东风汽车公司热电厂的水处理系统由中南电力
设计院设计，预处理部分为2台出力为240m3·h-1的
水力循环加速澄清池与无阀滤池。该厂吸收系统电
厂的经验，将排泥斗排泥改为夹层底排泥，清水区加
装了斜管。正式投运后发现澄清池出力低，运行稳定
性差，经常出现翻池，泥渣不足，甚至跑空，成为制约
系统出力的"瓶颈"环节。为此，该厂在加泥及加药
方式上进行改进，又请西安热工研究所帮助技改、调
试，情况有些改善。但澄清池达不到额定出力，运行
稳定性差的问题，仍然没有得到根本解决。最终专家
结论为，低温低浊度水源的澄清处理技术，是水处理
界公认的最难解决的课题。由于问题长期得不到解
决，1998年该厂又新建了第3座出力为320m3·h-1的
机械搅拌澄清池，以增加出力。
十堰市热电厂，水处理是以城市自来水为水源
的一级除盐系统，为降低制水成本，改用百二河水库
水为水源。该水库为小型水库，库区内养鱼，上游水
系又分布着很多家“农家乐”。所以，该库水有机物
含量较高，2004年8月3日至2005年7月15日，直
接到水库取样的化验数据，化学耗氧量COD，平均为
3.58mg·L-1，最高达6.16mg·L-1，比东风汽车公司热
电厂的水源地－黄龙水库差一个等级。从全国来看，
该指标也是偏高的。比该厂水质好得多的水源，设计
部门通常的设计方案是建一套包括澄清池、无阀滤
池等设施在内的预处理系统。这种传统设计方案的
优点，一是电力系统普遍采用的方案，有典型设计图
纸，设计比较得心应手。二是该方案除有机物的能力
较强，能减轻有机物对阴树脂及炉水的污染。其缺点
为：占地面积较大，大部份是土建工程，施工周期长，
投资较大。（2）澄清池目前也有新的发展，为此要在
原有设计的基础上，对排泥、加药、加泥浆、加斜管等
方面进行改进设计。（3）因澄清池是泥渣过滤型，泥
渣层的形成有一个较长的过程，故要求连续运行，设
备不适合频繁启停。（4）澄清池易受外界环境温度
的影响，冬季该地区属于低温低浊度水质，泥渣层形
成较困难，絮凝物密度小、比重轻、沉降速度慢、要适
时补加助凝剂和黄泥浆，以维持泥渣层的良好状态。
此外，原水温度、流量、加药量、排泥量等参数的变化，
都会影响到泥渣层的工况。要求运行调整要准确、及
时、否则容易翻池或泥渣减少，甚至跑空。（5）要有一
套加药计量系统，全年的药品费用开资较大。（6）在
低温低浊度地区，大部分澄清池出力达不到设计要
求，只能达到60%～80%。（7）澄清处理是水处理工
艺中自动化程度最低，劳动强度最大，环境最差的生
产环节。
该地区为丘陵山地，冬季水的浊度较低，夏季洪
水到来，浊度又很高。例如：1988年8月5日，该市降
了40～50mm的大雨，黄龙水库的源水浊度，由30
游晓凡1，张远柱2，宋琦文2
（1.武汉加利水处理工程有限公司，湖北武汉442002；
2.东风汽车公司热电厂，湖北武汉442002）
介绍了以地表水为水源的水处理系统设计中，不设计澄清池与无阀滤池的另类系统。该系统极其简单，少占
用土地，不加凝聚药剂，能充分利用老水处理系统的设备，投资少，见效快，出水质量高。解决了低温、低浊度、地表水
源地区澄清池出力低，运行稳定性差的难题。
澄清池；无阀滤池；低温；低浊度；地表水
TU991.11+3B
收稿日期：2009-02-16
作者简介：游晓凡（1964－），男，工程师，研究方向为水处理；联系电话：0719-8238916；E-mail：zhangyuanzhu916@163.com
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表1纤维过滤器、活性炭过滤器COD与Fe的去除率统计表（/%）
Table1RemovalrateofCODandFebyfiberfilterandactivatedcarbonfilter
项目月份最高最低平均13456789
纤维过
滤器
活性炭
过滤器
预处理总
去除率
COD
Fe
COD
Fe
COD
Fe
17
54
25
49
39
78
16
59
24
31
39
68
19
53
20
26
35
65
19
52
20
40
36
75
41
66
34
53
63
83
18
73
13
12
28
76
12
64
11
3
21
65
14
70
16
9
27
72
41
73
34
53
63
83
12
52
11
3
21
65
19.5
61.4
20.4
27.9
36
72.8
度猛增到200多度。如果采用膜分离水处理技术，反
渗透除盐工艺也是可行的，但该工艺对预处理要求
更高，更要上澄清池与无阀滤池，以便为反渗透除盐
设备的正常运行创造条件。同时，要额外花一大笔资
金购买反渗透除盐设备，根据该厂的资金困难状况，
是不可能的。
由于澄清池存在以上问题，加上该厂化学车间
周围也没有足够的扩建场地。通过充分论证，该厂大
胆突破传统的设计理念，采用纤维过滤器取代澄清
池与无阀滤池，同时，对碱加热与树脂复苏系统采用
新的工艺措施。
纤维过滤器与澄清池+无阀滤池相比较，具有
占地面积小、投资省、过滤效率高、截污容量大、不加
药剂、有一定的除有机物和铁的能力、运行操作简便、
节省人力物力等优势。自1990年以来，发展普及的很
快，设备结构逐步优化臻于完善。据有关资料介绍，
“纤维过滤器可以除掉60%左右的有机物和80%的
胶体物资”，“对铁的去除率可达40.6%”。该厂利用
水处理间预留的空位，安装了2台直经3m、单台出
力为300m3·h-1的自助力式纤维过滤器。通过8个月
运行统计，COD去除率最高时达41%，最低为12%，
平均为19.5%。比资料介绍的低一些；对铁的去除率
最高时达73%，最低为52%，平均为61.4%，比资料介
绍的高一些（见表1）。
夏季洪水期，源水浊度很高时纤维过滤器也能
适应，入口浊度50NTU时，出口浊度能达到5～10
NTU，该厂将2台纤维过滤器串联运行，出口浊度能
达到3NTU以下。若遇特殊情况（还没有出现过），可
启用备用水源（自来水）或临时用储水池中1600m3
的储备水。
纤维过滤器性能虽然良好，但通过一段长时间
的运行后，出现进出口压差增大，有时超过0.2
MPa，甚至超过0.3MPa，过滤周期明显缩短的问题。
即使认真的按规程通气擦洗，也不能使纤维上的污
物清除的干净彻底，每次冲洗都残留一小部分，日积
月累到一定的程度，就会影响到纤维的正常工作。为
此，该厂采用了化学清洗的方法，处理以后，效果较
好，进出口压差下降到0.02MPa以下。
该厂原设计有2台直径为2.6m，单台出力为198
m3·h-1的活性炭过滤器，其主要任务是除去自来水中
的游离氯，防止氯离子对树脂的破坏。水源改为水库水
以后，库水中氯离子含量较低，有机物含量反而很高，
就利用活性炭过滤器来降低库水中有机物的含量。由
于地表水中有机物种类繁多，分子的大小差别也很大。
所以在不同的条件下活性炭去除有机物的效率差别很
大，据资料介绍“其吸附率大约在20%～80%之间”。
由于活性炭污染失效后，再生复苏很困难，大多数
电厂把用过的活性炭报废，当垃圾扔掉，重新购买新活
性炭。该厂为了节约资源，减少浪费，对活性炭采用高
温蒸汽吹洗加化学处理的方法进行再生复苏，取得一
定效果。
通过一年多的运行证明，采用纤维过滤器加活性
炭过滤器的预处理系统，有以下优点：
（1）占地面积小。建一套出力为2伊240m3的澄清
池+无阀滤池，需要占用土地约800m2；建同等规模的
纤维过滤器加活性炭过滤器，需要土地132m2，减少
83.5%。该厂没有占用室外一寸土地，投资相对较低。
（2）能充分利用现有设备。如活性炭过滤器、树脂
复苏罐、化学升压泵、反洗水泵等。实质就是在原一级
除盐系统的基础上，仅增加了两台纤维过滤器。
（3）不受外界环境温度的影响：低温低浊度的水
源对澄清池而言是难题，但对纤维过滤器而言，反而有
利，入口浊度低，出口浊度会更低。该厂原水浊度，冬季
大都在20NTU以下，经纤维过滤器过滤后，浊度在2
NTU以下。
（4）有一定的除有机物及铁的能力（见表1）。
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预处理总去除率，系由纤维过滤器入口与活性炭
过滤器出口之差值统计的，故与月平均值有些偏差。从
表1可以看出，活性炭过滤器除有机物和铁的能力逐步
在下降。除有机物的能力最高34%，最低11%，比资料
介绍的差一些；纤维过滤器除铁的能力有少量上升；总
的看除铁优于除有机物的效果；经过预处理的水，COD
共测定28次，最高3.68mg·L-1，最低1.01mg·L-1，有6
次超标（标准为COD臆2mg·L-1以O2表示），合格率
为79%。
（5）由于没有澄清池，自然就不用加凝聚剂，助凝
剂和泥浆，车间环境卫生得到改善。全年能节省可观的
药品费、电费、运行和设备维护等费用，东风汽车公司热
电厂全年消耗凝聚剂18～20吨。
（6）纤维过滤器结构简单，运行维护操作容易掌
握，劳动强度大幅降低。
（7）没有澄清池泥渣层的形成过程，故设备可以频
繁启停。
（8）能达到设备的额定出力，除满足化学制水外，
还能给汽机循环系统补水。
除以上优点外也存在不足，除有机物的能力与澄
清池相比差一些，为此会加重阴床及炉内的负担。为防
止有机物对阴树脂的污染，该厂阴床采用了新的碱加热
再生工艺。
该内容已刊登在《工业水处理》杂志，2009年
第1期，《一项再生度高的阴树脂再生工艺》。文中
谈到：“2006年3月（水源自来水），阴床出水全月
SiO2含量最高达135滋g·L-1，平均为50.3滋g·L-1。新
工艺实行以后的2008年3月（水源库水），阴床出
水全月SiO2含量平均为13.4滋g·L-1，下降73%”。
SiO2大部时间在1～5滋g·L-1，最低到1滋g·L-1。这说
明每次再生对HSiO3-都再生的比较彻底，对最难交
换的HSiO3-都清除的比较彻底，因此除盐水质量大
幅提高。如果长期维持SiO2含量在1～5滋g·L-1范围
低水平运行，可以减轻或避免阴树脂的深度污染。这
也是延长树脂使用寿命降低成本的根本出路。”
特别强调的是取得以上成绩，是在下列情况下
实现的，更显得难能可贵。（1）白二河库水比自来水
水质差，两种水质COD值的对比。自来水：2002年
全年检测28次，最高3.7mg·L-1，最低0.24mg·L-1，
平均1.94mg·L-1；白二河库水：2007年全年检测28
次（纤维过滤器入口取样），最高5.3mg·L-1，最低
2.0mg·L-1，平均3.05mg·L-1。平均上升1.11mg·L-1，
比自来水增加57%。（2）改为库水后一直沿用的是
201伊7凝胶型苯乙烯强碱性阴离子交换树脂，该树
脂已经连续使用了10年，每年都要经过多次复苏，
面临报废的树脂。（3）预处理部分没有澄清池。（4）
改水后化学车间除盐运行人员每班2人，没有增加。
由于碱加热再生工艺取得令人满意的效果，为
该厂不上澄清池，奠定了基础。
虽然，阴树脂有机物污染的问题基本解决，但阳
树脂污染问题仍然存在。因库水中的各种杂质种类
很多，除有机物外，还有细菌，铁的氧化物，油类等。
这些物质能堵塞树脂的微孔，从而使微孔里的活性
基团不能进行离子交换，树脂仍然有被污染的可能。
虽然阳树脂的污染没有阴树脂严重，但也不可小视，
因此树脂的复苏处理仍然是不可缺少的措施。所以，
目前各火电厂大都对树脂进行复苏处理，但普遍存
在以下问题：
（1）临时管道多，安装拆卸麻烦。
为了对树脂进行复苏处理，一般都安装有复苏
罐及附属设备，但因每年仅进行为数不多的几次复
苏，故大部分都采用临时管道。将树脂从阴阳床输送
到复苏罐，复苏好后，再由复苏罐送回阴阳床。每台
阴阳床都处理结束后，把临时管道再拆除。有的厂嫌
麻烦，直接把复苏液输入阴阳床，在阴阳床体内进行
复苏，所以，不少电厂复苏罐一直处于闲置状态。
（2）没有溶解食盐的设施。
由于没有安装溶解食盐的设施，有的单位只好
把阴阳床上人孔打开，用人力将固体食盐从上人孔
倒入，因食盐未能均匀溶解，大部分没有参与化学反
应，每次复苏要消耗食盐1000kg左右，造成浪费。
（3）容易混脂。
如果只一台复苏罐，复苏阴阳两种树脂，就存在
两种树脂的混杂问题。因为，树脂处理结束后，管道、
阀门、复苏罐内的人孔部位等处，都存在很多死角，
很难冲洗干净，下次再处理另一种树脂时，自然就发
生混脂问题。为避免发生混脂问题，只有再上一台复
苏罐，如果再有阴阳弱性树脂，还得再上两台，使系
统更加复杂。
（4）复苏药剂的浓度偏低同时也不稳定。
目前复苏液配制输送，多采用喷射器的方法，喷
射器本身的性能决定，配制药剂的浓度最高只能达
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YouXiaofan1,ZhangYuanzhu2,SongYiwen2
渊1.WuhanJialiWaterTreatmentEngineeringCo.,Ltd,Wuhan442002,China
2.TheThermalPowerPlant,DongfengAutomobileCo.,Ltd,Shiyan442002,China冤
ThesurfacewatertreatmentsystemswithoutclarifyingbasinandValvelessFilterBasewereintroduced.Thereweremanyadvantagesinthe
system,suchas:simplesystem,smallsize,noflocs,lowinvestment,etc.Itwassuitableforsurfacewatertreatment.
clarifyingbasin;valvelessfilterbase;lowtemperature-lowturbidity;surfacewater;
到2.5%～5.0%，显然达不到复苏对药剂的浓度要
求，且浓度也不稳定，不易配制准确。
（5）复苏方案单一。
以往，不论树脂是铁中毒，有机物中毒或是新
树脂预处理，统统一个处理方案（中试所拟定的）。
现在初步摸索出：补加新树脂及新树脂的预处理方
案；以铁中毒为主的复苏方案；以有机物中毒为主
的复苏方案。
新系统利用一台闲置的阻垢剂电动搅拌罐，容
积为1.5m3，直径为1.4m，改造成食盐溶解器，300
kg的食盐，5min就溶解完毕。将溶解好的食盐输送
到复苏罐，稀释到一定的浓度后，用循环泵送入阴
阳床，完全能达到复苏对药剂浓度的要求，节省了
人力，物力。因在各阴阳床体内进行，不存在混脂问
题。
在树脂复苏系统中，除食盐溶解器外，其它的
都是碱加热系统，所以在对树脂进行复苏处理时，
同样可以对复苏液进行加热，大大提高了复苏处理
的效果，这样作的电厂还不多见。同时，该系统还能
给纤维过滤器输送化学药剂并加热，对其进行化学
清洗；也能给活性炭过滤器，输送化学药剂及饱和
蒸汽，使活性炭在较高的温度下再生。所以，该系统
是一套多功能，多用途的系统。
以往，每年夏季都要将阴阳床彻底复苏处理一
遍，为冬季供热高峰的到来做好准备。2008年，发生
了变化，由于阴床出水质量一直很好，所以就不进
行复苏处理了，仅对阳床进行了复苏处理。该厂在
处理时，把阳床石英砂垫层以下部分，充以除盐水，
仅对树脂部分充以复苏液后，进行浸泡。再生一台
床，消耗工业食盐300kg，比以往的1000kg，节约
700kg，用碱量也同比例减少。
分析了低温、低浊度水源地区，澄清池普遍遇
到的难题，绕过这个难题，采用纤维过滤器和活性
碳过滤器取代澄清池与无阀滤池。为防止有机物对
阴树脂的污染，针对性的创新了新的碱加热再生工
艺，使阴树脂除有机物的能力得到大幅度的提高。
加上活性碳过滤器和纤维过滤器也有一定除有机
物的能力，同时采用化学处理的方法，能对污染的
活性碳和纤维进行处理，能恢复一定的除有机物能
力。即便树脂出现污染，利用该厂创建的树脂复苏
与碱加热系统，对阴阳树脂进行加药、加热处理，恢
复其性能，变得简单、方便、有效、灵活。所以，预处
理部分不上澄清池与无阀滤池，是有科学根据的。
总之，该厂充分利用闲置设备，挖掘现有系统
的潜力，提高了设备的利用率，建成一种全国罕见
的，没有澄清池与无伐滤池的，极其简单适用的水
处理工艺系统。低温、低浊度、地表水源的澄清池达
不到额定出力，运行稳定性差，该厂用另外一种设
计思路得到彻底解决。这种设计思路在生产实践中
已经得到验证，该系统少占用土地，不消耗凝聚剂，
耗碱量下降，运行操作简便，避免了阴树脂的深度
污染，延长了阴树脂及活性碳的使用寿命，除盐水
质量大幅提高，生产成本大幅降低。
PDF文件使用"pdfFactoryPro"试用版本创建www.fineprint.cn
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