火電廠廢水處理及循環(huán)利用技術(shù)應(yīng)用

肖婷 龔玲 渠巍

（重慶市生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)中心重慶401147）

火電廠廢水處理及循環(huán)利用技術(shù)應(yīng)用

肖婷 龔玲 渠巍

（重慶市生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)中心重慶401147）

水資源缺乏，水價(jià)上漲，用水成本占火電廠發(fā)電成本的比例越來越高。將廢水處理及循環(huán)利用技術(shù)應(yīng)用于火電廠廢水處理中，既杜絕了廢水排放，保護(hù)環(huán)境，又通過廢水重復(fù)利用，大大降低耗水量，降低發(fā)電成本，保障機(jī)組安全，環(huán)境效益和經(jīng)濟(jì)效益非常明顯。

火電廠；廢水處理；循環(huán)利用

引言

我國是一個(gè)水資源短缺的國家，資源型、水質(zhì)型缺水已成為制約我國經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的瓶頸，普遍存在的用水方式粗放、用水效率不高、用水浪費(fèi)現(xiàn)象，在加劇水資源短缺的同時(shí)，也增加了污水排放量，加重了水體污染。

火電是我國目前最主要的發(fā)電源，輸出穩(wěn)定、技術(shù)成熟，但同時(shí)也面臨著水資源消耗所帶來的一系列問題。某電廠現(xiàn)有裝機(jī)容量1X200MW超高壓燃煤凝汽式機(jī)組，凝汽器采用直流冷卻，除灰方式為灰渣混除、氣力和水力除灰并存。由于建廠時(shí)間較早，對(duì)環(huán)境保護(hù)和水資源重復(fù)利用的認(rèn)識(shí)和重視程度不夠，整個(gè)電廠取、排水量非常之大。隨著國家提高取水與用水價(jià)格，作為用水排水大戶的火電廠用水成本大幅上漲。因此，采用合理可行的廢水回收利用方案，最大程度回收利用電廠廢水，在降低電廠運(yùn)行成本的同時(shí)，也保護(hù)了水資源環(huán)境。

1 電廠排水量及污染現(xiàn)狀

該電廠經(jīng)常性生產(chǎn)廢水主要包括：化學(xué)廢水、預(yù)處理站排泥水、轉(zhuǎn)機(jī)冷卻排水、脫硫廢水、含油廢水、生活污水等，其中化學(xué)廢水又分為鍋爐補(bǔ)給水處理系統(tǒng)排水、實(shí)驗(yàn)室排水、取樣系統(tǒng)排水、鍋爐排污水等，含油廢水主要來自油罐區(qū)及油泵房沖洗排水；非經(jīng)常性廢水主要包括機(jī)組啟動(dòng)排水、鍋爐化學(xué)清洗排水、空氣預(yù)熱器清洗排水、除塵器沖洗排水等。

目前該廠的生產(chǎn)廢水幾乎沒有處理直接排放，每年排放的廢水總量為468萬噸（按每年6000小時(shí)發(fā)電時(shí)間計(jì)算），其各排放點(diǎn)水量、水質(zhì)如下：

酸堿廢水處理量：25m3/h

脫硫廢水處理量：25m3/h

轉(zhuǎn)機(jī)冷卻排水處理量：500-700m3/h

含油廢水處理量：10m3/h

生活污水處理量：10m3/h

非經(jīng)常性廢水處理量：10m3/h

預(yù)處理站排泥水處理量：20m3/h

小計(jì)：600-800m3/h

該電廠各類排水水質(zhì)主要污染指標(biāo)如下：

酸堿廢水：pH：2～12

脫硫廢水：pH：4～5.5；SS：8000～12000mg/L；COD：500～1000mg/L

轉(zhuǎn)機(jī)冷卻排水：SS：10～50mg/L；油：20-50mg/L

含油廢水：SS：50～200mg/L；油：50-800mg/L

生活污水：BOD5：50～250mg/L；COD：100～450mg/ L；SS：150～250mg/L

非經(jīng)常性廢水：pH：2～12；SS：2000～4000mg/L；COD：1000～3000mg/L

預(yù)處理站排泥水：SS：2000～10000mg/L

2 廢水處理方案

火力發(fā)電廠工業(yè)廢水一般分為經(jīng)常性廢水和非經(jīng)常性廢水。經(jīng)常性廢水指生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢水，非經(jīng)常性廢水為機(jī)組維修的不定期產(chǎn)生的廢水，其主要污染為：懸浮物、重金屬、有機(jī)物、酸堿、油、熱污染等。處理方案為統(tǒng)籌規(guī)劃廠用取排水水量、水質(zhì)，確定出先進(jìn)的水量平衡關(guān)系；再結(jié)合各用水點(diǎn)對(duì)水質(zhì)的不同需求，采用先進(jìn)的不同工藝，分類收集處理不同種類生產(chǎn)廢水，實(shí)現(xiàn)水資源的再利用。

2.1 脫硫廢水處理

電廠脫硫廢水的來源是煙氣脫硫系統(tǒng)，主要污染物為pH、COD、重金屬、鹽類等。石灰石濕法煙氣脫硫的工藝要求pH值控制在5.0～5.5之間，煙氣脫硫排出的廢水pH值也在此范圍內(nèi)，而大多數(shù)重金屬離子的氫氧化物在pH值為8.0～9.0之間的沉淀效果最好。

因此處理脫硫廢水，首先通過投加消石灰中和廢水的酸性，然后過量的消石灰再與廢水中的重金屬離子反應(yīng)生成氫氧化物在pH為8.0～9.0的堿性環(huán)境中沉淀，從而去除廢水中的重金屬。

在脫硫廢水中添加消石灰可以通過中和沉淀去除大多數(shù)的重金屬離子，但是脫硫廢水中的有些重金屬比如汞，在脫硫廢水中與氯離子形成了一種穩(wěn)定可溶性的汞-四氯合成物，就難以用消石灰去除。因此在脫硫廢水的處理過程中，通常還會(huì)在中和后添加有機(jī)硫化物（如TMT15）與重金屬離子螯合形成極難溶于水，且具有良好的化學(xué)穩(wěn)定性的有機(jī)硫化產(chǎn)物沉淀，進(jìn)一步提高重金屬的去除效率。

脫硫廢水中懸浮物含量很高，加之前級(jí)處理后形成的沉淀物通常也以懸浮狀態(tài)存在于水體中，因此在中和沉淀后的廢水中投加絮凝劑（如聚丙烯酰胺），形成凝聚核心，在架橋、網(wǎng)捕、電中和等綜合作用下，凝聚核心聚結(jié)、長大，并形成大顆粒的礬花，從而在重力作用下能夠在較短的時(shí)間內(nèi)自然沉降下來，達(dá)到懸浮物分離的目的。

脫硫廢水經(jīng)過中和、沉淀、絮凝、澄清、壓濾處理后，回用至灰場(chǎng)沖灰。

2.2 轉(zhuǎn)機(jī)冷卻排水處理

電廠轉(zhuǎn)機(jī)冷卻排水水量巨大，占電廠廢水處理量的83～88%，主要污染物為懸浮物和油類，處理方案為首先投加破乳劑將廢水中的乳化油做破乳處理，然后通過氣浮去除懸浮物和油類。

綜合考慮處理后該水的用途（部分用作脫硫島工藝用水，部分用作鍋爐補(bǔ)給水原水，部分用于凝汽器冷卻水系統(tǒng)補(bǔ)水）和整個(gè)處理工藝的經(jīng)濟(jì)性，擬定了如下處理方案：用泵將轉(zhuǎn)機(jī)冷卻排水從收集池送入反應(yīng)池，添加破乳劑對(duì)乳化油進(jìn)行破乳，然后進(jìn)入氣浮系統(tǒng)，通過向廢水中通入空氣，使廢水中的油和懸浮物黏附在空氣形成的微小氣泡上上浮至水面，再通過刮渣機(jī)刮除。處理后的廢水一部分直接補(bǔ)充至凝汽器冷卻水系統(tǒng)，另一部分經(jīng)活性炭過濾后補(bǔ)充至鍋爐補(bǔ)給水系統(tǒng)和脫硫島工藝用水。

2.3 預(yù)處理站排泥水處理

根據(jù)預(yù)處理站排泥水水質(zhì)特點(diǎn)，由于該類廢水主要懸浮物含量超標(biāo)，通過濃縮、脫水方式去除水中懸浮物，其中的濾液再返回入澄清池，而產(chǎn)生的泥餅運(yùn)往灰場(chǎng)。

根據(jù)以上原理，該類廢水的處理過程如下：排泥水收集入污泥緩沖池，再通過泵送入帶式濃縮脫水一體機(jī)，輔以投加脫水助劑，廢水中的懸浮物以泥渣形式得以去除，濾液再返回入澄清池。

2.4 非經(jīng)常性廢水處理系統(tǒng)

非經(jīng)常性廢水中主要超標(biāo)物為pH值、SS和COD。雖然非經(jīng)常性廢水一次排水量很大，但由于其排水的間斷性（約1年1-2次），且其水質(zhì)與脫硫廢水水質(zhì)的相似性，可先通過一緩沖貯存池貯存后，再與脫硫廢水混合一起處理。

2.5 含油廢水處理

電廠含油廢水的來源主要是柴油儲(chǔ)罐區(qū)設(shè)備、燃油泵房以及地面沖洗水，主要污染物是油類和懸浮物。含油廢水主要采用隔油、氣浮、吸附過濾等方式處理，收集到的油可回收，處理后的廢水可回收或排放。

含油廢水處理工藝如下：含油廢水首先進(jìn)入隔油池進(jìn)行重力分離，再進(jìn)入氣浮機(jī)中，使廢水中的油類和懸浮物隨空氣微小氣泡上浮到水面，由刮渣機(jī)刮除，經(jīng)氣浮處理后的清水通過活性炭過濾，回用至脫硫島用水。

2.6 生活污水處理

根據(jù)本工程生活污水水質(zhì)、水量，確定生活污水的處理工藝如下：廠區(qū)生活污水經(jīng)管網(wǎng)收集后進(jìn)入事故溢流井，通過清污機(jī)進(jìn)入調(diào)節(jié)池，經(jīng)污水提升泵進(jìn)入組合式污水處理設(shè)施，通過初沉池、生物接觸氧化池、二沉池、消毒池處理后，用于地面沖洗和綠化。

2.7 治理后廢水去向

經(jīng)處理后的脫硫廢水勿需外排而直接用于電廠的水力沖灰，保證了灰場(chǎng)灰的品質(zhì)不受影響。

轉(zhuǎn)機(jī)冷卻水經(jīng)氣浮處理后，大部分用于電廠工業(yè)循環(huán)水直接回用，一部分經(jīng)活性炭過濾器進(jìn)一步過濾處理，用于鍋爐補(bǔ)給水系統(tǒng)和脫硫島系統(tǒng)，另一部分用作循環(huán)水系統(tǒng)補(bǔ)水。因此，此工藝的實(shí)施，實(shí)現(xiàn)了轉(zhuǎn)機(jī)冷卻水的零排放，對(duì)環(huán)境和水源不會(huì)造成任何污染。

含油廢水經(jīng)隔油、氣浮、吸附過濾處理后用于脫硫島系統(tǒng)補(bǔ)水。

預(yù)處理站的排泥水通過加藥濃縮脫水處理后，產(chǎn)生泥餅外運(yùn)，濾液返回澄清池，沒有任何廢水外排。

生活污水經(jīng)處理合格后用于地面沖洗和綠化用水。

3 效益分析

通過“廢水處理及循環(huán)利用”工程的實(shí)施，該電廠可以節(jié)約取水約550m3/h，對(duì)外減排廢水量約650m3/h，節(jié)水和環(huán)境保護(hù)效果非常明顯。

結(jié)語

火電廠廢水處理及循環(huán)利用技術(shù)，通過統(tǒng)一規(guī)劃火電廠的水量平衡和水質(zhì)平衡，正確核算用水量，優(yōu)化循環(huán)水系統(tǒng)，降低耗水指標(biāo)，開發(fā)新工藝、新技術(shù)，加強(qiáng)廢水處理和廢水的資源化利用，在實(shí)現(xiàn)新、擴(kuò)、改的火電廠配套設(shè)施、設(shè)計(jì)、安裝、運(yùn)行、管理、合理化各用水、排水系統(tǒng)的同時(shí)，加快老火電廠的廢水治理，最終管水、節(jié)水、治水一體化，以實(shí)現(xiàn)電力與環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展。

該技術(shù)不僅順應(yīng)了時(shí)代發(fā)展的潮流，而且通過節(jié)水改造，降低了取水需求，減少了污水排放量，減輕了環(huán)境污染，最終降低了企業(yè)的運(yùn)行成本，有利于企業(yè)在激烈的競(jìng)爭(zhēng)中立于不敗之地?？傊?，廢水處理及循環(huán)利用技術(shù)的實(shí)施對(duì)社會(huì)、環(huán)境和企業(yè)均產(chǎn)生了良好的效益。

[1]劉海濤.火電廠廢水“零排放”技術(shù)應(yīng)用[J].資源節(jié)約與環(huán)保，2016（3）:8-9.

[2]楊寶紅.火電廠廢水回用的方式及技術(shù)要點(diǎn)[J].電力設(shè)備，2006，7（9）:6-8.

[3]豐玲.火電廠廢水回用及零排放措施[J].山西建筑，2008，34（35）:196-198.

肖婷（1983—），女，工程碩士，工程師，主要研究方向?yàn)榄h(huán)境監(jiān)測(cè)。