探析工業廢水“零排放”技術及成效

劉建松

(余姚市環境保護局，浙江 余姚 315400)

探析工業廢水“零排放”技術及成效

劉建松

(余姚市環境保護局，浙江 余姚 315400)

我國一些重點排污企業實現了工業廢水的零排放，本文簡述工業廢水零排放項目的運行情況，重點簡述了中國首例零排放項目—廣東河源電廠的廢水零排放工程的零排放技術，開發末端脫硫廢水的蒸發結晶處理系統以及結晶鹽和廢水污泥的綜合利用技術，為以后相關企業實施零排放項目提供了寶貴的經驗。

工業廢水；零排放；結晶鹽；廢水污泥

國家對工業廢水排放的標準要求越來越高，不管是正在發展的中小型企業還是資金雄厚的國有大型企業對工業廢水的處理水平要求更高。現在水處理行業的必然趨勢是精細化的生產方式取代原有的粗放擴張的生產方式。全國產生了很多工業廢水“零排放”技術，我國首例零排放項目是廣東河源電廠的廢水零排放工程，還有鶴煤熱電廠廢水零排放工程，三水恒益發電廠零排放項目等等，專家結合國外大量相關項目的實施進行調研，經過自己不斷試驗和努力終于建成國內幾個電廠廢水零排放工程項目，對我國環境保護起到了積極的作用。

1 工業廢水零排放的簡介及特點

零排放技術是把結晶工業廢水內的溶解物提煉出，將處理后的水資源在工藝流程或其他方面使用。廢渣常用的處理方式有蒸發塘和填埋，但是工業廢水零排放對廢渣有跟高的處理要求。通常情況下零排放工藝排出的廢渣溶解性非常強，如果直接填埋而不加以處理就會對環境造成二次污染。像煤化工產生的副產品雜鹽的成分非常復雜、產量又非常大，現在沒有很好的處置方式。不僅解決了結晶后的廢渣處理問題，還能產生效益，這對單位的經濟發展產生積極的作用，也可以彌補零排放處理設備的高成本給單位帶來的經濟負擔[1]。

在我國現行的政策下，沒有強制性要求工業企業廢水實行零排放，環境監察單位對污染企業收取較低的排污費對工業廢水處理的發展不利。強制性政策不足，排污企業只是追求經濟和資源的最優化配置，而且工業廢水零排放項目的實施需要投入大量的科研和設備以及人員的經費，只有一些又責任的企業才投放工業廢水零排放項目。

2 工業廢水零排放的實例

2.1 廣東河源電廠的零排放項目

廣東河源電廠廢水零排放工程是國內首例真正的工業廢水零排放項目。廣東河源電廠的環評要求是項目運行時河源電廠不能有廢水的排放口，廢水必須零排放。河源電廠在國內外做了大量的調研工作，項目實施后，河源電廠真正達到工業廢水零排放。零排放系統設計處理水量為22m3/h。2009年12月18日正式投入生產[2]。

燃煤電廠廢水有經常性和非經常性的廢水。經常性廢水是日常生產產生的廢水；非經常性廢水是機組大修和小修期間產生的廢水。河源電廠的循環冷卻水系統，廢水量、廢水種類以及主要污染因子如下。

表1 廣東河源電廠廢水種類

由表1可以看出，當循環冷卻水系統的濃縮倍率是10倍時，河源電廠的兩臺機組的經常性廢水量約為165～244m3/h，廢水種類多，廢水量大。

2.2 三水恒益發電廠的零排放項目

三水恒益電廠機組的容量為2×600WM。采用的是來自美國J&Y公司生產的零排放系統技術：使用的是兩級臥式VM+C、兩級臥式MED的蒸發結晶工藝，它的常規處理工藝無預處理系統，可以處理堿廢水、樹脂再生酸和脫硫廢水。

運行情況如下：

(1)用臥式的薄膜蒸發器+機械蒸汽壓縮的循環工藝，產生低能耗；

(2)沒有安裝只能去除懸浮固體深度的預處理系統，生產的產品是復雜混合鹽，把產生的固體廢棄物運送到專業固廢的處理中心進行處理，處理成本約800元/t；

(3)廢水到一級v蒸發器蒸發，其回收率是進水總量的70%～80%，假設處理20m3/h，一級vMc出來的廢水量僅有4～6m3/h；

(4)因為到蒸發系統廢水前沒有經過軟化，就會導致結垢的現象嚴重，每周要用小型酸堿清洗來除垢，每月進行一次大型的酸堿清洗除垢。

2.3 鶴煤熱電廠零排放項目

鶴煤熱電廠的工業廢水主要由灰渣系統廢水、化學系統廢水、循環排污水、沖洗煤水廢水、生活污水、其他工業用水系統廢水組成。根據廢水水質和使用不同，本廠運用不同的處理和回用方式，實現了廢水零排放[3]。

2.3.1 循環排污水與化學系統廢水

鶴煤熱電廠把要處理的廢水集中在廢水曝氣塔內，攪拌曝氣來減少水的耗氧量，加入二氧化氯去除水中的有機物，然后經調節pH、混凝、澄清、過濾處理后回用。污泥濃縮脫水后成為泥餅后運往廠外。

2.3.2 灰渣系統的廢水和生活污水

鍋爐內的灰渣經水送到脫水倉。脫水后，灰渣可以進行綜合的利用，水經過沉淀后回用。廠區的衛生、食堂等設備產生生活污水，其COD、BOD以及懸浮物的量很高。生活污水使用厭氧/好氧(A/O)工藝進行處理。處理后的污水作為綠化水利用或達標排放。

2.3.3 其他工業用水系統廢水

用在冷卻機組的轉動潤滑部分以及熱力系統取樣等位置，這些水和鍋爐定期排放、排水收集到廢水池內、用水泵回收至循環水系統重復使用。

3 廢水、廢水系統的零排放關鍵技術

3.1 廢水零排放系統運行

河源電廠廢水含有的雜質很多種類，有循環冷卻水系統，冷卻塔濃縮排污水需要處理后重新使用。根據排除廢水的特點和現在成熟廢水處理工藝，如果重新利用廢水，必須構建以“循環利用、梯級使用、一水多用”結構的廢水零排放處理系統。補充冷卻塔的水是處理后的生活污水、設備冷卻水等；補充脫硫系統的工藝中的水可以用冷卻塔的排污水，污水脫硫系統后是脫硫廢水；脫硫廢水是電廠內的末端廢水，預處理后分離里面的污泥，鹽分分離可以采用蒸發結晶處理技術，產生的凝結水可以回到冷卻塔內，形成了“循環利用、梯級使用、一水多用”結構的廢水零排放處理系統。

3.2 廢水零排放的關鍵技術

3.2.1 循環冷卻水的極限濃縮倍率技術

循環冷卻系統中濃縮排污水量一定要控制在80～90m3/h這樣才能達到水量平衡的效果，根據濃縮排污水量可以推出濃縮倍率在10左右。要做高濃縮倍率的模擬試驗，找到合理的藥品、嚴控循環水的水質指標，減少結垢和腐蝕的產生。根據相關試驗結果，合理挑選藥劑、調節合理的循環水濁度下，當加藥濃度到達某個值的時候，其循環冷卻水系統的濃縮倍率(以氯離子或堿度計)控制在10.5以下，可以控制其結垢和腐蝕[4]。

河源電廠的環冷卻水系統設計了旁流安裝過濾裝置；旁流過濾器的容量跟冷卻塔補水的水質以及冷卻塔周圍的空氣質量有關；旁流過濾器的反洗廢水中含有很多懸浮物的污染物，鹽含量跟循環水水質相當，然后到電廠工業廢水的處理系統進行處理。在循環水系統中加入殺菌劑、緩蝕劑與阻垢劑，生產中時刻監測藥品濃度和水質的指標，藥品濃度要高于標準值，嚴格控制水質指標的范圍。如果循環水的鹽度、硬度、硅含量或者氯離子含量與標準值比較接近，可以將處理后的水輸送到水池中重復使用，補充缺少的水量來保證循環系統沒有結垢和腐蝕。

3.2.2 開發末端脫硫廢水的蒸發結晶處理系統

確保整個系統的安全運行，石膏—石灰石濕法的脫硫系統必須定時排一些廢水才能正常運行，這個稱為脫硫廢水。脫硫廢水是全系統的最后產生的廢水，pH是5～6，但是鹽的含量是25000～55000mg/L，廢水中有Cl-、過飽和亞硫酸鹽、懸浮物、重金屬與硫酸鹽等，此廢水容易結垢，有很強的腐蝕性。運用常用的工藝處理以后，采用常規工藝處理后，排放的污水達標有關標準，可是這個廢水的硬度很高、Cl-沒有減少，有很強的腐蝕性，不能直接重復利用，必須經過外排或者是加入粉煤灰來調節濕度。國內外還沒有先例將脫硫的廢水輸送到前端的設備繼續使用。必須去除廢水中氯離子濃度和硬度的濃度，以免設備結垢或者受到腐蝕，只有解決這個問題，脫硫的廢水才能重復使用。河源電廠開發了 “多效蒸發結晶+二級預處理”脫硫廢水進行處理工藝的先例，實現了鹽分和污泥的完全分離，污水經過上述工業處理后水質跟蒸餾水無異，通過管道回水至前端的處理工藝，整個過程無廢水排放，真正達到工業廢水零排放。

具體的運行工藝原理是：設計含有曝氣處理過程的廢水的緩沖池，作用是讓廢水均勻混合，使后續的工序穩定運行。在一級反應器內加入石灰乳試劑，增加PH高于10.0，使Fe3+、Mg2+、Zn2+、Cu2+、Ni+、Cr3+等重金屬離子經過化學反應產生出難溶于水的氫氧化物；例如，石灰乳試劑內的Ca2+離子與廢水內的F-離子產生反應產生出難溶的CaF2；在一級反應器內要加入絮凝劑，作用是將廢水內細小且分散的顆粒以及膠體物質在容器內發生反應聚合成大的顆粒物；也要加入助凝劑可以變大較小的絮凝物，大的絮狀物更容易沉積。廢水經過處理后產生的重金屬、絮狀物的廢渣在一級澄清器內進一步濃縮，然后脫水后外排污泥。

3.3.3 結晶鹽和廢水污泥的綜合利用

經過處理后的結晶鹽與廢水污泥若不經過處理，遇水后仍能對環境造成嚴重的。為避免這個情況的發生，可以將結晶鹽和廢水污泥制成產品加以使用是最好的解決方案。經過試驗，水泥、石灰等一些固化料和污泥按一定比例混合時制作成污泥，可以達到磚的行業標準；污泥磚經過浸水的試驗沒有金屬析出，可以達到環保的要求。污泥鹽分的含量較高，因此污泥磚只能在公園路面、圍墻等建設使用，不能在房屋建筑中使用。 結晶鹽也可以提煉純度高的產品，根據不同鹽分的特點，增加結晶鹽NaCl的含量比重，提取的結晶鹽符合二級工業鹽標準(GB/T5462-2003)，可以在作印染等行業中使用。

4 總 結

國家對工業廢水排放的標準要求越來越高，不管是正在發展的中小型企業還是資金雄厚的國有大型企業對工業廢水的處理水平要求更高?，F在水處理行業的必然趨勢是精細化的生產方式取代原有的粗放擴張的生產方式。全國產生了很多工業廢水“零排放”技術，一些重點排污企業實現了工業廢水的零排放，本文簡述工業廢水零排放項目的運行情況，重點簡述了中國首例零排放項目-廣東河源電廠的廢水零排放工程的零排放技術，開發末端脫硫廢水的蒸發結晶處理系統以及結晶鹽和廢水污泥的綜合利用技術，為以后相關企業實施零排放項目提供了寶貴的經驗。

研究表明，工業廢水實現零排放對我國環境的保護起到了關鍵的作用，經濟發展的同時注重環境保護是可持續發展方針的最好解讀。零排放是先進企業的對環境保護重大責任心的表現，我國也有很多成功工業廢水零排放的先例。國家要大力支持零排放項目的實施，要對更多工業企業項目做零排放的試驗和實施標準，只有這樣零排放才能在我國越來越多的企業實行。

[1]章淵，吳鳳平.基于LMDI方法我國工業廢水排放分解因素效應考察[J].產業經濟研究，2015，(06)：99-110.

[2]王元月，魏源送，張樹軍.厭氧氨氧化技術處理高濃度氨氮工業廢水的可行性分析[J].環境科學學報，2013，(09)：2359-2368.

[3]范小杉，羅宏.工業廢水重金屬排放區域及行業分布格局[J].中國環境科學，2013，(04)：655-662.

[4]趙建亮，方怡向，應光國.工業廢水毒性鑒定評價方法體系的建議及其應用示例[J].生態環境學報，2011，(03)：549-559.

[5]郭璇，唐翠梅，趙春彥.淺談國內石化廢水深度處理回用技術應用現狀[J].環境與可持續發展，2015，40(5)：75-77.

[6]官愛令，溫健麟，常艷群.生化與臭氧生物炭組合工藝處理反滲透膜生產廢水的研究[J].環境與可持續發展，2016，41(2)：165-167.

[7]鄧晨輝，朱盈喜，吳偉，梁蘇岑，陳勇.膜蒸餾技術處理低放射性廢水研究現狀與應用展望[J].環境與可持續發展，2016，41(4)：139-142.

[8]劉輝，盧清峰，李麗珍，等.關于玉米發酵酒精廢水處理技術綜述[J].環境與可持續發展，2015，40(1)：189-190.

Analysis on the Technology and Effect of “Zero Emission” in Industrial Wastewater

LIU Jiansong

(Yuyao Environmental Protection Bureau，Zhenjiang Yuyao 315400)

Some enterprises in our country have realized the zero discharge of industrial wastewater. This paper briefly introduces the operation of the zero discharge project of industrial wastewater，focusing on the zero discharge technology of the zero discharge project of China′s first zero-emission project，which is Guangdong Heyuan Power Plant，Wastewater evaporation crystallization system and the comprehensive utilization of crystalline salt and wastewater sludge technology for the future implementation of zero-related projects to provide a valuable experience

industrial wastewater；zero discharge；crystallization salt；waste water sludge

劉建松，碩士，工程師，主要從事環境保護方面的工作

X703

A

1673-288X(2017)03-0092-03

引用文獻格式：劉建松.探析工業廢水“零排放”技術及成效[J].環境與可持續發展，2017，42(3)：92-94.