火電廠廢水治理研究及建議

殷杰

摘 要：水資源是人們賴以生存發(fā)展的重要資源，水資源短缺、分布不合理、污染已成為當(dāng)前急需解決的重要問(wèn)題。基于此，近年來(lái)中國(guó)持續(xù)加強(qiáng)水環(huán)境生態(tài)文明建設(shè)。火電廠作為取水、耗水、排水大戶，從資源利用和環(huán)境保護(hù)角度出發(fā)，火電廠節(jié)約用水，對(duì)提高廢水的梯級(jí)利用、實(shí)現(xiàn)廢水“零排放”改造具有長(zhǎng)遠(yuǎn)意義。

關(guān)鍵詞：廢水處理;節(jié)水;優(yōu)化

中圖分類號(hào)：X703文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1674-1064（2021）09-0-02

DOI：10.12310/j.issn.1674-1064.2021.09.014

火力發(fā)電廠廢水具有排水量大且水質(zhì)繁雜等特點(diǎn)。排放廢水主要來(lái)源于循環(huán)冷卻系統(tǒng)排水、工業(yè)廢水排污水、脫硫廢水等，廢水經(jīng)過(guò)一般預(yù)處理系統(tǒng)處理，能夠保證三分之二以上的廢水回收再利用，但三分之一的高鹽廢水如何合理合規(guī)排放及低成本處理，是當(dāng)前水處理系統(tǒng)的瓶頸。

1 火力發(fā)電廠廢水來(lái)源及特點(diǎn)

1.1 循環(huán)水系統(tǒng)

循環(huán)水排水，其水質(zhì)具有溶解性固形物、有機(jī)物、硬度、堿度高等特點(diǎn)?，F(xiàn)階段，較為常見(jiàn)的處理方式為防垢處理、防腐處理、殺菌處理等?，F(xiàn)有處理工藝保安過(guò)濾器+反滲透+加酸存在以下問(wèn)題：無(wú)法正常滿足高含鹽量廢水處理的需要，循環(huán)水排水仍存在水質(zhì)復(fù)雜、回收率低、回用難度大、回收系統(tǒng)運(yùn)行不穩(wěn)定等特點(diǎn)[1]。

1.2 含硫廢水系統(tǒng)

脫硫廢水具有溶解性固形物、懸浮物、硫酸鹽、氯離子及亞硫酸鹽高的特點(diǎn)。常見(jiàn)工藝為FGD三聯(lián)箱處理工藝，由于存在旋流器、三聯(lián)箱、澄清器等設(shè)備的設(shè)計(jì)缺陷，石灰乳配制投加、設(shè)備管路堵塞等問(wèn)題，導(dǎo)致含硫廢水回收困難或排水不達(dá)標(biāo)[2]。

1.3 生活污水

生活污水具有高懸浮物、高有機(jī)物、高總氮、高總磷等特點(diǎn)。常見(jiàn)的處理工藝為MBR一體化工藝、曝氣生物濾池法、厭氧接觸氧化法，其存在以下問(wèn)題：不同種類的排水混合排入生活污水處理系統(tǒng)，抑制微生物生長(zhǎng)、繁殖，造成有機(jī)物處理能力降低;一體式設(shè)備裝復(fù)于地下，檢修維護(hù)困難;油污或雜質(zhì)造成系統(tǒng)污堵;經(jīng)過(guò)處理后的生活污水水質(zhì)較好，直接排放或不合理利用導(dǎo)致水資源浪費(fèi)[3]。

1.4 工業(yè)廢水

工業(yè)廢水具有高pH值、高有機(jī)物、高含鹽量等特點(diǎn)。火力發(fā)電廠的工業(yè)廢水，主要來(lái)源于離子交換設(shè)備進(jìn)酸、進(jìn)堿置換過(guò)程中產(chǎn)生的酸堿廢水、膜設(shè)備的反洗、清洗水等。其存在以下問(wèn)題：工業(yè)廢水未回用或部分回用，造成水資源浪費(fèi);加藥設(shè)備、曝氣風(fēng)機(jī)、攪拌系統(tǒng)、污泥脫水系統(tǒng)故障率高等[4]。

2 廢水治理對(duì)策及建議

2.1 水平衡測(cè)試

火力發(fā)電廠應(yīng)定期開(kāi)展水平衡測(cè)試。測(cè)定分析各個(gè)用戶的取水、耗水、排水等關(guān)系，根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果，理清全廠及分系統(tǒng)的取、用水狀況;及時(shí)找出全廠及各分系統(tǒng)用水指標(biāo)超標(biāo)的原因，制定相關(guān)措施降低耗水量，增加用水效率、促進(jìn)全廠計(jì)劃用水、提高水資源的梯級(jí)利用率。

2.2 廢水綜合利用

定期組織全廠排水的水質(zhì)全分析工作，根據(jù)不同的排水水質(zhì)，分類管理、合理利用用水系統(tǒng)排水，做好廢水的綜合利用，回收高品質(zhì)排水、避免中高品質(zhì)廢水外排;通過(guò)處理工藝處理低品質(zhì)廢水后回收利用，在避免水資源浪費(fèi)的同時(shí)，減少水資源費(fèi)用及污水處理費(fèi)用的投入。

組織水資源回收利用的相關(guān)可行性研究，研判各項(xiàng)新方法、新工藝的技術(shù)可行性，選擇并設(shè)計(jì)合適、可行的廢水處理設(shè)施，對(duì)火電廠排場(chǎng)進(jìn)行處理利用。對(duì)于處理難度大、回用成本高的廢水，根據(jù)環(huán)保相關(guān)政策要求，實(shí)現(xiàn)達(dá)標(biāo)排放。

以保證循環(huán)冷卻系統(tǒng)穩(wěn)定經(jīng)濟(jì)運(yùn)行為基礎(chǔ)，適當(dāng)提高循環(huán)水濃縮倍率。加強(qiáng)循環(huán)水補(bǔ)充水管理，保證出水水質(zhì);選擇高效穩(wěn)定的循環(huán)水穩(wěn)定劑;動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)循環(huán)水水質(zhì)，合理安排補(bǔ)水、排水量;循環(huán)水排水進(jìn)行膜處理。

2.3 加強(qiáng)節(jié)水管理

成立專項(xiàng)水利管理領(lǐng)導(dǎo)小組，組織梳理全廠的水務(wù)管理工作，建立健全節(jié)水管理網(wǎng)絡(luò)，加強(qiáng)電廠各專業(yè)的配合協(xié)同，摒棄節(jié)水工作僅為節(jié)能或環(huán)保專業(yè)的認(rèn)識(shí)。定期組織制定節(jié)水管理工作計(jì)劃并按照“五定原則”落實(shí)實(shí)施，建立長(zhǎng)效、全面的管理標(biāo)準(zhǔn)，確保節(jié)水管理工作規(guī)范化、人性化、制度化。

加強(qiáng)節(jié)水管理工作，減少不合理的用水方式，是每個(gè)電廠在完善硬件節(jié)水設(shè)施時(shí)的一項(xiàng)重要工作。應(yīng)逐步制定詳細(xì)的用水管理規(guī)定，建立各主要系統(tǒng)的用、排水量臺(tái)賬，實(shí)現(xiàn)對(duì)主要供、排水系統(tǒng)的監(jiān)控，以便生產(chǎn)部門及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，掌握全廠用排水情況。

加強(qiáng)水質(zhì)監(jiān)測(cè)管理工作，根據(jù)相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)定期或不定期監(jiān)測(cè)分析，掌握所有水質(zhì)的波動(dòng)情況，及時(shí)進(jìn)行分析并采用相應(yīng)的措施，避免因水質(zhì)波動(dòng)造成調(diào)整滯后。

將節(jié)水情況納入員工績(jī)效管理范疇，用獎(jiǎng)懲制度約束員工的取、排水行為。

2.4 強(qiáng)化設(shè)施管理，加強(qiáng)運(yùn)行維護(hù)

加強(qiáng)關(guān)口流量計(jì)的維護(hù)和校驗(yàn)。配備必要的、可靠的流量表，是做好節(jié)水監(jiān)督管理工作的基礎(chǔ)，對(duì)于全廠用水系統(tǒng)的有效、實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)具有重要意義。完善在線監(jiān)測(cè)儀表系統(tǒng)，配齊配全在線監(jiān)測(cè)設(shè)備，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)各制、用水系統(tǒng)水質(zhì)和廢水排放情況，是水平衡試驗(yàn)的依據(jù)，是完善取用水工作、優(yōu)化水處理及廢水處理方式的必要條件。這樣，可以確保合理利用水資源，促進(jìn)廢水處理設(shè)施的良性運(yùn)行，保障處理設(shè)施效益的發(fā)揮。

合理選擇原水預(yù)處理系統(tǒng)、廢水處理系統(tǒng)、循環(huán)水處理系統(tǒng)、化學(xué)水處理系統(tǒng)、生活污水處理系統(tǒng)及工業(yè)廢水處理系統(tǒng)等系統(tǒng)的形式及工藝，加強(qiáng)設(shè)備的運(yùn)行維護(hù)，確保各系統(tǒng)按照設(shè)計(jì)性能穩(wěn)定運(yùn)行。

加強(qiáng)用水監(jiān)督工作，重點(diǎn)是加強(qiáng)對(duì)用水大戶的管理，如對(duì)汽機(jī)和鍋爐分場(chǎng)要加強(qiáng)控制各轉(zhuǎn)機(jī)設(shè)備的工業(yè)水用水量，在保證設(shè)備正常運(yùn)行的情況下，避免冷卻水或補(bǔ)充水過(guò)量使用，做到全廠用水大戶水量可控。

2.5 高鹽廢水處理技術(shù)

高鹽廢水的回收利用，是目前火電發(fā)電廠廢水綜合利用的重點(diǎn)與難點(diǎn)。火力發(fā)電高鹽廢水主要有：脫硫廢水、反滲透高鹽廢水、循環(huán)冷卻排水。高鹽廢水通常具有高鹽分、高氯離子、高懸浮物、高堿度、高硬度等特點(diǎn)，經(jīng)過(guò)處理的高鹽廢水，通常濁度及pH值等指標(biāo)得到控制，但溶解性總固體含量基本得不到有效處理。

高鹽廢水的處理工藝，總體上分為軟化階段和減量階段，軟化工藝主要包括碳酸鹽軟化、膜法軟化、離子交換軟化法;減量階段，目前主要包括余熱烘干工藝及蒸發(fā)結(jié)晶工藝[4-5]。

2.5.1 高鹽廢水的軟化處理

軟化處理的目的主要是，降低廢水中的鈣鎂硬度、堿度以及部分有機(jī)物，減輕后續(xù)減量化處理的影響。通常采用的工藝有沉淀池+空氣擦洗濾池+超濾工藝、堿式碳酸鹽軟化處理、硫酸鹽軟化處理+微濾工藝。微濾相比超濾工藝，具有壽命長(zhǎng)、維護(hù)成本低、污染物難以污染膜表面等特點(diǎn)，且微濾出水水質(zhì)基本滿足后續(xù)處理工藝的需求。

2.5.2 高鹽廢水的減量處理

膜法濃縮。反滲透膜法工藝是一項(xiàng)回收率高、工藝穩(wěn)定的處理技術(shù)。但反滲透處理工藝需要保證進(jìn)水水質(zhì)，進(jìn)水的低懸浮物含量及低硬度，是反滲透工藝安全、穩(wěn)定運(yùn)行的研究重點(diǎn)。采用的工藝主要有海水反滲透、碟管式反滲透、高效反滲透等[6]。

正滲透膜法是利用膜的正向滲透過(guò)程，利用兩側(cè)溶液的滲透壓差作為驅(qū)動(dòng)力，是水從較高化學(xué)勢(shì)向較低化學(xué)勢(shì)，即高含鹽量側(cè)向低含鹽量側(cè)運(yùn)動(dòng)的過(guò)程。其優(yōu)點(diǎn)是驅(qū)動(dòng)力是自發(fā)的，相比反滲透膜法，可以不外加滲透壓，能夠有效減少能量的消耗與損失。但在實(shí)際運(yùn)行中存在以下兩個(gè)問(wèn)題：正滲透膜機(jī)械性能較差;汲取液再濃縮困難等。目前，在火電廠水處理領(lǐng)域暫時(shí)未大力推廣應(yīng)用，主要適用于垃圾滲濾液處理、污泥消化處理、膜生物反應(yīng)器等方面[7]。

膜脫鹽+蒸餾工藝。處理流程大致為廢水被加熱氣化，蒸汽透過(guò)膜后，雜質(zhì)被截留，水減溫成可回收水。但因耗能高且裝置較為復(fù)雜，目前依然停留在試驗(yàn)階段。

加熱處理工藝。高溫?zé)煹烙酂嵴舾煞ā⒏啕}廢水通過(guò)噴頭霧化，利用鍋爐尾部煙道的余熱進(jìn)行換熱蒸發(fā)，鹽析出后隨爐渣排出，剩余部分被除塵器捕集。該工藝因利用現(xiàn)有設(shè)備作為熱源，具有投資低、能耗小等特點(diǎn)，但是使用過(guò)程中具有以下兩個(gè)問(wèn)題：高鹽廢水易將霧化噴頭堵塞;有少量氯化氫氣體進(jìn)入脫硫塔中進(jìn)行富集，致使脫硫漿液中毒[6-7]。

3 建議

重視節(jié)水管理及節(jié)水、環(huán)保等方面的問(wèn)題，加強(qiáng)水質(zhì)、水量監(jiān)測(cè)分析工作，積極開(kāi)展水處理新技術(shù)的科研工作;落實(shí)水處理工藝的技術(shù)儲(chǔ)備，并定期開(kāi)展水平衡試驗(yàn)，必要時(shí)可進(jìn)行全廠廢水綜合治理改造。根據(jù)當(dāng)?shù)匚鬯欧艠?biāo)準(zhǔn)和政策以及各自企業(yè)的經(jīng)濟(jì)實(shí)力，選擇合適的工藝技術(shù)，確保在合法合規(guī)節(jié)能排放的同時(shí)，取得更大的經(jīng)濟(jì)效益。

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