火電廠廢水治理研究及建議

殷杰

摘 要：水資源是人們賴以生存發(fā)展的重要資源，水資源短缺、分布不合理、污染已成為當前急需解決的重要問題。基于此，近年來中國持續(xù)加強水環(huán)境生態(tài)文明建設。火電廠作為取水、耗水、排水大戶，從資源利用和環(huán)境保護角度出發(fā)，火電廠節(jié)約用水，對提高廢水的梯級利用、實現(xiàn)廢水“零排放”改造具有長遠意義。

關鍵詞：廢水處理;節(jié)水;優(yōu)化

中圖分類號：X703文獻標識碼：A文章編號：1674-1064（2021）09-0-02

DOI：10.12310/j.issn.1674-1064.2021.09.014

火力發(fā)電廠廢水具有排水量大且水質繁雜等特點。排放廢水主要來源于循環(huán)冷卻系統(tǒng)排水、工業(yè)廢水排污水、脫硫廢水等，廢水經過一般預處理系統(tǒng)處理，能夠保證三分之二以上的廢水回收再利用，但三分之一的高鹽廢水如何合理合規(guī)排放及低成本處理，是當前水處理系統(tǒng)的瓶頸。

1 火力發(fā)電廠廢水來源及特點

1.1 循環(huán)水系統(tǒng)

循環(huán)水排水，其水質具有溶解性固形物、有機物、硬度、堿度高等特點。現(xiàn)階段，較為常見的處理方式為防垢處理、防腐處理、殺菌處理等。現(xiàn)有處理工藝保安過濾器+反滲透+加酸存在以下問題：無法正常滿足高含鹽量廢水處理的需要，循環(huán)水排水仍存在水質復雜、回收率低、回用難度大、回收系統(tǒng)運行不穩(wěn)定等特點[1]。

1.2 含硫廢水系統(tǒng)

脫硫廢水具有溶解性固形物、懸浮物、硫酸鹽、氯離子及亞硫酸鹽高的特點。常見工藝為FGD三聯(lián)箱處理工藝，由于存在旋流器、三聯(lián)箱、澄清器等設備的設計缺陷，石灰乳配制投加、設備管路堵塞等問題，導致含硫廢水回收困難或排水不達標[2]。

1.3 生活污水

生活污水具有高懸浮物、高有機物、高總氮、高總磷等特點。常見的處理工藝為MBR一體化工藝、曝氣生物濾池法、厭氧接觸氧化法，其存在以下問題：不同種類的排水混合排入生活污水處理系統(tǒng)，抑制微生物生長、繁殖，造成有機物處理能力降低;一體式設備裝復于地下，檢修維護困難;油污或雜質造成系統(tǒng)污堵;經過處理后的生活污水水質較好，直接排放或不合理利用導致水資源浪費[3]。

1.4 工業(yè)廢水

工業(yè)廢水具有高pH值、高有機物、高含鹽量等特點。火力發(fā)電廠的工業(yè)廢水，主要來源于離子交換設備進酸、進堿置換過程中產生的酸堿廢水、膜設備的反洗、清洗水等。其存在以下問題：工業(yè)廢水未回用或部分回用，造成水資源浪費;加藥設備、曝氣風機、攪拌系統(tǒng)、污泥脫水系統(tǒng)故障率高等[4]。

2 廢水治理對策及建議

2.1 水平衡測試

火力發(fā)電廠應定期開展水平衡測試。測定分析各個用戶的取水、耗水、排水等關系，根據(jù)試驗結果，理清全廠及分系統(tǒng)的取、用水狀況;及時找出全廠及各分系統(tǒng)用水指標超標的原因，制定相關措施降低耗水量，增加用水效率、促進全廠計劃用水、提高水資源的梯級利用率。

2.2 廢水綜合利用

定期組織全廠排水的水質全分析工作，根據(jù)不同的排水水質，分類管理、合理利用用水系統(tǒng)排水，做好廢水的綜合利用，回收高品質排水、避免中高品質廢水外排;通過處理工藝處理低品質廢水后回收利用，在避免水資源浪費的同時，減少水資源費用及污水處理費用的投入。

組織水資源回收利用的相關可行性研究，研判各項新方法、新工藝的技術可行性，選擇并設計合適、可行的廢水處理設施，對火電廠排場進行處理利用。對于處理難度大、回用成本高的廢水，根據(jù)環(huán)保相關政策要求，實現(xiàn)達標排放。

以保證循環(huán)冷卻系統(tǒng)穩(wěn)定經濟運行為基礎，適當提高循環(huán)水濃縮倍率。加強循環(huán)水補充水管理，保證出水水質;選擇高效穩(wěn)定的循環(huán)水穩(wěn)定劑;動態(tài)監(jiān)測循環(huán)水水質，合理安排補水、排水量;循環(huán)水排水進行膜處理。

2.3 加強節(jié)水管理

成立專項水利管理領導小組，組織梳理全廠的水務管理工作，建立健全節(jié)水管理網絡，加強電廠各專業(yè)的配合協(xié)同，摒棄節(jié)水工作僅為節(jié)能或環(huán)保專業(yè)的認識。定期組織制定節(jié)水管理工作計劃并按照“五定原則”落實實施，建立長效、全面的管理標準，確保節(jié)水管理工作規(guī)范化、人性化、制度化。

加強節(jié)水管理工作，減少不合理的用水方式，是每個電廠在完善硬件節(jié)水設施時的一項重要工作。應逐步制定詳細的用水管理規(guī)定，建立各主要系統(tǒng)的用、排水量臺賬，實現(xiàn)對主要供、排水系統(tǒng)的監(jiān)控，以便生產部門及時發(fā)現(xiàn)問題，掌握全廠用排水情況。

加強水質監(jiān)測管理工作，根據(jù)相關技術標準定期或不定期監(jiān)測分析，掌握所有水質的波動情況，及時進行分析并采用相應的措施，避免因水質波動造成調整滯后。

將節(jié)水情況納入員工績效管理范疇，用獎懲制度約束員工的取、排水行為。

2.4 強化設施管理，加強運行維護

加強關口流量計的維護和校驗。配備必要的、可靠的流量表，是做好節(jié)水監(jiān)督管理工作的基礎，對于全廠用水系統(tǒng)的有效、實時監(jiān)測具有重要意義。完善在線監(jiān)測儀表系統(tǒng)，配齊配全在線監(jiān)測設備，實時監(jiān)測各制、用水系統(tǒng)水質和廢水排放情況，是水平衡試驗的依據(jù)，是完善取用水工作、優(yōu)化水處理及廢水處理方式的必要條件。這樣，可以確保合理利用水資源，促進廢水處理設施的良性運行，保障處理設施效益的發(fā)揮。

合理選擇原水預處理系統(tǒng)、廢水處理系統(tǒng)、循環(huán)水處理系統(tǒng)、化學水處理系統(tǒng)、生活污水處理系統(tǒng)及工業(yè)廢水處理系統(tǒng)等系統(tǒng)的形式及工藝，加強設備的運行維護，確保各系統(tǒng)按照設計性能穩(wěn)定運行。

加強用水監(jiān)督工作，重點是加強對用水大戶的管理，如對汽機和鍋爐分場要加強控制各轉機設備的工業(yè)水用水量，在保證設備正常運行的情況下，避免冷卻水或補充水過量使用，做到全廠用水大戶水量可控。

2.5 高鹽廢水處理技術

高鹽廢水的回收利用，是目前火電發(fā)電廠廢水綜合利用的重點與難點。火力發(fā)電高鹽廢水主要有：脫硫廢水、反滲透高鹽廢水、循環(huán)冷卻排水。高鹽廢水通常具有高鹽分、高氯離子、高懸浮物、高堿度、高硬度等特點，經過處理的高鹽廢水，通常濁度及pH值等指標得到控制，但溶解性總固體含量基本得不到有效處理。

高鹽廢水的處理工藝，總體上分為軟化階段和減量階段，軟化工藝主要包括碳酸鹽軟化、膜法軟化、離子交換軟化法;減量階段，目前主要包括余熱烘干工藝及蒸發(fā)結晶工藝[4-5]。

2.5.1 高鹽廢水的軟化處理

軟化處理的目的主要是，降低廢水中的鈣鎂硬度、堿度以及部分有機物，減輕后續(xù)減量化處理的影響。通常采用的工藝有沉淀池+空氣擦洗濾池+超濾工藝、堿式碳酸鹽軟化處理、硫酸鹽軟化處理+微濾工藝。微濾相比超濾工藝，具有壽命長、維護成本低、污染物難以污染膜表面等特點，且微濾出水水質基本滿足后續(xù)處理工藝的需求。

2.5.2 高鹽廢水的減量處理

膜法濃縮。反滲透膜法工藝是一項回收率高、工藝穩(wěn)定的處理技術。但反滲透處理工藝需要保證進水水質，進水的低懸浮物含量及低硬度，是反滲透工藝安全、穩(wěn)定運行的研究重點。采用的工藝主要有海水反滲透、碟管式反滲透、高效反滲透等[6]。

正滲透膜法是利用膜的正向滲透過程，利用兩側溶液的滲透壓差作為驅動力，是水從較高化學勢向較低化學勢，即高含鹽量側向低含鹽量側運動的過程。其優(yōu)點是驅動力是自發(fā)的，相比反滲透膜法，可以不外加滲透壓，能夠有效減少能量的消耗與損失。但在實際運行中存在以下兩個問題：正滲透膜機械性能較差;汲取液再濃縮困難等。目前，在火電廠水處理領域暫時未大力推廣應用，主要適用于垃圾滲濾液處理、污泥消化處理、膜生物反應器等方面[7]。

膜脫鹽+蒸餾工藝。處理流程大致為廢水被加熱氣化，蒸汽透過膜后，雜質被截留，水減溫成可回收水。但因耗能高且裝置較為復雜，目前依然停留在試驗階段。

加熱處理工藝。高溫煙道余熱蒸干法。將高鹽廢水通過噴頭霧化，利用鍋爐尾部煙道的余熱進行換熱蒸發(fā)，鹽析出后隨爐渣排出，剩余部分被除塵器捕集。該工藝因利用現(xiàn)有設備作為熱源，具有投資低、能耗小等特點，但是使用過程中具有以下兩個問題：高鹽廢水易將霧化噴頭堵塞;有少量氯化氫氣體進入脫硫塔中進行富集，致使脫硫漿液中毒[6-7]。

3 建議

重視節(jié)水管理及節(jié)水、環(huán)保等方面的問題，加強水質、水量監(jiān)測分析工作，積極開展水處理新技術的科研工作;落實水處理工藝的技術儲備，并定期開展水平衡試驗，必要時可進行全廠廢水綜合治理改造。根據(jù)當?shù)匚鬯欧艠藴屎驼咭约案髯云髽I(yè)的經濟實力，選擇合適的工藝技術，確保在合法合規(guī)節(jié)能排放的同時，取得更大的經濟效益。

參考文獻

[1] 龍瀟，何彩燕，石景燕，等.循環(huán)水排污水回用工藝中反滲透系統(tǒng)污堵原因分析[J].中國電力，2012，45（7）：43-46.

[2] 王冬梅，夏春雷，崔偉強，等.脫硫廢水處理系統(tǒng)設計問題和運行難點對策分析[J].水處理技術，2015（12）：126-128.

[3] 胡大龍，于學斌，余耀宏，等.直流冷卻型火電廠深度節(jié)水方案[J].熱力發(fā)電，2016，45（9）：134-139.

[4] 王冬梅，程家慶，孔繁軍.脫硫廢水零排放技術與工藝路線[J].工業(yè)水處理，2017，37（8）：109-112.

[5] 張廣文，孫墨杰，張蒲璇，等.燃煤火力電廠脫硫廢水零排放可行性研究[J].東北電力大學學報，2014，34（5）：87-91.

[6] 林勇，王正江，胡大龍，等.某發(fā)電集團火電廠廢水治理現(xiàn)狀與對策[J].熱力發(fā)電，2019，48（1）：77-83.

[7] 葉春松，羅珊，張弦，等.燃煤電廠脫硫廢水零排放處理工藝[J].熱力發(fā)電，2016，45（9）：105-108，139.