火電廠節(jié)水與廢水治理路線制定方法

中煤新集利辛發(fā)電有限公司 張澤濤

燃煤電廠排放改造對(duì)于環(huán)境保護(hù)工作推進(jìn)的意義非凡，解決電廠污染排放問題的治理是火電廠生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)的關(guān)鍵點(diǎn)。針對(duì)目前部分火電廠廢水排放超標(biāo)的問題，需要結(jié)合火電廠的實(shí)際排放情況進(jìn)行具體研究。火電廠也需要始終將節(jié)水改造理念秉承下去，減少?gòu)U水排放量，采用先進(jìn)的廢水治理技術(shù)實(shí)現(xiàn)廢水高效治理，提升廢水治理的質(zhì)量。針對(duì)不同類型電廠廢水應(yīng)該采取不同的處理和利用方法，確保處理的高效性，實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量的節(jié)水改造及廢水治理目標(biāo)，進(jìn)而促進(jìn)火電廠長(zhǎng)久發(fā)展。

一、火電廠廢水排放現(xiàn)狀

在火電企業(yè)排污許可證中已經(jīng)明確了廢水排放標(biāo)準(zhǔn)，通過研究部分火電廠污水排放的具體問題發(fā)現(xiàn)具備排污口許可的火電企業(yè)超過了全部企業(yè)的50%， 但是存在著部分火電廠廢水排放不達(dá)標(biāo)的現(xiàn)象。在這些問題中脫硫廢水處理問題最為突出，處理系統(tǒng)無法滿足廢水處理要求，含煤廢水是主要的污染廢水種類，廢水排放監(jiān)測(cè)系統(tǒng)與許可證中的要求存在很大差異。[1]現(xiàn)階段排污許可證管理制度的施行關(guān)系到火電廠在排污方面的落實(shí)情況，對(duì)于其自身的生存和發(fā)展有著重要意義，做好廢水治理和排放是當(dāng)前火電廠需要研究的內(nèi)容。

二、火電廠廢水治理要求

火電廠生產(chǎn)用水設(shè)備有汽輪機(jī)、鍋爐設(shè)備、除灰設(shè)備和脫硫設(shè)備，所以節(jié)水和廢水治理是一項(xiàng)非常復(fù)雜的工作，需要投入大量的資金。節(jié)水和廢水治理路線的設(shè)計(jì)需要逐步地開展，防止出現(xiàn)重復(fù)建設(shè)問題，帶來大量的資源浪費(fèi)。節(jié)水和廢水治理需要依據(jù)全廠總體生產(chǎn)特點(diǎn)特性，切實(shí)本著因地制宜的原則，采取一廠一策的方法，進(jìn)行科學(xué)的統(tǒng)籌規(guī)劃，確保節(jié)水管理的有效性，實(shí)現(xiàn)高效的綜合利用目標(biāo)。

三、火電廠用排水依據(jù)

制定節(jié)水與廢水治理路線需要結(jié)合電廠實(shí)際用排水特點(diǎn)進(jìn)行綜合評(píng)定，始終將水平衡試驗(yàn)作為優(yōu)化創(chuàng)新的基礎(chǔ)。[2]水平衡測(cè)試報(bào)告可以將全廠各系統(tǒng)運(yùn)行的主要情況反映，進(jìn)而為制定科學(xué)用水和排污處理提供參考依據(jù)。借助于水平衡測(cè)試能夠?qū)㈦姀S用水的具體情況及廢水處理的特點(diǎn)進(jìn)行分析，為水系統(tǒng)的檢修維護(hù)打下基礎(chǔ)，提升水資源梯級(jí)利用效率，切實(shí)保障節(jié)水及廢水治理的質(zhì)量。水平衡測(cè)試的關(guān)鍵在于超低排放改造，通過特定的方法使得機(jī)組排水問題得到改善，結(jié)合機(jī)組滿負(fù)荷狀態(tài)用水的具體情況。例如，某電廠選擇自然通風(fēng)冷卻塔循環(huán)供水冷卻模式進(jìn)行冷卻處理，能夠降低能源的消耗，最大限度利用自然資源，通過自然通風(fēng)冷卻能夠?qū)⒁恍╇s渣排出去，同時(shí)確保冷卻效果，降低水資源利用。

四、火電廠水處理的主要問題

首先，電廠水源多來自于城市集中供水，城市的水處理系統(tǒng)存在缺陷，導(dǎo)致供水水質(zhì)變差，加之火電廠水處理系統(tǒng)不完善，所以出水水質(zhì)均無法滿足火電廠生產(chǎn)要求，在嚴(yán)重的污泥環(huán)境下脫水系統(tǒng)運(yùn)行受到限制。其次，在更換水源后因?yàn)閮纱喂┧乃|(zhì)差異較大，而部分火電廠的化學(xué)制水離子交換系統(tǒng)無法滿足不同水質(zhì)處理要求，膜系統(tǒng)受到水體中的有機(jī)物污堵，所以使得機(jī)組安全穩(wěn)定運(yùn)行受阻，全廠節(jié)水減排效果降低[3]。第三，水體結(jié)構(gòu)復(fù)雜，一些火電廠的循環(huán)水補(bǔ)水主要來源是地下水，通過一系列的置換成為中水，火電廠為了使得循環(huán)水濃縮倍率保持較高水平，所以將大量的循環(huán)排污水排放，加之電廠缺少完善的循環(huán)排污水處理系統(tǒng)，導(dǎo)致水處理要求無法得到滿足，循環(huán)水系統(tǒng)的排放量逐漸增加。第四，一些電廠缺少工業(yè)廢水處理系統(tǒng)，所以一些可回用廢水無法得到再利用，其主要通過排渣系統(tǒng)進(jìn)行直接排放，無法實(shí)現(xiàn)廢水再利用。第五，水力除渣技術(shù)的應(yīng)用使得大量廢水被排放至灰場(chǎng)中，由于渣水系統(tǒng)不能進(jìn)行自循環(huán)，因此出現(xiàn)了溢流廢水現(xiàn)象。最后，高質(zhì)低用問題存在于部分火電廠中。

五、火電廠節(jié)水與廢水治理路線

科學(xué)地進(jìn)節(jié)水與廢水治理十分重要，實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)要考慮邊界條件，結(jié)合環(huán)境評(píng)價(jià)批復(fù)文件、地方排放要求以及地方用水政策等進(jìn)行綜合考慮。在一些采用循環(huán)系統(tǒng)的火電廠中，一般采用循環(huán)水補(bǔ)水處理方式或者排污水處理方式實(shí)現(xiàn)循環(huán)水濃縮倍率提升的目標(biāo)，進(jìn)而保障循環(huán)水系統(tǒng)的廢水產(chǎn)生能夠和水消耗量形成一致性，在廢水消耗方面以脫硫系統(tǒng)應(yīng)用為主。而在一些空冷電廠中，除脫硫廢水需要單獨(dú)處理，其他廢水需要進(jìn)行統(tǒng)一處理，進(jìn)而使得脫硫系統(tǒng)廢水得到再利用，實(shí)現(xiàn)達(dá)標(biāo)處理目標(biāo)，并為后續(xù)的灰渣環(huán)節(jié)和煙氣蒸發(fā)環(huán)節(jié)提供用水。[4]所以各電廠需要結(jié)合各自的用排水狀況和現(xiàn)有的水處理系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整，制定科學(xué)的節(jié)水及廢水治理路線。

（一）節(jié)水管理

節(jié)水管理無需進(jìn)行大型工程建設(shè)，通過簡(jiǎn)單改造則能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)火電廠系統(tǒng)的整體優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)高效的節(jié)水目標(biāo)。在運(yùn)行條件限制下一些火電廠用水無法切實(shí)將高質(zhì)低用問題解決，所以采用節(jié)水管理方法可以快速地起到節(jié)水效果，火電廠在深度研究節(jié)水時(shí)需要認(rèn)識(shí)到節(jié)水管理的重要，將節(jié)水管理作為實(shí)現(xiàn)節(jié)水目的的主要內(nèi)容。在循環(huán)冷卻型電廠中，需要研究將循環(huán)水濃縮倍率提升的方法，使得循環(huán)水排污水量持續(xù)降低，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)節(jié)水和減污目的。在循環(huán)水濃縮倍率提高方面可以采取原水預(yù)處理管理優(yōu)化的方法，提升水質(zhì)質(zhì)量。也可以選擇高效穩(wěn)定劑進(jìn)行處理，使得循環(huán)冷卻水系統(tǒng)能夠穩(wěn)定地運(yùn)行。此外，采用脫鹽處理也可以提升循環(huán)水排污處理質(zhì)量。例如，某電廠采用冷卻水對(duì)空氣壓縮機(jī)進(jìn)行冷卻，完成冷卻工序后可以將冷卻的廢水應(yīng)用到灰漿池內(nèi)進(jìn)行再次利用，這家電廠的冷卻水主要以工業(yè)水為主，進(jìn)行冷卻處理后的水質(zhì)未曾發(fā)生污染問題，變化特點(diǎn)是溫度提升。借助于科學(xué)的節(jié)水管理方法可以使得循環(huán)水系統(tǒng)得到優(yōu)化，在實(shí)現(xiàn)了循環(huán)水補(bǔ)水量減少的基礎(chǔ)上也高效地利用了廢水。應(yīng)用補(bǔ)給水預(yù)處理系統(tǒng)將水中的懸浮物除去，得到水質(zhì)穩(wěn)定補(bǔ)給水源，這些廢水的分離質(zhì)量較高，在工業(yè)廢水系統(tǒng)中能夠得到二次應(yīng)用，經(jīng)過精處理后得到高鹽和低鹽廢水，根據(jù)生產(chǎn)情況進(jìn)行后續(xù)處理。

（二）廢水回用

充分利用電廠設(shè)施對(duì)水系統(tǒng)進(jìn)行改造實(shí)現(xiàn)處理系統(tǒng)功能恢復(fù)可以提升廢水利用質(zhì)量。在進(jìn)行廢水回用處理可選擇的方法很多，對(duì)含煤廢水采用電絮凝處理，能夠高效地實(shí)現(xiàn)廢水的自動(dòng)運(yùn)行處理，然后將反滲透(RO)濃鹽水應(yīng)用到脫硫系統(tǒng)中或者進(jìn)行冷渣冷卻處理，將冷渣水進(jìn)行經(jīng)換熱降溫能夠進(jìn)行再次利用。循環(huán)水排污水能夠被應(yīng)用到脫硫系統(tǒng)中進(jìn)行沖洗雜物，反洗水以及沖洗水能夠應(yīng)用到前級(jí)設(shè)備中。此外，對(duì)于一些工業(yè)廢水、含油廢水或者生活污水也能夠通過電絮凝法進(jìn)行處理，將處理后的水作為循環(huán)水應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)高效節(jié)水。通過特定的方法進(jìn)行全廠改造能夠使得高鹽廢水得到進(jìn)一步的利用，在旁路煙道蒸發(fā)結(jié)晶、煙道蒸發(fā)結(jié)晶、機(jī)械加壓再循環(huán)(MVR)蒸發(fā)結(jié)晶和多效蒸發(fā)結(jié)晶等工藝處理后進(jìn)行再次利用，在選擇工藝方法時(shí)需要結(jié)合環(huán)保政策以及火電廠的經(jīng)濟(jì)情況，這樣才能確保高鹽廢水處理的質(zhì)量。

（三）確保水質(zhì)

火電廠用水需要嚴(yán)格的規(guī)定水質(zhì)，電廠工業(yè)水源的選擇應(yīng)該以中水水源為主，應(yīng)用中水可以減少地表水和地下水浪費(fèi)現(xiàn)象的出現(xiàn)，進(jìn)而起到良好環(huán)境效益，提升用水質(zhì)量。在進(jìn)行節(jié)水與廢水治理路線設(shè)計(jì)過程中，需要結(jié)合電廠水源變化情況和生產(chǎn)要求選擇水源。如果水源存在變化情況應(yīng)該首先對(duì)水源的具體指標(biāo)進(jìn)行研究，分析水源變化對(duì)于生產(chǎn)用水的具體影響。例如，某電廠的原工業(yè)水源主要以地下水為主，在環(huán)保政策施行后，該電廠的地下水井關(guān)閉，改用工業(yè)水源進(jìn)行生產(chǎn)，該廠在分析了新水源的特征和成分后對(duì)用水進(jìn)行了優(yōu)化，減少了新鮮水源浪費(fèi)，同時(shí)也使得工業(yè)用水得到了高效的利用，提升了生產(chǎn)質(zhì)量的同時(shí)也減少了污水的產(chǎn)生。水質(zhì)的選擇關(guān)系到火電廠的生產(chǎn)情況，科學(xué)地選擇水質(zhì)能夠使得工業(yè)用水得到優(yōu)化，減少火電廠生產(chǎn)排污現(xiàn)象的出現(xiàn)，確?；痣姀S切實(shí)將環(huán)保理念落實(shí)，提升環(huán)境保護(hù)質(zhì)量。

（四）廢水治理改造

節(jié)水和廢水治理改造可以逐步地進(jìn)行。首先，對(duì)雨污水進(jìn)行合理的分離，使得雨廢水得到高效利用，對(duì)于一些生活污水或者工業(yè)廢水進(jìn)行高效處理應(yīng)用到電廠生產(chǎn)中。其次，將先進(jìn)的自動(dòng)控制技術(shù)應(yīng)用在機(jī)組鍋爐補(bǔ)給水系統(tǒng)和再生水深度處理系統(tǒng)中，提升水資源的利用效率，將循環(huán)水反滲透濃水應(yīng)用脫硫環(huán)境中。第三，濕除渣系統(tǒng)改可以調(diào)整為干排渣系統(tǒng)，減少水源的應(yīng)用，而且能夠?qū)崿F(xiàn)脫硫廢水高效的利用，更高效地實(shí)現(xiàn)廢水治理。提升濃縮倍率是關(guān)鍵性的一項(xiàng)操作，循環(huán)水排污水在進(jìn)行反滲透脫鹽處理后進(jìn)行擴(kuò)容處理，這樣能夠使得淡水總出水質(zhì)量提升，濃水質(zhì)量變的更高。與此同時(shí)，鍋爐補(bǔ)給水系統(tǒng)的優(yōu)化能夠確保反滲透濃水應(yīng)用效率得到提升，水系統(tǒng)的優(yōu)化有助于脫硫塔蒸發(fā)損失減少，繼而確保脫硫廢水排放量達(dá)標(biāo)。通過分析可知，脫硫系統(tǒng)在應(yīng)用了反滲透濃水后能夠?qū)崿F(xiàn)工藝水水量平衡的目標(biāo)。通過這種高效的和一體化的處理后，電廠廢水質(zhì)量和改造的質(zhì)量提升，廢水產(chǎn)生量持續(xù)降低，廢水的利用效率增加，工業(yè)廢水的應(yīng)用變得越來越優(yōu)化，極大地減少了污水排放問題。

六、結(jié)束語(yǔ)

總而言之，火電廠是我國(guó)電能供給的主要力量，由于火電廠的生產(chǎn)過程需要應(yīng)用到大量的水資源，生產(chǎn)后形成大量的污水，如果這些污水被排放則會(huì)帶來環(huán)境問題，加強(qiáng)火電廠水資源研究和污水處理研究有助于優(yōu)化火電廠的生產(chǎn)方式，減少生產(chǎn)帶來的水資源污染問題，實(shí)現(xiàn)綠色可持續(xù)發(fā)展。因此火電廠有必要深入研究污水循環(huán)利用技術(shù)路線，制定高效的水資源應(yīng)用模式，減少水資源浪費(fèi)現(xiàn)象，提升污水循環(huán)利用效率。