火電廠廢水零排放技術研究與應用

趙玉龍 王志昆

摘要：火電廠作業是用水和排水的用量大戶，同時也是污染大戶。從環保角度出發，火電廠排水對受納水體的影響較大，雖然污染物的濃度不高，但由于其排放量大，使得排污總量比較大。目前，我國火力發電廠大多具備酸堿廢水、含油污水、生活污水處理的設施，加大了對廢水治理的力度?；痣姀S排水的pH值、懸浮物、氟污染是主要超標項目，隨著大容量機組普遍采用電除塵器，灰場排水pH值的超標近期內會呈上升趨勢，因此還需高度重視。

關鍵詞：火電廠;廢水;零排放處理

火電廠作為當前我國工業生產行業中用水和廢水排放的大戶，在生產運營過程中，深入貫徹節約發電用水的理念，提高循環水的利用效率，實現火電廠廢水的零排放，具有非常重要的現實意義。

一、火電廠廢水的分類

（一）經常性廢水

經常性廢水是指原水經過工業生產總體流程，需要連續或間斷性排放的廢水。具體包括化學除鹽裝置和凝結水精處理裝置產生的再生廢水。經由這些裝置產生的廢水成分中通常含有少量的酸性和堿性物質，一般只需要通過簡單的中和處理，就能夠使廢水達到國家制定排放標準即pH6～9。預處理系統中主要的廢水處理設備澄清器和過濾器等，排出的廢水多含有大量的懸浮物和泥沙，對這些廢水的處理可以通過凝聚、澄清等方式的處理就能夠達到排放要求。鍋爐、主廠房、取樣設備及化驗室等空間產生的廢水，通常排出的也都是含有輕度污染物質的廢水，可以根據電廠的實際應用需求和用途來選擇合適的處理方式，有些水質可以經過處理實現回收利用，有些可以經過上述方式一起收集。但是當主廠房排出的污水中含有油類成分時，則必須經過除油處理之后才能夠進行進一步的收集。

（二）非經常性廢水

非經常性廢水就是指在廢水處理機組進行運維檢修時，所不定期排出的廢水。具體包括鍋爐化學清洗廢液，空氣預熱器、除塵器、煙囪、鍋爐火側等產生的沖洗排水，鍋爐停爐濕保護后排出的廢水，凝汽器灌水查漏時排放的廢水等。這些廢水中一般含有大量且成分復雜的物質，諸如COD、金屬成分等，在具體處理時難度較大，而且這些非經常性水排出后，需要首先在貯存池中進行妥善貯存，然后分步驟、分層次的開展污水處理工作。具體處理過程中需要用到的處理方法有氧化處理、pH值調整、凝聚、澄清、過濾等。

二、廢水零排放處理技術

（一）脫硫廢水預處理部分

脫硫廢水預處理部分主要是通過去除廢水中的固體懸浮物、鈣離子、鎂離子、重金屬離子等，達到避免對后續設備造成結垢和污堵的目的，預處理是進行脫硫廢水零排放的基礎，目前，預處理主流技術是化學軟化+過濾，化學軟化包括石灰石—碳酸鈉軟化、氫氧化鈉—碳酸鈉軟化、石灰—煙道氣軟化等，其主要原理是通過添加石灰石—碳酸鈉或者氫氧化鈉—碳酸鈉與廢水中的鈣鎂離子進行反應沉淀，其中石灰—煙道氣軟化是利用煙氣中的二氧化碳來代替碳酸鈉與鈣鎂離子進行反應沉淀。過濾包括管式微濾、超濾、納濾等，其主要原理是通過過濾裝置進一步降低脫硫廢水的濁度，從而提高脫硫廢水預處理的出水水質。

（二）脫硫廢水濃縮減量部分

1.膜法濃縮

膜法濃縮根據原理的不同，又可以分為納濾膜、反滲透膜、正滲透膜和電滲析膜，其中較為成熟的膜濃縮工藝有海水反滲透、碟管反滲透、高壓正滲透、電滲析等，膜法濃縮優點在于對水質適應性強、占地小、造價相對低、運行維護簡單、業績較多;缺點是工藝鏈長、產水水質因膜而異、需定期更換膜。

（1）海水反滲透（SWRO）?；厥章室话氵_到40%～45%，SWRO最佳的進水溶解性固體總量（TDS）約20g/L，濃水側最大TDS可以達到50g/L。經過軟化處理后的脫硫廢水回收率可以適當提高，按50%設計。

（2）碟管反滲透（DTRO）。一種特殊的反滲透形式，是專門用來處理高濃度污水的膜組件，其主要特點有：避免物理堵塞現象、最低程度的結垢和污染現象、濃縮倍數高。DTRO最佳的進水TDS在40～60g/L，濃水側最大TDS可以達到100～120g/L，國內電力行業應用業績較多。

（3）高壓正滲透（FO）。利用半滲透膜和提取液，水分子通過半滲透膜在兩側滲透壓差的驅動下自發并且有選擇性地從高鹽水側擴散進入提取液側。專利提取液是由特定摩爾比的氨和二氧化碳氣體溶解在水中形成。由于氨和二氧化碳混合氣體在水中具有很高的溶解度，形成的提取液可以產生巨大的滲透壓驅動力（相當于350MPa的物理壓力），從而使得水分子可以自主地滲透過膜，即使高含鹽量原水的TDS高達150g/L。

2.熱法濃縮

熱法濃縮的原理是使用電廠熱源將脫硫廢水蒸發，但不蒸干，熱源可以利用鍋爐脫硫后尾部低溫煙氣余熱，也可以利用其他工藝熱源。熱法濃縮主要包括多效蒸發、蒸汽再壓縮蒸發和低溫煙氣余熱蒸發等，前兩者較為成熟，但投資和運維成本較高，電力行業業績屈指可數;低溫煙氣余熱蒸發技術為近2年研究熱點，投資和運維成本較低，目前電力行業投運業績不多，但在建項目比較多。采用不同性質熱源一般遵循3個原則：一是根據不同的邊界條件選擇合理經濟的蒸發工藝、蒸發效數與蒸發溫度等;二是針對不同汽、電價格進行合理的運行、投資成本分析，給出最優化的配置;三是提出合理的蒸汽抽取位置和末效蒸汽利用方案?？傮w而言，利用尾部低溫煙氣進行濃縮是和膜濃縮在不同水質條件下進行經濟技術比選的又一有利選擇。熱法濃縮的優點在于產水水質穩定、可濃縮到200g/L、自身可實現分鹽;缺點是占地大、造價高、對凈空要求高、對水質適應性較差、業績較少。

三、結束語

石灰石一石膏濕法脫硫工藝具有脫硫效率高、運行可靠性高、適用煤種范圍廣、吸收劑利用率高、設備運轉率高和吸收劑價廉易得等諸多優點，是目前世界上應用較廣泛、技術較成熟的二氧化硫脫除技術，約占已安裝總脫硫機組容量的90%。濕法脫硫在運行中產生的脫硫廢水，因其具有高鹽、重金屬、成分復雜、腐蝕性和結垢性等特點，成為火電廠最難處理的廢水之一。

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