却排污水深度处理示范工程是具有代表性的电力行业循环排污水处理工程，设计规模 10 000 m3/d，采用复合生物滤池和活性砂滤池集成工艺（见图 1），设计进、出水水质见表 1。

图1(Figure 1)

图1 循环冷却排污水深度处理工艺流程图

表1(Table 1)

表 1 设计进、 出水水质

表 1 设计进、 出水水质

复合生物滤池（Combined Biological Filter，简称 CBF）是曝气生物滤池（Biological Aerated Filter，简称 BAF）的改良工艺。曝气生物滤池是在生物接触氧化工艺的基础上，借鉴饮用水处理中过滤的工艺而产生的一种好氧生物膜法废水处理工艺^[6]。其工作原理是在一级强化处理的基础上，以颗粒状填料及其附着生长的生物膜为主要处理介质，当污水流经滤池时，利用滤料上所附着生物膜中高浓度的活性微生物和滤料粒径较小的特点，充分发挥微生物的生物代谢、 生物絮凝、 生物膜和填料的物理吸附和截留等作用，实现对污染物在同一单元反应器内的高效去除^[6]。

活性滤料滤池又被称为流砂过滤器、 活性砂滤池、 高效流砂过滤器等。活性滤料滤池中，滤池能自动、连续地进行滤层清洗更新，整个过滤过程中滤层是缓慢向下移动的。过滤后的滤料经提升清洗后进入滤池进入下一个过滤循环。作为一种拥有独特设计的过滤系统，它以一次性投资费用较低、无需反冲洗系统、运行及维护费用低等优势，在污水深度处理工艺中得到越来越多的应用。

循环排污水处理工艺一体化自动控制技术以复合生物滤池+活性滤料滤池为关键技术。反冲洗控制和碳源投加控制是保证复合生物滤池正常运行的关键过程。运行过程中由在线监测系统将反硝化滤池的进出水参数如 NO3-N、 浊度、 COD、 流量等参数反馈给智能控制系统，系统根据滤池模型运算，进而控制进水泵、 进水调节阀、 碳源投加阀、 投药泵、 反冲洗风机、 反冲洗进气阀、 反冲洗水泵、 反冲洗进水阀等，实现系统的智能化运行。复合生物滤池智能控制过程见图 2。

图2(Figure 2)

图2 复合生物滤池智能控制过程

除磷药剂投加和反洗控制是活性滤料滤池的智能控制关键。在活性滤料滤池控制方案中，由在线监测系统将活性滤料滤池的进出水参数如浊度、流量、总磷等参数反馈给智能控制系统，根据运算结果，进而控制除磷药剂投加系统、进水泵、进水调节阀、提砂风量等，实现系统的智能化运行，并通过示范工程进行检验。

通过复合生物滤池智能控制方案及活性滤料滤池自动控制方案的集成研究，解决复合生物滤池和活性砂滤池控制系统与电厂控制系统的兼容等问题，最终实现废水处理系统与火电厂其他系统统一控制，实现高度自动化和智能化，且就地无需人员值守。

城市再生水回用于循环冷却水系统后，总氮指标随浓缩倍率提高而提高。工程进水水质如表 1所示，表中显示进水总氮质量浓度最高可达 40 mg/L，而进水 COD质量浓度只有 20 mg/L，属于典型的高氮低碳废水，进行脱氮处理需补充碳源，使 C/N达到 3~4。因此，在系统运行时须比较不同碳源如甲醇、乙酸钠等对滤池处理效果的影响，确定外加碳源投加量与进水总氮的响应关系，进一步优化滤池的工艺单元。另外，循环冷却排污水夏季水温最高可达 40 ℃，在运行时须考察水温、 TDS的变化对复合生物滤池处理效果的影响；复合型生物滤池系统还需避免各种水质稳定药剂对水处理微生物的影响。分析复合生物滤池的进出水方式、布水布气方式、回流比、清洗方式等对氨氮、硝酸盐氮、有机物和浊度等的去除效果变化，从而优化工艺运行方式并确定主要的工艺设计参数滤速及停留时间。

北京京西燃气热电有限公司循环冷却排污水深度处理示范工程在使用城市再生水作为电厂循环冷却补充水的排污水处理工程中，具有一定创新性和代表性，为电力行业循环排污水的达标排放处理提供了技术依据和工程实例。针对目前电力行业循环系统排污水的污染减排和回用技术，还须对现行的深度处理和回用适用技术在污染物削减、经济性、安全性和环境安全性等方面进行系统分析和评估，进一步开展技术研究和工程示范建设；结合国内外现有的设计成果和相关规范及装备水平，编制出适合电力行业、可操作性强的城市再生水回用于电厂的节水减排和排污水处理技术指南，为电力行业的水污染防治提供依据。