對(duì)實(shí)現(xiàn)火電廠廢水零排放的技術(shù)與方法探討

摘要：火力發(fā)電廠是用水量較大的工廠之一，面對(duì)水資源的匱乏及污染，應(yīng)用廢水零排放技術(shù)控制排水量、加強(qiáng)廢水資源化是實(shí)現(xiàn)節(jié)水和廢水治理的重要手段，應(yīng)加強(qiáng)對(duì)該技術(shù)的研究與推廣。

關(guān)鍵字：火電廠；廢水零排放；水系統(tǒng)；排污

1 實(shí)現(xiàn)廢水零排放的關(guān)鍵技術(shù)

1.1 自凈式生活廢水凈化技術(shù)

自凈式生活廢水凈化技術(shù)是以水解(HUSB)方式對(duì)廢水中的有機(jī)污染物進(jìn)行生物降解，將長(zhǎng)鏈有機(jī)物和部分無(wú)機(jī)物(如懸浮物等)分解成短鏈有機(jī)物，增加廢水的可生化性。該技術(shù)運(yùn)行成本低、免維護(hù)，適應(yīng)水量、水質(zhì)負(fù)荷變化能力強(qiáng)，使用壽命長(zhǎng)，運(yùn)行穩(wěn)定。

生物膜法治理生活廢水是該技術(shù)的關(guān)鍵所在。細(xì)菌、原生動(dòng)物、后生動(dòng)物等微生物在濾料或某些載體上生長(zhǎng)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(jī)污染物作為營(yíng)養(yǎng)，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(yīng)器、厭氧生物濾池、徽氧接觸氧化反應(yīng)器三部分組成。很好地解決了水中大分子有機(jī)物、懸浮物轉(zhuǎn)化，溶解性CODcr的降解，保證了出水水質(zhì)達(dá)標(biāo)。

厭氧水解沉淀反應(yīng)器的目的和作用主要體現(xiàn)在能去除80％以上的進(jìn)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(zhì)。水解沉淀反應(yīng)器去除有機(jī)物(以CODcr表示)占全流程去除有機(jī)物總量的50％左右，其次將不溶性有機(jī)物轉(zhuǎn)變?yōu)榭扇苄杂袡C(jī)物，大分子物質(zhì)分解為小分子有機(jī)物，為后續(xù)反應(yīng)提供有利條件。

厭氧生物濾池最大的優(yōu)點(diǎn)是保證出水CODcr，懸浮物的穩(wěn)定性。同時(shí)在該反應(yīng)器的設(shè)計(jì)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(jī)物的降解十分迅速，并且對(duì)于控制反應(yīng)器內(nèi)的污泥量有利。BOSS、SS的去除率分別為70％-80％、7O％。

二級(jí)處理之后出水中的有機(jī)物已經(jīng)很少，但為了更進(jìn)一步地改善出水水質(zhì)，還要采用微氧接觸氧化反應(yīng)器來(lái)保證出水水質(zhì)的穩(wěn)定性。

1.2 兩相流廢水分離凈化技術(shù)

兩相流廢水分離凈化技術(shù)是采用一次加藥混凝、在1個(gè)設(shè)施內(nèi)完成絮凝、沉淀、澄清、浮選、浮渣刮除和污泥濃縮等工藝過(guò)程，使水中的泥砂、懸浮固形物、藻類懸浮物和油在同一設(shè)施內(nèi)分離出來(lái)，同時(shí)分別從該設(shè)施的頂部和底部排出。并可通過(guò)變頻調(diào)速，液位和差壓控制來(lái)實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化自動(dòng)控制運(yùn)行。該技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是投資省、能耗低、加藥量少、運(yùn)行費(fèi)用低，自動(dòng)化程度高，適用范圍廣，操作管理簡(jiǎn)單。

該技術(shù)采用的設(shè)施型式與機(jī)械攪拌澄清池基本類同。其底部為錐形污泥濃縮區(qū)，池內(nèi)設(shè)混凝和絮凝反應(yīng)室、沉淀分離區(qū)、斜管沉淀區(qū)、澄清區(qū)、加速導(dǎo)流區(qū)、氣化水分流器和釋放器、多孔集水管及浮選區(qū)，頂部設(shè)浮渣收集槽和刮渣機(jī)。側(cè)壁外設(shè)液位調(diào)節(jié)水箱、液位控制器和氣化水發(fā)生器，進(jìn)水管和排水管分別設(shè)在池底和調(diào)節(jié)水箱底部，排泥管和排渣管亦設(shè)在底部。

水源水或廢水經(jīng)水泵提升后，與通過(guò)低速噴射器進(jìn)入混凝反應(yīng)室和絮凝反應(yīng)室的凝聚藥劑混合，反應(yīng)后形成的絮凝體進(jìn)入沉淀分離區(qū)。大顆粒絮凝體在沉淀區(qū)迅速沉淀分離后進(jìn)入污泥濃縮區(qū)進(jìn)一步濃縮。沉淀分離后的水上升進(jìn)入斜管沉淀區(qū)，通過(guò)斜管通道時(shí)，水由直流上升改變?yōu)樾毕蛏仙档土魉伲偈顾行☆w粒絮凝體在斜管中沉淀、聚集增大，并回落到沉淀區(qū)沉淀分離。水通過(guò)斜管沉淀區(qū)后繼續(xù)上升流入澄清區(qū)使水中質(zhì)量較大的顆粒固形物繼續(xù)下沉，上層水進(jìn)一步澄清后繼續(xù)上升。水中剩余的細(xì)、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(jīng)加速導(dǎo)流器加速，快速進(jìn)入浮選區(qū)。由氣化水發(fā)生器供給飽和氣化水，通過(guò)氣化水分流器和釋放器在浮選區(qū)內(nèi)均勻釋放出霧狀飽和氣化水，它們?cè)诟∵x區(qū)內(nèi)經(jīng)氣力攪拌混合后形成微細(xì)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(xì)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(jī)通過(guò)刮渣板刮入浮渣收集槽并經(jīng)排渣管排出。浮選區(qū)經(jīng)浮選后的清水由集水管收集后經(jīng)液位調(diào)水箱的排水管排出。

1.3 超濾及反滲透膜技術(shù)

超濾膜的分離機(jī)理一般認(rèn)為是篩分作用，其分離是分子級(jí)的，可截留溶液中溶解的大分子顆粒，通過(guò)溶劑和小分子溶質(zhì)。本系統(tǒng)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(jié)構(gòu)，材質(zhì)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(zhì)和部分有機(jī)物，并采用先進(jìn)的水-氣洗工藝，可將截留在膜表面的雜質(zhì)徹底清除，恢復(fù)膜的過(guò)濾性能，延長(zhǎng)超濾膜的運(yùn)行壽命。

反滲透技術(shù)是利用半透膜原理，在膜的鹽水側(cè)施加一個(gè)大于滲透壓的壓力，使鹽水側(cè)的水流人純水側(cè)。本系統(tǒng)選用的反滲透膜元件采用美國(guó)DOW公司生產(chǎn)的高脫鹽率超低壓卷式復(fù)合膜BW30-365FR，材質(zhì)為芳香聚酰胺，其單膜的脫鹽率高達(dá)99.5％。抗污染復(fù)合膜除具有普通復(fù)合膜的操作壓力低、水通量大、脫鹽率高等優(yōu)點(diǎn)外，還具有抗污染能力強(qiáng)、水量平均、易清洗、使用壽命長(zhǎng)等特點(diǎn)。

2 實(shí)現(xiàn)廢水零排的實(shí)施方案優(yōu)化

通過(guò)上述對(duì)關(guān)鍵技術(shù)的探討，我們要對(duì)廢水、灰水系統(tǒng)綜合考慮，重新分配全廠水系統(tǒng)，選取實(shí)現(xiàn)廢水閉路循環(huán)的最優(yōu)化回收利用方案，進(jìn)而達(dá)到最佳的經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益和環(huán)境效益。

2.1 將化學(xué)處理系統(tǒng)(包括凝結(jié)水精處理系統(tǒng))產(chǎn)生的酸堿廢水、反滲透裝置的濃水以及化學(xué)試驗(yàn)室排水排入化學(xué)水處理池，然后進(jìn)入灰漿池與灰漿水混合，再打往灰場(chǎng)。而對(duì)于化學(xué)水處理系統(tǒng)(包括凝結(jié)水精處理)的清洗水、沖洗水因水質(zhì)較好，水量也大，則經(jīng)廢水處理系統(tǒng)處理后回收利用。

2.2 鍋爐排污水、水汽取樣水等水質(zhì)較好，可單獨(dú)回收，用于鍋爐補(bǔ)給水處理的反滲透進(jìn)水，既可減少地下水的取用量，又可減輕廢水處理壓力，節(jié)約能源，同時(shí)，還可以作為循環(huán)冷卻水的補(bǔ)充水。

2.3 生活污水在進(jìn)入污水處理站之前基本已分解完畢，此時(shí)的生活污水有物機(jī)含量較低，水質(zhì)較好，若以生物轉(zhuǎn)盤降解效果較差。而粉煤灰可以吸附水中有機(jī)物，因此，可將生活污水打入灰漿池，通過(guò)灰水管道送至灰場(chǎng)，既可以減少對(duì)外界環(huán)境的污染，又降低了運(yùn)行成本。

2.4 循環(huán)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(tǒng)，在綜排水回收的情況下實(shí)現(xiàn)閉路循環(huán)勢(shì)必造成循環(huán)冷卻水系統(tǒng)含鹽量不斷升高，形成惡性循環(huán)，給循環(huán)水處理系統(tǒng)增加負(fù)擔(dān)。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(jī)物、重金屬等有害物質(zhì)，并形成沉淀與粉煤灰一起沉積下來(lái)。

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

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

3 廢水零排放投資概算及效益分析

3.1 優(yōu)化全廠用水系統(tǒng)，提高工業(yè)水重復(fù)利用率。這部分改造主要是鋪設(shè)一些回用管道，以及加強(qiáng)全廠的水務(wù)管理工作，對(duì)于2×300MW機(jī)組該部分投資概算為50萬(wàn)元，實(shí)施后每小時(shí)可節(jié)約用水500噸，一年可以節(jié)約新鮮水用量100萬(wàn)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(shí)計(jì)算，其中土建部分需要建設(shè)調(diào)節(jié)池、兩相流固液分離池、無(wú)閥濾池、污泥池、綜合機(jī)房，設(shè)備需購(gòu)置安裝提升泵、自動(dòng)加藥裝置、潛水泥漿泵、氣水混合機(jī)，總投資約需150萬(wàn)元，年運(yùn)行費(fèi)用約60萬(wàn)元，單位水處理成本約0.34元/m3。

3.3 效益分析。實(shí)施廢水零排放后，電廠每小時(shí)可減少取水700噸，減少?gòu)U水外排量700噸／小時(shí)，取水費(fèi)按1.0元/噸，排放費(fèi)按0.5元/噸計(jì)算，每年可節(jié)約成本70萬(wàn)元以上。

參考文獻(xiàn)

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