火力發電廠的廢水處理及其回用技術

程學鳴

（杭州華電半山發電有限公司，浙江杭州 310011）

在火力發電廠生產經營建設期間，水資源短缺問題已成為制約電力事業發展的重要因素。為實現火力發電廠可持續發展目標，應加強廢水處理及回用管控力度，控制電廠運行期間的耗水量，結合火力發電廠廢水種類及特征，不斷優化廢水處理及回用系統。

1 火力發電廠廢水種類

1.1 工業廢水

火力發電廠工業廢水主要產生于鍋爐補給水處理系統與凝結水處理系統、鍋爐化學清洗系統排水、鍋爐空氣預熱器、沖洗排水等方面。

廢水內部種類復雜，特性各異，需要經過專項處理達標后進行排放。依照工業廢水物理及化學性質，可將其分為含酸堿廢水、含重金屬廢水、含懸浮物廢水、脫硫廢水等。含酸堿廢水是重要的處理對象，若未對其進行充分處理便排出，將會對周邊生態環境造成嚴重影響。

1.2 循環水廢水

循環水廢水主要為火力發電廠循環冷卻水再經過濃縮后進行排放，此廢水內部含鹽量較高，水質不穩定，受運行情況的影響較大。在循環水濃縮度不斷增加的情況下，其后期處理難度會更大。

1.3 含油廢水

國內大部分火力發電廠以燃煤為主，部分火電廠內機組靠燃燒重油或原油。在火力發電廠內部機械設施運行期間，應定期補給潤滑油，保障系統運行效率。未對含油設施、油庫或油罐進行處理的情況下，廢水內部含油量將日漸增高。

1.4 沖灰廢水

火力發電廠產出的粉煤灰，應運輸到指定儲灰場所，運輸方式可為高速空氣流動或大量流水沖刷。經過實際調查發現，國內火電廠大多以水力輸灰方式，與粉煤灰進行充分接觸，會對水體造成嚴重污染。

1.5 生活廢水

隨社會經濟發展速度不斷加快，火電廠建設規模擴大，工作人員日漸增多，生活廢水成為須重視的廢水處理對象。在生活廢水中，如大量懸浮物、有機物及微生物，應結合具體情況進行專項處理及利用。

2 火力發電廠不同廢水治理與回用要點

2.1 工業廢水治理與回用

在含酸堿廢水處理過程中，多數采用中和處理方式。如自然中和處理，將含酸堿的廢水輸送到中和池內，利用壓縮空氣進行攪拌處理后排放。在自然中和處理效果不佳的情況下，可投入少量的其他酸堿物質，綜合廢水酸堿值，使其能夠達到正常排放標準[1]。在廢水含酸堿物質較多情況下，可配合使用過濾中和方式，將廢水從大理石濾層中排出，控制廢水內酸堿污染物含量。

在處理含有懸浮物、有機物廢水期間，可采用沉淀、絮凝、澄清處理方式。對重金屬含量較高的廢水進行氧化、酸堿值調整、絮凝處理。待工業廢水達到排放標準后，可進行排放或循環利用。

2.2 循環廢水處理與回用

為降低傳統流水沖灰緩解造成的水資源污染量，應增設干除灰系統，重視循環廢水的回收工作，將其使用到可行生產建設流程中。例如，火力發電廠可將經過處理的循環水作為補充水再次使用。在將其作為鍋爐補給水時，應對循環水進行深度的除鹽、反滲透與離子交換處理方式，防止廢水中的殘留物質對鍋爐及其他設備正常運行造成嚴重不利影響。

2.3 含油廢水處理與回用

在處理含油廢水過程中，需要以火力發電廠建設規模、使用的燃油類、廢水水量及水質排放標準為主[2]。將含油廢水集中排放到指定處理場所，經隔油池、油水分離器、氣浮池處理，將其進行回收利用或統一排放。

2.4 沖灰排水處理與回用

沖灰排水處理過程中，可通過爐煙內二氧化硫及二氧化碳氣體，中和沖灰水中的堿性物質。

由于沖灰水內部含有管道結垢中的游離氧化鈣，需在灰漿泵前設置灰漿池，確保沖回水內部氧化鈣可快速溶出。為切實提升廢水資源利用率，大部分火力發電廠采用了更完善的沖灰水回收循環利用系統，配合增加阻垢劑等方式，防止系統內部管道結垢。

2.5 生活廢水處理與回用

生活廢水的處理難度較小，可回收利用率高。在實際處理過程中，可使用一、二級處理、過濾處理、深度處理等方式。在廢水處理前，應細致分析廢水內部主要物質，在水污染程度不高情況下，適宜使用一級處理方式，控制廢水處理及回用成本。

3 火力發電廠廢水處理系統

本文以火力發電廠工業廢水為例，提出當前運行效果較好的工業廢水集中處理系統[3]。

工業廢水主要包括鍋爐補給水處理系統內的再生排水、凝結水精處理系統再生排水、鍋爐化學清洗排水、鍋爐空氣預熱器沖洗排水、機組啟動排水以及化學實驗室排水等。現階段，國內大部分火力發電廠是在建廠后增設脫硫設施，脫硫系統廢水與脫硫設備一同完成，未將其匯入工業廢水集中處理系統中，當前工業廢水集中處理系統缺乏專項脫硫廢水處理環節。

3.1 廢水集中處理流程

在工業廢水集中處理過程中，應事先調整廢水內部酸堿值，經過混合水池、澄清池處理后，可以回收利用或排放。如廢水內部污染物質含量較多、對周邊污染程度較大，需對廢水進行氧化處理。工業廢水處理后產生出的泥漿可經濃縮池、澄清處理后制作成泥餅，實現工業廢水的完全循環利用目標。

3.2 廢水集中處理容量

在火力發電廠工業廢水集中處理系統設計過程中，應嚴格遵守國家及有關部門頒布的火力發電廠廢水治理設計規程，確保集中處理系統不會影響全場內部機組正常的運行效率，并可處理最大容量機組在實際維修及運行期間產出的廢水量。

3.3 廢水集中處理系統應用案例

以某火力發電廠為例，該廠內廢水集中處理系統分兩次建成投產，當前運行情況依舊良好。在規定工業廢水集中處理系統存儲容量時，應細致分析火力發電廠在正常運行期間的鍋爐化學清洗廢水及時處理系統正常運行期間產生的廢水總量[4]。該火力發電廠鍋爐的化學清洗主要采用鹽酸酸洗方式，清洗排水量約為3 500～4 000 m3。加入鍋爐補給水處理系統排廢水、凝結水處理系統排廢水、循環水弱酸處理系統排廢水總量值，工業廢水存儲池有效容積應為5 000 m3，并設置5格形式。

在工業廢水集中處理系統中，主要包括廢水儲存、酸堿調整槽、斜板澄清池、最終中和池、清凈水池酸堿度調整槽可直接影響工業廢水處理效果，需要細致分析廢水內部酸堿度實際情況，加入適當的凝聚劑，使廢水內形成可凝聚的粒子，最后沉淀并排出。

4 火力發電廠廢水回用技術

為有效緩解水資源緊張的社會矛盾問題，火力發電廠灰場排水后變作為回收利用對象。因發電廠內部循環水排廢水再循環過程中，會經過不斷濃縮處理，如直接進入循環系統內，將會導致系統設備出現嚴重腐蝕、結構情況。為從根本上提升廢水利用率，結合廢水總量、內部污染物性質等因素，不斷優化廢水回收系統。

4.1 循環水排廢水回收利用

受到火力發電廠技術水平、經濟水平等因素影響，循環水排廢水回收利用率較低[5]。預處理回收系統大多仍使用傳統的凝聚、澄清、過濾等方式，可去除水內有機物、膠體，但對廢水內部的細粉煤灰處理效果不佳，占地面積較大。為提升水資源利用率，可配合使用膜處理技術，縮小處理系統整體面積。部分火力發電廠廢水循環利用要求較高，可使用超濾技術，但實際運行成本大。

在循環水排廢水實際應用過程中，應細致分析原始水質、運行情況與實際用途，不斷優化工藝處理系統。例如，將回收后的水作為循環水補充水，可配合使用澄清、過濾等工藝。在廢水水質良好的情況下，可使用較先進的超濾、微濾膜處理方式，提升廢水處理與回收利用效果。處理后的廢水主要作為鍋爐補給水使用，在經過系統與處理后，需要配合使用反滲透、離子交換等技術，去除廢水內部污染物質。

4.2 廢水回用技術應用案例

以某火力發電廠廢水回用系統為例，該火力發電廠所處地區的淡水資源極度匱乏，影響了電廠建設發展。為從根本上控制耗水量，火力發電廠對廢水回收系統進行了優化改造。在原廢水回收系統基礎上，使用了連續微濾與反滲透系統相結合方式，通過試驗方式檢測微濾設備在循環水排廢水回收應用過程中的可靠性。

在廢水回收處理過程中，將廢水集中排放到儲水池內，加入氯離子進行殺菌處理，對水內酸堿度值進行綜合調節。通過泵送方式將廢水送到過濾設備內，通過混凝器、反沖洗及化學沖洗方式，將廢水內部懸浮物、有機物、膠體形成儀沉降的絮凝顆粒，最后經微濾膜將磁性物質分離開，通過微孔過濾器、反滲透裝置，對其進行脫鹽處理，提升了廢水回用效果。

5 結語

綜上所述，火力發電廠實際運行期間的水資源消耗量較大，為了切實提升水資源利用率，減少廢水排放對周邊環境的污染程度，應引進更先進的工業廢水處理及循環水利用技術，結合火力發電廠運行期間的實際要求，不斷優化廢水處理及回用系統，確保該系統運行期間的生態效益與經濟效益均保持在較高水平。加強水資源利用管控力度，充分考慮廢水處理回用要求，實現火力發電廠的可循環發展目標。