火電廠凈水站排泥水回用及污泥處置研究

付清敏

摘 要：改革開放以來，我國工業發展蒸蒸日上。在帶來較高經濟效益的同時，也耗用了大量的水資源，尤其以火力發電廠為代表，火電廠凈水站在使用大量水資源的同時，還會排放大量的廢水和污泥。這些廢棄物中的有害物質會給生態環境及人類社會帶來嚴重的危害。因此，研究其排泥水及污泥處置途徑非常必要，筆者分析了如今凈水站廢棄物的處理情況。并從處理流程和處理工藝兩方面進行了研究。

關鍵詞：火電廠凈水站；排泥水回用；污泥處置

中圖分類號：X703 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2019）11-0175-02

0 前言

火電廠屬于耗水量和廢水排放量比較大的行業，較多的用水量和較多的排廢量不僅會降低其經濟效益，還會造成資源浪費和環境污染，因此有必要對其處理工藝進行研究。

1 火電廠凈水站排泥水及污泥處理現狀

火電廠是為我國提供電力的主力軍，但是同時也在耗水量行業中排名靠前的行業，大量的用水量直接關系到其生產的經濟效益。因此，經過火電廠多年的生產實踐，他們也研究了很多不同方法，以達到減少發電過程中水的投入和消耗的目的。例如有的發電廠使用灰水閉路循環系統。通過閉路系統，將排到儲灰場的灰水再引回發電廠，繼續使用。從而在減少對環境污染的同時，達到循環使用的效果。有的發電廠采用適當提高循環水濃縮倍數的方法。這是一個重要的衡量水質控制好壞的綜合指標。循環冷卻水系統在運行過程中，會存在水分蒸發、風吹損失等現象。因此，循環水會不斷進行濃縮。其濃縮倍率是以補充水作為基準進行比較的。如果濃縮倍數比較低，則無論是消耗水的量，還是排除污水的量，都會比較多。在這種情況下，非常不利于充分發揮水處理藥劑的功效。也就是說，處理污水的費用會更高。相反的，如果濃縮倍數比較高，則可以達到減少水的用量的作用。同時也能夠減少處理污水的費用。然而濃縮倍數也不應當太高。因為這一指標值太大，表明水會有更大結垢的可能性。在這種情況下，火電廠會更加難以控制結垢和腐蝕的情況。因為結垢現象的加重，需要將水處理藥劑的使用時間相應延長。但是這些化學藥劑在水中經過一段時間會發生化學變化（如發生水解）。這就導致了這些化學藥劑的失效。因此火電廠需要選擇一個合理的指標值。

此外還有的火電廠采用干除灰技術等進行處理，對于火電廠的凈水站來說，減少水的使用和消耗的主要途徑是污泥水的處理和循環使用。火電廠對于水的使用量是巨大的。而且在通常情況下，火電廠會建設在離城市比較遠的地方。現階段有超過百分之六十的火電廠是通過廠內建設凈水站的方式來取水的。他們投入到凈水站中的水大多數來源于周圍的水庫或者河流。這些水資源通常需要經過一系列的處理，去掉其中的某些雜質后，才能投入到火電廠的生產過程中。例如絮凝、沉淀、過濾等處理。在進行這些處理時，凈水站也會相應地產生大量的廢水和廢物。其中，排污水的量能夠占到總水量的百分之四至百分之七。因為總水量是非常大的，由此可見，火電廠產生的排污水的量也比較大。在凈水站排出的污水中，存在大量對環境有害的物質。例如重金屬化合物、Al2SO4、KCl、AlCl3等發生反應產生的氫氧化物等。一方面，這些物質會對環境產生危害，對人類也有很大的負面影響。因此這些排污水的排放會造成較差的環境和社會效益。另一方面，大量的排污水直接排放，也是對水資源的嚴重浪費。火電廠不但不能夠有效地利用這些廢水，而且需要再制備大量的新的工業用水。因此，也會造成較差的經濟效益。縱觀我國火電廠的發展歷程，能夠發現絕大多數火電廠缺少水處理的實踐。很多火電廠對于這一方面的工作不夠重視，很少對這一方面的技術進行針對性的研究。而隨著技術的發展和綠色發展意識的樹立，火電廠也在不斷探索相關處理方法。這為火電廠進行排污水處理提供了借鑒。但是由于凈水站和水廠在處理中還是存在很多的差異。這使得凈水站處理污水的方式不能完全照搬水廠的方式。

2 火電廠凈水站排泥水及污泥處理工藝

2.1 處理流程

通常情況下，凈水站的排泥水以及污泥的處理流程，可以劃分為5個主要階段。首先是排泥水的調節。這一階段的主要工作任務是對排污水的量以及質進行調節。排泥水通常集中放置在濃縮池中。而向濃縮池排放污水的源頭通常是兩處。一個是沉淀池，另一個是濾池。這兩處都會排放污水，而且他們進行排污的時間并不是連續的。因此濃縮池中的負荷時不確定的。也就是說當這兩處不同時進行排污時，濃縮池中的排污水的量相對較少。此時濃縮池承受的負荷相對較小。在這種情況下，濃縮池能夠保持高效的工作效率。而當沉淀池和濾池同時進行排污時，濃縮池中的排污水的量相對會比較多。從未給濃縮池帶來較大的負荷負擔。在這種情況下，濃縮池可能因負荷過大，而無法高效率地進行工作。甚至出現停止運行的狀況。與此同時，由于從濾池中排除的污水的水質狀況不穩定。

一般情況下，濾池排出的污水中的污泥的含量（0.02%-0.05%）會顯著低于沉淀池排出的污水中的污泥的含量（0.1% -2%）。通過對沉淀池和濾池排出的污水先進行處理（調節），達到控制排污水的量和質的目的。其次是污泥的濃縮。這一階段的主要工作任務是對排泥水中的污泥進行濃縮。經過調節，排污水會集中放置在濃縮池中。此時排污水中水的量以及大大減少了，主要存在的物質是污泥。這一階段的處理目的是使污泥中的水量再次減少，從而使其容積進一步變小。這一階段的處理方法有多種。例如重力濃縮方法。這種方法的工作原理時相對密度差。在污泥結構中，有水分子和污泥顆粒。他們之間會存在較大的密度差，從而實現污泥顆粒的下沉。采用這種方式，污泥中的含水量能夠下降約百分之二。

除這一方法外，還有氣浮濃縮、隔膜濃縮等[1]。然后是污泥的預處理。污泥預處理是其脫水前的處理。這一步工作根據實際情況可以選擇是否進行。如果經過前兩步操作后，污泥中的含水量仍然處于某一閾值之上，則需要進行預處理。如果經過前兩步操作后，污泥中的含水量以及符合后續操作（脫水）要求，就不需要再進行預處理了。脫水對于被處理物質是有一定要求的。如果被處理物質沒有達到處理要求，在進行處理時容易出現效果差、損傷設備（過濾設備堵塞、機械磨損）等問題。

因此進行預處理本質上是為了保證脫水的正常進行。預處理的方法可以根據其性質分為兩種：物理和化學方法。物理方法也就是非藥劑預處理。這種方法通常采用冰凍或者加熱的方式。冰凍處理之后，既可以采用真空過濾，也可以采用離心過濾[2]。這種方式對于脫水性能的改變比較大，處理后的分離液是透明的。這種分離液可以再進行利用或者排放到水體中。熱處理之后，既可以采用真空過濾，也可以采用離心過濾。這種方式對于脫水性能的改變沒有冰凍處理大，處理后的分離液是渾濁的。這種分離液需要再次進行濃縮脫水處理。化學方法也就是藥劑預處理。這種方法可以細分為多種類型。如果采用酸處理，通常使用的是H2SO4，脫水后只能采用離心脫水方式。

這種方法對于脫水性能的改變比較小，處理后的分離液基本是透明的，但PH值很低。這種分離液需要加入混凝劑（Al2SO4）進行處理。并且得到的污泥的PH值也會很低。如果采用堿處理，通常使用的是NaOH，脫水后只能采用離心脫水方式。這種方法對于脫水性能的改變也比較小，處理后的分離液基本是透明的，但PH值很高。這種分離液需要調整其酸堿度，才能排入水體中。并且得到的污泥的PH值也會很高。如果采用石灰處理，通常使用的是生石灰或者消石灰，脫水后既可以采用真空過濾，也可以采用離心過濾。這種方法對于脫水性能的改變比較大，處理后的分離液是透明的，但PH值較高。這種分離液也需要調整其酸堿度，才能排入水體中。并且得到的污泥的PH值也會很低。如果采用高分子絮凝劑處理，既可以采用真空脫水，也可以采用造粒脫水。這種方法對于脫水性能的改變比較大，處理后的分離液是透明的，但會有高分子絮凝劑的殘留物。這種分離液需要再次排到濃縮池中。并且得到的污泥中也有絮凝劑殘留。完成以上步驟之后，接著進行污泥脫水。通常有兩種方法：自然干化和機械脫水。最后是污泥的最終處理。這是體現經濟效益的重要階段。火電廠通常會將其做建材、覆土、化肥處理，或者從中回收無機鹽。

2.2 處理工藝

恰當先進的處理工藝，能夠給火電廠帶來更大的經濟效益。工藝的效益可以從兩方面體現出來。一方面是處理成本，另一方面是運行盈利。為降低處理成本，火電廠需要在各個處理流程選擇恰當的方法，并進行組合。結合當前國內外處理現狀，可以得出以下處理工藝具有較好的經濟效益。在設置調節池時，采用分開設置的方式更好。在進行污泥預處理時，采用高分子絮凝劑處理，比其他方式具有更好的效果。在實際操作時，應當在濃縮池投入0.1%-0.2%污泥干重的高分子絮凝劑。使用前要先將其在水中溶解，并且保持溶解濃度介于0.1%至5%之間。并且由排水池和濃縮池中排出的分離液應當再次回用。在進行污泥脫水時，采用離心脫水的方式要優于采用壓濾脫水方式。通過實施以上工藝，火電廠不僅能夠減少排污費用，還能夠節約用水費用。并且通過合理的最終處理污泥的方式，獲得更多的盈利。

3 結語

火電廠應當積極借鑒現有先進工藝。雖然處理流程基本是固定的，但是每一步中都可以采用不同的方法進行組合。通過實踐，可以找出處理的最優方案。

參考文獻

[1] 李后森，高歌.氣浮技術在電廠凈水站排泥水中的應用[J].中國資源綜合利用，2018，36（08）：55-57.

[2] 徐正，劉金鳳，孫玢，等.火電廠凈水站離心分離水回用研究[J].城鎮供水，2018（03）：65-67+76.