對實現火電廠廢水零排放的技術與方法探討

摘要：火力發電廠是用水量較大的工廠之一，面對水資源的匱乏及污染，應用廢水零排放技術控制排水量、加強廢水資源化是實現節水和廢水治理的重要手段，應加強對該技術的研究與推廣。

關鍵字：火電廠；廢水零排放；水系統；排污

1 實現廢水零排放的關鍵技術

1.1 自凈式生活廢水凈化技術

自凈式生活廢水凈化技術是以水解(HUSB)方式對廢水中的有機污染物進行生物降解，將長鏈有機物和部分無機物(如懸浮物等)分解成短鏈有機物，增加廢水的可生化性。該技術運行成本低、免維護，適應水量、水質負荷變化能力強，使用壽命長，運行穩定。

生物膜法治理生活廢水是該技術的關鍵所在。細菌、原生動物、后生動物等微生物在濾料或某些載體上生長繁殖，形成膜狀活性污泥，與污水接觸，生物膜上的微生物攝取污水中有機污染物作為營養，從而使污水得到凈化。

該工藝由厭氧接觸膜式水解沉淀反應器、厭氧生物濾池、徽氧接觸氧化反應器三部分組成。很好地解決了水中大分子有機物、懸浮物轉化，溶解性CODcr的降解，保證了出水水質達標。

厭氧水解沉淀反應器的目的和作用主要體現在能去除80％以上的進水懸浮物，并且在厭氧苗的水解作用下，將懸浮物中的47.8％水解成為溶解物質。水解沉淀反應器去除有機物(以CODcr表示)占全流程去除有機物總量的50％左右，其次將不溶性有機物轉變為可溶性有機物，大分子物質分解為小分子有機物，為后續反應提供有利條件。

厭氧生物濾池最大的優點是保證出水CODcr，懸浮物的穩定性。同時在該反應器的設計中保存著一定程度的高濃度的污泥層，起著污泥床的作用，在這一層中污泥中有機物的降解十分迅速，并且對于控制反應器內的污泥量有利。BOSS、SS的去除率分別為70％-80％、7O％。

二級處理之后出水中的有機物已經很少，但為了更進一步地改善出水水質，還要采用微氧接觸氧化反應器來保證出水水質的穩定性。

1.2 兩相流廢水分離凈化技術

兩相流廢水分離凈化技術是采用一次加藥混凝、在1個設施內完成絮凝、沉淀、澄清、浮選、浮渣刮除和污泥濃縮等工藝過程，使水中的泥砂、懸浮固形物、藻類懸浮物和油在同一設施內分離出來，同時分別從該設施的頂部和底部排出。并可通過變頻調速，液位和差壓控制來實現機電一體化自動控制運行。該技術的優點是投資省、能耗低、加藥量少、運行費用低，自動化程度高，適用范圍廣，操作管理簡單。

該技術采用的設施型式與機械攪拌澄清池基本類同。其底部為錐形污泥濃縮區，池內設混凝和絮凝反應室、沉淀分離區、斜管沉淀區、澄清區、加速導流區、氣化水分流器和釋放器、多孔集水管及浮選區，頂部設浮渣收集槽和刮渣機。側壁外設液位調節水箱、液位控制器和氣化水發生器，進水管和排水管分別設在池底和調節水箱底部，排泥管和排渣管亦設在底部。

水源水或廢水經水泵提升后，與通過低速噴射器進入混凝反應室和絮凝反應室的凝聚藥劑混合，反應后形成的絮凝體進入沉淀分離區。大顆粒絮凝體在沉淀區迅速沉淀分離后進入污泥濃縮區進一步濃縮。沉淀分離后的水上升進入斜管沉淀區，通過斜管通道時，水由直流上升改變為斜向上升，降低流速，促使水中小顆粒絮凝體在斜管中沉淀、聚集增大，并回落到沉淀區沉淀分離。水通過斜管沉淀區后繼續上升流入澄清區使水中質量較大的顆粒固形物繼續下沉，上層水進一步澄清后繼續上升。水中剩余的細、小、輕絮凝體，藻類懸浮物或密度接近于水的懸浮固形物及剩余的油類，則與水一起經加速導流器加速，快速進入浮選區。由氣化水發生器供給飽和氣化水，通過氣化水分流器和釋放器在浮選區內均勻釋放出霧狀飽和氣化水，它們在浮選區內經氣力攪拌混合后形成微細氣泡，水中的剩余絮凝體、藻類懸浮物、懸浮固形物和油類等與微細氣泡充分接觸，被氣泡靜電吸附逐漸增大，并在氣泡的浮力頂托下迅速浮出水面形成浮渣。浮渣由頂部刮渣機通過刮渣板刮入浮渣收集槽并經排渣管排出。浮選區經浮選后的清水由集水管收集后經液位調水箱的排水管排出。

1.3 超濾及反滲透膜技術

超濾膜的分離機理一般認為是篩分作用，其分離是分子級的，可截留溶液中溶解的大分子顆粒，通過溶劑和小分子溶質。本系統所選用的超濾膜是介于超濾和微濾之間的一種新型膜處理工藝，又稱超微濾。其膜的平均孔隙在0.01～0.2μm，采用中空纖維結構，材質為高分子聚丙烯，可以截留水中的懸浮物、膠體、大于0.2μm的顆粒性雜質和部分有機物，并采用先進的水-氣洗工藝，可將截留在膜表面的雜質徹底清除，恢復膜的過濾性能，延長超濾膜的運行壽命。

反滲透技術是利用半透膜原理，在膜的鹽水側施加一個大于滲透壓的壓力，使鹽水側的水流人純水側。本系統選用的反滲透膜元件采用美國DOW公司生產的高脫鹽率超低壓卷式復合膜BW30-365FR，材質為芳香聚酰胺，其單膜的脫鹽率高達99.5％。抗污染復合膜除具有普通復合膜的操作壓力低、水通量大、脫鹽率高等優點外，還具有抗污染能力強、水量平均、易清洗、使用壽命長等特點。

2 實現廢水零排的實施方案優化

通過上述對關鍵技術的探討，我們要對廢水、灰水系統綜合考慮，重新分配全廠水系統，選取實現廢水閉路循環的最優化回收利用方案，進而達到最佳的經濟效益、社會效益和環境效益。

2.1 將化學處理系統(包括凝結水精處理系統)產生的酸堿廢水、反滲透裝置的濃水以及化學試驗室排水排入化學水處理池，然后進入灰漿池與灰漿水混合，再打往灰場。而對于化學水處理系統(包括凝結水精處理)的清洗水、沖洗水因水質較好，水量也大，則經廢水處理系統處理后回收利用。

2.2 鍋爐排污水、水汽取樣水等水質較好，可單獨回收，用于鍋爐補給水處理的反滲透進水，既可減少地下水的取用量，又可減輕廢水處理壓力，節約能源，同時，還可以作為循環冷卻水的補充水。

2.3 生活污水在進入污水處理站之前基本已分解完畢，此時的生活污水有物機含量較低，水質較好，若以生物轉盤降解效果較差。而粉煤灰可以吸附水中有機物，因此，可將生活污水打入灰漿池，通過灰水管道送至灰場，既可以減少對外界環境的污染，又降低了運行成本。

2.4 循環冷卻水濃縮倍率較高，提高了水中各種離子的濃度，如果直接將其排入綜排水系統，在綜排水回收的情況下實現閉路循環勢必造成循環冷卻水系統含鹽量不斷升高，形成惡性循環，給循環水處理系統增加負擔。可將此排水用于沖灰、渣，利用粉煤灰中的活性氧化鈣成分，吸附水中有機物、重金屬等有害物質，并形成沉淀與粉煤灰一起沉積下來。

2.5 汽機房及鍋爐區域排水含有油污及飛灰，可將這部分排水進入鍋爐下沖渣池，用于沖渣，并將電除塵區域排水全部排入沖灰池。

2.6 如果廠區的含油廢水量較少，基本都集中在油泵房和卸油區，并且離煤場很近，可以將這部分廢水用于煤場噴淋，防止揚塵。

3 廢水零排放投資概算及效益分析

3.1 優化全廠用水系統，提高工業水重復利用率。這部分改造主要是鋪設一些回用管道，以及加強全廠的水務管理工作，對于2×300MW機組該部分投資概算為50萬元，實施后每小時可節約用水500噸，一年可以節約新鮮水用量100萬噸。

3.2 廢水處理及回用部分投資概算。廢水如果按最終需處理200噸／小時計算，其中土建部分需要建設調節池、兩相流固液分離池、無閥濾池、污泥池、綜合機房，設備需購置安裝提升泵、自動加藥裝置、潛水泥漿泵、氣水混合機，總投資約需150萬元，年運行費用約60萬元，單位水處理成本約0.34元/m3。

3.3 效益分析。實施廢水零排放后，電廠每小時可減少取水700噸，減少廢水外排量700噸／小時，取水費按1.0元/噸，排放費按0.5元/噸計算，每年可節約成本70萬元以上。

參考文獻

[1] 祁魯果，李永存，宋業林．工業用節水與水處理技術術語大全[M]．北京：中國水利水電出版社．2003．

[2]王佩璋．論國內大型火電廠水務管理指標與節水技術[C]．火電廠水務管理和廢水治理學術會議論文集，南昌：1991．