3.1 除盐系统设计运行分析

传统的电站除盐系统主要用于除去原水中的离子杂质，也就是盐类杂质。近年来，随着水质标准(主要是核电站)的提高，除去水中有机物也成了除盐系统的重要功能。在不对二回路凝结水进行处理的电站，作为补给水的除盐水，其品质对蒸汽发生器炉水的水质有着非常重要的影响。

表2：正常功率运行期间蒸汽发生器炉水水质指标

3.1.1 秦山一期除盐系统运行和技术改造情况

秦山一期的除盐系统于上世纪八十年代初设计，采用了传统的“复床+混床”的离子交换技术。其流程为：活性碳过滤器 一级强酸阳床 二级强酸阳床 真空脱气塔 一级弱碱阴床 二级强碱阴床 混床，其中阴、阳床采用顺流再生，混床则采用体内再生。该工艺流程是基于设计前的取水水源长山河具有含盐量和有机物都不高的情况下设计的，但在八十年代，取水水源水质因当地农民将收割下来的麻放在长山河的支流中浸泡导致原水中的有机物大大超过设计值，为此增设了南北湖水作为备用水源。后来，随着水源的工业污染增加和夏季干旱时海水倒灌且南北湖用水在夏季干旱时被限制，电站投产后除盐系统仍不得不经常采用有机物和含盐量超过设计基准的原水来生产除盐水。由于原除盐系统不能深度除去有机物，因而使得除盐水中的有机物含量有时大大超过标准(1993 年8 月，除盐水中的总有机碳TOC 含量曾达到1800ppb，大大超过通常标准100ppb)，从而导致蒸汽发生器排污水的阳离子电导也维持在高水平上，有时甚至超标;除盐床也因原水中的高含盐量而经常再生，这使得酸碱耗量增大和运行成本升高，造成了一定的环境污染。针对这些问题，秦山一期上世纪末对除盐系统进行了改造，在活性碳过滤器和一级阳床之间增设了双滤料过滤器和反渗透装置，从而使除盐系统具有处理原水中高含盐量和有机物的能力、提高了除盐水品质，降低了运行人员的工作强度，同时也大大减少了再生酸碱耗量，有利于保护环境。

3.1.2 秦山二期除盐系统存在的问题

秦山二期的除盐系统于上世纪九十年代初设计，与秦山一期类似，也采用了传统的“复床+混床”的离子交换技术。其流程为：活性碳过滤器 强酸阳床 鼓风式除碳器 双室阴床(弱碱+强碱) 一级混床 二级混床，其中阴、阳床均采用逆流再生，而一、二级混床均为体内再生。由于秦山二期的取水水源为远离入海口的塍泾河，其含盐量比较低，因此采用上述工艺来制取含盐量低的除盐水是没有问题的。然而，该水源与一期的水源类似，也存在有机物含量高的问题，而该除盐工艺流程对除去有机物的能力是不强的，因此可造成除盐水中的TOC 含量超过标准。实际分析数据也表明，除盐水中的TOC 含量曾达到上千个ppb，大大超过通常的100ppb 的标准。利用这种高有机物的除盐水作为二回路热力系统的补给水时，增大排污虽然可以使其中的氯离子和钠离子等盐类杂质降低，但若凝结水精处理系统不运行，排污水的阳离子电导反而可能增大。这种补水会使蒸汽发生器炉水阳离子电导偏高甚至超标，同时也会给凝汽器不泄漏时不投运精处理混床仅靠除盐水品质来维持蒸汽发生器炉水品质造成了困难。为此，采用类似一期在上世纪末采用的技术改造办法应该同样使用于二期。

3.1.3 秦山三期除盐系统设计分析

秦山三期的除盐系统于上世纪九十年代中期设计，由于系统设计谈判时考虑到了秦山一期除盐系统运行中碰到的问题，为此不仅采用了传统的“复床+混床”的离子交换技术，而且还采用了超滤和反渗透等较新的膜处理技术。其流程为：超滤 反渗透 鼓风式除碳器 逆流再生强酸阳床 逆流再生强碱阴床 体内再生混床。虽然秦山三期除盐系统的取水水源也为秦山一期的长山河水源，且没有南北湖河水作为备用，存在着因海水倒灌氯离子高和环境污染有机物高等不利因素，但由于系统设计比较完善，即采用了能除去90%以上有机物的超滤和反渗透技术，使得生产出来的除盐水中所含的离子类和有机物杂质都处在低水平上。同时因为这些技术的使用，使得系统具有酸碱排放少、运行费用省和劳动强度低等优点，为秦山三期在凝汽器没有泄漏的情况下维持良好的蒸汽发生器排污水品质奠定了基础。

3.1.4 除盐技术的发展和将来除盐工艺的设想

在我国以前建成的热能动力电站中，不管是火电站还是核电站，其除盐技术都是采用以离子交换除去水中盐类杂质为核心，即采用所谓的“复床+混床”技术，其中的复床可包括若干个阳床和阴床，这种技术能够生产出杂质含量低达1ppb 级，完全能够达到一般水质规范要求的标准，但这种技术的缺点酸碱耗量大，不利于保护环境，尤其当原水中的含盐量高时，这种缺点表现得就更加明显;另外由于从上世纪九十年代提出要求限制除盐水有机物含量后，这种传统的除盐技术对处理高有机物的原水已显得力不从心。而与此同时，反渗透(RO)技术随着其膜性能的日益完善已在上世纪八、九十年代开始得到广泛使用，由于这种技术可除去水中98%的盐类杂质和分子量大于200 的有机物，不需要酸碱再生有利于环保，已被公认为目前最先进的水处理方法。然而反渗透(RO)对其进水水质要求高(淤泥指数SDI 要求小于5)，否则容易出现膜污染、浓差极化、结垢和水解氧化等问题。为了保证反渗透系统的长期稳定运行，上世纪九十年代推出了超滤(UF)作为反渗透的前置系统，这种技术可除去90%以上的有机物和99%以上的微生物，确保了反渗透进水品质淤泥指数SDI 符合要求。一般预处理系统生产的出水经过超滤(UF)和反渗透(RO)后，其电导率即可从上千μS/cm 降到一、二十个μS/cm 以下，此时再采用带有庞大再生系统的复床已不再是合理的选择。近年来得到迅速发展的电再生混床(EDI)正在陆续取代着传统的离子交换混床，这种混床不需要酸碱再生设施、运行成本低和出水水质稳定(可达0.058μS/cm)，因此这种电再生混床(EDI)正在成为反渗透出水的后续处理设施。由于电再生混床(EDI)也只能维持出水品质在1ppb 级，为了给核电站的热力系统提供优质的补给水，在电再生混床后可以设置一个非再生式的H/OH 混床以对电再生混床的出水进行精处理。由于非再生式混床进水品质已比较优良，再加上树脂几乎由100%H型和OH 型组成，因此可以期望这种混床不仅出水品质能维持0.1ppb 水平，而且运行周期也能够维持在半年以上，完全能够满足运行需要。从以上的分析和讨论可以看出，“超滤(UF)+反渗透(RO)+电再生混床(EDI)+非再生式混床(NRMB)”这种除盐系统具有以下优点：