淺談火電廠廢水治理

陳誠

（國能永福發電有限公司，廣西 桂林 541805）

全廠用水應根據水資源“分級、分質”利用，做到“清污分流、雨污分流”，使廢水排放量、處理量最小化；根據原水、各生產環節排水、處理設施出水的水質指標，結合各生產環節用水水質要求，合理規劃梯級使用流程。

一、主要技術原則

廢水治理工程基于全廠水平衡角度，優化現有水系統，做到水資源“分級、分質”利用；貫徹“統籌規劃、因廠制宜、節水優先、雨污分流、分級利用、分類處理、充分回用、達標排放”的原則，使廢水資源化、減量化。

（一）結合目前實際情況，注意近期與遠期結合，增設項目與廠內已建設施相結合，大、中、小相結合，要注意合理布局，全面安排，一次規劃完成，使現實需要和長遠發展緊密銜接。

（二）遵循“技術先進，經濟合理，安全適用，確保質量”的原則。執行國家、行業和地方頒發的有關設計標準、規范和規定，確保滿足用戶使用要求。

（三）優化設計，進行多方案技術經濟比較，合理地布置規劃，節省建設投資及運行費用，力爭以最小的投資，取得最大的經濟效益。

（四）遵守《火力發電廠可行性研究報告內容深度規定》（DL/T 5375-2018）的要求和國家有關設計標準及規范。

（五）在工程實施過程中，盡量不影響電廠現有機組的正常運行。

（六）按現有設備運行狀況的場地條件進行系統優化設計，修廢利舊，工藝布置力求緊湊合理，與主廠房等周邊設備協調一致，便于維護。

二、廢水種類

電廠的用水根據其用途一般可分為生產用水和非生產用水。生產用水主要包括循環冷卻用水、鍋爐補給水、工藝用水等，其用水量占全廠的總用水量的95%左右；非生產用水包括生活用水、消防用水、清掃用水和綠化用水等，占全廠總用水量的5%左右。

（一）原水預處理站污泥

1.原水成分

原水預處理系統水源取自補給水泵房，經過加藥沉淀后清水去到工業、消防水，泥水則進入污泥處理裝置脫水后固化處置。原水處理站排水的主要成分是污泥，水內浮固體的顆粒度大，存在自用水外排，泥水溢流雨排管網的環保風險，需要配備一套污泥處理裝置。

（二）處理方案

凈水站在處理工程中需要投加絮凝劑和助凝劑，產生了一定的化學污泥，這些污泥若處置不當將會造成二次污染，因此污泥的處理處置是實現清潔生產的關鍵。

1.分級沉淀

建造幾座大沉淀池分級沉淀，沉淀后的泥用挖掘機挖到煤場摻燒，上層的清水回到沉淀池重新加藥處理。

優點：設備少造價低，維護點不多。

缺點：占地面積大，由于沉淀池沉降時間長，新水來不及沉淀，且每次清淤都需要放空沉淀池的存水再挖，人工成本高，不適合補水量大的電廠。

2.新建污泥處理系統

常規的污泥處理形式一般有兩種：一是直接濃縮脫水；二是先厭氧消化再濃縮脫水。厭氧工藝存在厭氧微生物繁殖慢、系統操作復雜、常常達不到排放標準的問題。一般選擇直接濃縮脫水。

脫水機的種類很多，按脫水原理可分為離心脫水、真空過濾脫水及壓濾脫水三大類。

（1）離心脫水機主要由轉載和帶空心轉軸的螺旋輸送器組成，污泥由空心轉軸送入轉筒后，在高速旋轉產生的離心力作用下，立即被甩人轉轂腔內。污泥顆粒比重較大，因而產生的離心力也較大，被甩貼在轉轂內壁上，形成固體層；水密度小，離心力也小，只在固體層內側產生液體層。固體層的污泥在螺旋輸送器的緩慢推動下，被輸送到轉載的錐端，經轉載周圍的出口連續排出，液體則由堰四溢流排至轉載外，匯集后排出脫水機。

離心脫水機具有噪音大、能耗高、處理能力低等缺點。

優點：效率高、不易引起堵塞、勞動強度低(處理過程自動)、占用空間小、工作環境清潔。

（2）帶式壓濾脫水機

帶式壓濾脫水機是由上下兩條張緊的濾帶夾帶著污泥層，從一連串有規律排列的輥壓筒中呈S 形經過，依靠濾帶本身的張力形成對污泥層的壓榨和剪切力，把污泥層中的毛細水擠壓出來，獲得含固量較高的泥餅，從而實現污泥脫水。

帶式壓濾脫水機受污泥負荷波動的影響小，還具有出泥含水率較低且工作穩定、管理控制相對簡單、對運轉人員的素質要求不高等特點。

（3）板框式壓濾脫水機

板框式壓濾機是通過板框的擠壓，使污泥內的水通過濾布排出，達到脫水目的。它主要由凹入式濾板、框架、自動-氣動閉合系統測板懸掛系統、濾板震動系統、空氣壓縮裝置、濾布高壓沖洗裝置及機身一側光電保護裝置等構成。

與其他型脫水機相比，板框式壓濾機最大的缺點是占地面積較大。同時，由于板框式壓濾機為間斷式運行，效率低，操作間環境較差，有二次污染，國內大型污水處理廠己很少采用。但大量開發研制工作，使其適應了現代化污水處理廠的要求，如通過PLC 系統控制就可以實現系統全自運方式，其壓濾、濾板的移動、濾布的振蕩、壓縮空氣的提供、濾布沖洗、進料等操作全部可通過PLC 遠端控制來完成，大減輕了工人勞動強度。

電廠可以根據自己的處理效果、場地布置、人力配置、經濟性、維修成本來選擇合適的脫水機。

三、循環冷卻水

（一）成分

循環冷卻水主要存在含鹽率高、水質濁度和懸浮物含量超標。

（二）處理方案

根據水質情況，循環冷卻水系統的排水可作為下列工藝用水：

①脫硫系統工藝用水；

②輸煤系統的沖洗水、干煤場噴灑抑塵用水；

③地面及空氣預熱器、除塵器、鍋爐煙氣側沖洗水；

④除鹽水制備系統補給水；

⑤干灰調濕、干灰場噴灑抑塵用水；

⑥水力沖渣水；

⑦水力除灰用水。

四、生活污水

（一）成分

生活污水來自辦公樓、廠區洗手間、休息樓、職工生活食堂等排放源。主要存在BOD5、COD 和懸浮物高的問題。

（二）處理工藝

生物氧化法：生活污水處理系統匯集了廠區的生活污水，經過污水泵送至污水處理系統的格柵井內，再送到調節池，由污水提升泵送至接觸氧化池曝氣。生活污水中的有機物在曝氣池內經微生物降解后，污水自流到沉淀池中，進行泥水分離，部分經污泥消化池，上清液回流到調節池，剩余污泥定期抽吸排放。沉淀池出水自流入消毒池，經消毒后排放。

的主特征值,那么當時, μ1>0;當時, μ1<0。根據引理2可知,若則沒有大于或等于1的特征值;若則存在大于1的特征值,因此由引理3可知,若則indexW(F,(θa,0))=0;若則indexW(F,(θa,0))=indexSy(F,(θa,0))=(-1)σ,其中σ是算子F′(θa,0)在空間Sy上大于1的特征值的代數重數之和。下證σ=0。

生活污水處理系統出水可優先用于綠化用水，仍有富裕用于脫硫工藝補水。深度處理可采用MBR 工藝或二級處理后再進行過濾處理，宜采用機械過濾方式，也可采用活性炭吸附等處理方式，典型工藝流程如下：

①生活污水→格柵→調節池或初沉池→MBR（膜生物反應器）→消毒池

②生活污水→格柵→調節池或初沉池→缺(厭)氧池→生物接觸氧化池→二沉池→消毒池→過濾器→出水。

（三）MBR的優缺點

優點：出水水質優質穩定、剩余污泥產量少、占地面積小，不受設置場合限制、可去除氨氮及難降解有機物、操作管理方便，易于實現自動控制、易于從傳統工藝進行改造，該工藝可以作為傳統污水處理工藝的深度處理單元，在生活污水、工業廢水處理（從而實現電廠廢水的大量回用）等領域有著廣闊的應用前景。

膜--生物反應器也存在一些不足。主要表現以下幾個方面：

①膜造價高，使膜--生物反應器的基建投資高于傳統污水處理工藝；

③能耗高：MBR 泥水分離過程必須保持一定的膜驅動壓力，為了加大膜通量、減輕膜污染，必須增大流速，沖刷膜表面，造成MBR的能耗要比傳統的生物處理工藝高。

電廠可根據自己場地、資金等多方面需求選擇合適的工藝。

五、含煤廢水

（一）成分

含煤廢水來源主要為：輸煤系統（棧橋、地面）沖洗、噴淋產生的含煤廢水。主要指標中懸浮物較高，燃煤中含有酚類物質。

（二）處理工藝

傳統含煤污水處理設施由集水井、格柵、初沉調節池、混合反應罐、曝氣沉淀池、煤水提升泵、高效過濾器、加藥裝置、煤泥泵、清水泵等組成。采用混凝-沉淀-過濾工藝，處理后出水懸浮物含量可達到10-20mg/l，但該方案需要人工加藥，運行維護較麻煩。

混凝-沉淀-氣浮工藝也能達到降低懸浮物的目的，經混凝-沉淀和一級氣浮處理，出水懸浮物含量可達到10mg/L～20mg/L，既可以滿足運煤系統回用要求，也可以達到排放標準。該處理方式與混凝-沉淀-過濾工藝相比，出水水質相近，避免了過濾器可能出現的濾料板結故障，但占地面積大，造價和運行費用較高，目前實際采用的電廠較少。

近年來，有些電廠采用了電子絮凝-沉淀-過濾工藝，該工藝的核心是電子絮凝技術，通過由不同金屬材料制成的平板在含煤廢水中通入電流，打破水中懸浮、浮化或溶解狀污染物的穩定狀態，形成以非膠體或非溶解狀態存在的固體狀物質，便于被下級沉淀一過濾工藝分離去除。該工藝屬物理方法，整個過程無須添加化學藥劑，運行維護方便，占地面積較小，出水水質較好，但初期投資和運行電耗較高。

六、工業廢水

（一）成分

工業廢水主要有：水處理、凝結水精處理的排水、樹脂再生酸堿廢液和反滲透的化學清洗酸堿廢液。

（二）處理工藝

廢水pH 值、懸浮物、鐵銅等金屬離子及化學需氧量等不合格時，廢水處理宜采用以下流程：

①廢水貯存池（箱）→氧化池(箱）→反應池（箱）→pH 調整池（箱）→絮凝池(箱）→澄清池(箱）→最終中和池→清凈水池→過濾器→回收利用或排放；

②廢水貯存池(箱）→pH 調整池(箱）→反應池（箱）→絮凝池(箱）→澄清池(箱）→最終中和池→清凈水池→過濾器→回收利用或排放；

③廢水貯存池(箱）→澄清池(箱）→氣浮池→中間水池→過濾器→回收利用或排放。

工業廢水經處理后清水可回收利用到脫硫工藝水使用，排出的泥漿外運或回到煤場摻燒處理。

七、脫硫廢水

（一）成分

脫硫系統產生的廢水，具有高鹽、高氯、強腐蝕的特點，并且含有大量的懸浮物以及重金屬，是全廠廢水改造的難點與重點。

（二）處理工藝

目前國內外的脫硫廢水深度處理技術主要包括有四個方面：

第一，以水處理方式實現濃縮+傳統蒸發結晶/高溫煙氣干燥；

第二，利用煙氣余熱工藝；

第三，電解制氯工藝（適用于沿海開式冷卻循環電廠）；

第四，回用于水力沖灰渣（適用于具備水灰場、濕式撈渣條件的電廠，或者粉煤灰利用層級較低的電廠）。

1.現國內以水處理方式實現濃縮+傳統蒸發結晶/高溫煙氣干燥的脫硫廢水深度處理主要工藝包括以下幾種：

（1）預處理+傳統蒸發結晶（MED&MVR）

（2）預處理+膜濃縮+蒸發結晶

（3）預處理+低溫強化自然蒸發結晶技術

2.現國內以利用煙氣余熱方式實現蒸發干燥的主流脫硫廢水深度處理工藝包括以下幾種：

（1）煙道噴霧干燥

（2）煙氣余熱濃縮+二次風干燥

（3）低溫閃蒸+煙道旁路噴霧干燥

3.現有的蒸發干燥工藝，有傳統蒸發結晶、二次風干燥以及煙道噴霧干燥等工藝。傳統蒸發會產生結晶雜鹽，無法處置，所以選取二次風干燥和煙道噴霧干燥工藝。

根據電廠實際情況可以選擇以下結合工藝：

（1）預處理+煙道噴霧干燥（方案一）

（2）預處理+二次風干燥工藝（方案二）

（3）超濾+離子置換濃縮處理技術+高溫煙氣噴霧干燥工藝（方案三）

這三種工藝均能滿足脫硫廢水達到零排放的要求，三種方案里的鹽分均通過除塵器捕集進入粉煤灰。

預處理+煙道噴霧干燥，雖然會影響鍋爐的熱效率，但此路線工藝簡單，運行成本一次性投資低于方案二和方案三。

預處理+二次風干燥，抽取熱二次風需要配置增壓風機，電耗較高，運行成本和一次投資較高。

超濾+離子置換濃縮處理技術+高溫煙氣噴霧干燥，本方案高溫干燥段也會影響鍋爐的熱效率，但一次性投資較高。系統不作預處理時，存在膜堵塞和結垢的風險。

考慮到系統運行的穩定性與可靠性，并受現場施工場地等因素影響，兼顧一次性投資和運行成本，各電廠根據自身情況選擇脫硫廢水治理改造方案。