對實現(xiàn)火電廠廢水零排放的技術與方法探討

摘要：火力發(fā)電廠是用水量較大的工廠之一，面對水資源的匱乏及污染，應用廢水零排放技術控制排水量、加強廢水資源化是實現(xiàn)節(jié)水和廢水治理的重要手段，應加強對該技術的研究與推廣。

關鍵字：火電廠；廢水零排放；水系統(tǒng)；排污

1 實現(xiàn)廢水零排放的關鍵技術

1.1 自凈式生活廢水凈化技術

自凈式生活廢水凈化技術是以水解(HUSB)方式對廢水中的有機污染物進行生物降解，將長鏈有機物和部分無機物(如懸浮物等)分解成短鏈有機物，增加廢水的可生化性。該技術運行成本低、免維護，適應水量、水質(zhì)負荷變化能力強，使用壽命長，運行穩(wěn)定。

生物膜法治理生活廢水是該技術的關鍵所在。細菌、原生動物、后生動物等微生物在濾料或某些載體上生長繁殖，形成膜狀活性污泥，與污水接觸，生物膜上的微生物攝取污水中有機污染物作為營養(yǎng)，從而使污水得到凈化。

該工藝由厭氧接觸膜式水解沉淀反應器、厭氧生物濾池、徽氧接觸氧化反應器三部分組成。很好地解決了水中大分子有機物、懸浮物轉化，溶解性CODcr的降解，保證了出水水質(zhì)達標。

厭氧水解沉淀反應器的目的和作用主要體現(xiàn)在能去除80％以上的進水懸浮物，并且在厭氧苗的水解作用下，將懸浮物中的47.8％水解成為溶解物質(zhì)。水解沉淀反應器去除有機物(以CODcr表示)占全流程去除有機物總量的50％左右，其次將不溶性有機物轉變?yōu)榭扇苄杂袡C物，大分子物質(zhì)分解為小分子有機物，為后續(xù)反應提供有利條件。

厭氧生物濾池最大的優(yōu)點是保證出水CODcr，懸浮物的穩(wěn)定性。同時在該反應器的設計中保存著一定程度的高濃度的污泥層，起著污泥床的作用，在這一層中污泥中有機物的降解十分迅速，并且對于控制反應器內(nèi)的污泥量有利。BOSS、SS的去除率分別為70％-80％、7O％。

二級處理之后出水中的有機物已經(jīng)很少，但為了更進一步地改善出水水質(zhì)，還要采用微氧接觸氧化反應器來保證出水水質(zhì)的穩(wěn)定性。

1.2 兩相流廢水分離凈化技術

兩相流廢水分離凈化技術是采用一次加藥混凝、在1個設施內(nèi)完成絮凝、沉淀、澄清、浮選、浮渣刮除和污泥濃縮等工藝過程，使水中的泥砂、懸浮固形物、藻類懸浮物和油在同一設施內(nèi)分離出來，同時分別從該設施的頂部和底部排出。并可通過變頻調(diào)速，液位和差壓控制來實現(xiàn)機電一體化自動控制運行。該技術的優(yōu)點是投資省、能耗低、加藥量少、運行費用低，自動化程度高，適用范圍廣，操作管理簡單。

該技術采用的設施型式與機械攪拌澄清池基本類同。其底部為錐形污泥濃縮區(qū)，池內(nèi)設混凝和絮凝反應室、沉淀分離區(qū)、斜管沉淀區(qū)、澄清區(qū)、加速導流區(qū)、氣化水分流器和釋放器、多孔集水管及浮選區(qū)，頂部設浮渣收集槽和刮渣機。側壁外設液位調(diào)節(jié)水箱、液位控制器和氣化水發(fā)生器，進水管和排水管分別設在池底和調(diào)節(jié)水箱底部，排泥管和排渣管亦設在底部。

水源水或廢水經(jīng)水泵提升后，與通過低速噴射器進入混凝反應室和絮凝反應室的凝聚藥劑混合，反應后形成的絮凝體進入沉淀分離區(qū)。大顆粒絮凝體在沉淀區(qū)迅速沉淀分離后進入污泥濃縮區(qū)進一步濃縮。沉淀分離后的水上升進入斜管沉淀區(qū)，通過斜管通道時，水由直流上升改變?yōu)樾毕蛏仙?，降低流速，促使水中小顆粒絮凝體在斜管中沉淀、聚集增大，并回落到沉淀區(qū)沉淀分離。水通過斜管沉淀區(qū)后繼續(xù)上升流入澄清區(qū)使水中質(zhì)量較大的顆粒固形物繼續(xù)下沉，上層水進一步澄清后繼續(xù)上升。水中剩余的細、小、輕絮凝體，藻類懸浮物或密度接近于水的懸浮固形物及剩余的油類，則與水一起經(jīng)加速導流器加速，快速進入浮選區(qū)。由氣化水發(fā)生器供給飽和氣化水，通過氣化水分流器和釋放器在浮選區(qū)內(nèi)均勻釋放出霧狀飽和氣化水，它們在浮選區(qū)內(nèi)經(jīng)氣力攪拌混合后形成微細氣泡，水中的剩余絮凝體、藻類懸浮物、懸浮固形物和油類等與微細氣泡充分接觸，被氣泡靜電吸附逐漸增大，并在氣泡的浮力頂托下迅速浮出水面形成浮渣。浮渣由頂部刮渣機通過刮渣板刮入浮渣收集槽并經(jīng)排渣管排出。浮選區(qū)經(jīng)浮選后的清水由集水管收集后經(jīng)液位調(diào)水箱的排水管排出。

1.3 超濾及反滲透膜技術

超濾膜的分離機理一般認為是篩分作用，其分離是分子級的，可截留溶液中溶解的大分子顆粒，通過溶劑和小分子溶質(zhì)。本系統(tǒng)所選用的超濾膜是介于超濾和微濾之間的一種新型膜處理工藝，又稱超微濾。其膜的平均孔隙在0.01～0.2μm，采用中空纖維結構，材質(zhì)為高分子聚丙烯，可以截留水中的懸浮物、膠體、大于0.2μm的顆粒性雜質(zhì)和部分有機物，并采用先進的水-氣洗工藝，可將截留在膜表面的雜質(zhì)徹底清除，恢復膜的過濾性能，延長超濾膜的運行壽命。

反滲透技術是利用半透膜原理，在膜的鹽水側施加一個大于滲透壓的壓力，使鹽水側的水流人純水側。本系統(tǒng)選用的反滲透膜元件采用美國DOW公司生產(chǎn)的高脫鹽率超低壓卷式復合膜BW30-365FR，材質(zhì)為芳香聚酰胺，其單膜的脫鹽率高達99.5％。抗污染復合膜除具有普通復合膜的操作壓力低、水通量大、脫鹽率高等優(yōu)點外，還具有抗污染能力強、水量平均、易清洗、使用壽命長等特點。

2 實現(xiàn)廢水零排的實施方案優(yōu)化

通過上述對關鍵技術的探討，我們要對廢水、灰水系統(tǒng)綜合考慮，重新分配全廠水系統(tǒng)，選取實現(xiàn)廢水閉路循環(huán)的最優(yōu)化回收利用方案，進而達到最佳的經(jīng)濟效益、社會效益和環(huán)境效益。

2.1 將化學處理系統(tǒng)(包括凝結水精處理系統(tǒng))產(chǎn)生的酸堿廢水、反滲透裝置的濃水以及化學試驗室排水排入化學水處理池，然后進入灰漿池與灰漿水混合，再打往灰場。而對于化學水處理系統(tǒng)(包括凝結水精處理)的清洗水、沖洗水因水質(zhì)較好，水量也大，則經(jīng)廢水處理系統(tǒng)處理后回收利用。

2.2 鍋爐排污水、水汽取樣水等水質(zhì)較好，可單獨回收，用于鍋爐補給水處理的反滲透進水，既可減少地下水的取用量，又可減輕廢水處理壓力，節(jié)約能源，同時，還可以作為循環(huán)冷卻水的補充水。

2.3 生活污水在進入污水處理站之前基本已分解完畢，此時的生活污水有物機含量較低，水質(zhì)較好，若以生物轉盤降解效果較差。而粉煤灰可以吸附水中有機物，因此，可將生活污水打入灰漿池，通過灰水管道送至灰場，既可以減少對外界環(huán)境的污染，又降低了運行成本。

2.4 循環(huán)冷卻水濃縮倍率較高，提高了水中各種離子的濃度，如果直接將其排入綜排水系統(tǒng)，在綜排水回收的情況下實現(xiàn)閉路循環(huán)勢必造成循環(huán)冷卻水系統(tǒng)含鹽量不斷升高，形成惡性循環(huán)，給循環(huán)水處理系統(tǒng)增加負擔。可將此排水用于沖灰、渣，利用粉煤灰中的活性氧化鈣成分，吸附水中有機物、重金屬等有害物質(zhì)，并形成沉淀與粉煤灰一起沉積下來。

2.5 汽機房及鍋爐區(qū)域排水含有油污及飛灰，可將這部分排水進入鍋爐下沖渣池，用于沖渣，并將電除塵區(qū)域排水全部排入沖灰池。

2.6 如果廠區(qū)的含油廢水量較少，基本都集中在油泵房和卸油區(qū)，并且離煤場很近，可以將這部分廢水用于煤場噴淋，防止揚塵。

3 廢水零排放投資概算及效益分析

3.1 優(yōu)化全廠用水系統(tǒng)，提高工業(yè)水重復利用率。這部分改造主要是鋪設一些回用管道，以及加強全廠的水務管理工作，對于2×300MW機組該部分投資概算為50萬元，實施后每小時可節(jié)約用水500噸，一年可以節(jié)約新鮮水用量100萬噸。

3.2 廢水處理及回用部分投資概算。廢水如果按最終需處理200噸／小時計算，其中土建部分需要建設調(diào)節(jié)池、兩相流固液分離池、無閥濾池、污泥池、綜合機房，設備需購置安裝提升泵、自動加藥裝置、潛水泥漿泵、氣水混合機，總投資約需150萬元，年運行費用約60萬元，單位水處理成本約0.34元/m3。

3.3 效益分析。實施廢水零排放后，電廠每小時可減少取水700噸，減少廢水外排量700噸／小時，取水費按1.0元/噸，排放費按0.5元/噸計算，每年可節(jié)約成本70萬元以上。

參考文獻

[1] 祁魯果，李永存，宋業(yè)林．工業(yè)用節(jié)水與水處理技術術語大全[M]．北京：中國水利水電出版社．2003．

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