火電廠凈水站排泥水回用及污泥處置研究

付清敏

摘 要：改革開放以來，我國工業(yè)發(fā)展蒸蒸日上。在帶來較高經(jīng)濟效益的同時，也耗用了大量的水資源，尤其以火力發(fā)電廠為代表，火電廠凈水站在使用大量水資源的同時，還會排放大量的廢水和污泥。這些廢棄物中的有害物質(zhì)會給生態(tài)環(huán)境及人類社會帶來嚴重的危害。因此，研究其排泥水及污泥處置途徑非常必要，筆者分析了如今凈水站廢棄物的處理情況。并從處理流程和處理工藝兩方面進行了研究。

關鍵詞：火電廠凈水站；排泥水回用；污泥處置

中圖分類號：X703 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2019）11-0175-02

0 前言

火電廠屬于耗水量和廢水排放量比較大的行業(yè)，較多的用水量和較多的排廢量不僅會降低其經(jīng)濟效益，還會造成資源浪費和環(huán)境污染，因此有必要對其處理工藝進行研究。

1 火電廠凈水站排泥水及污泥處理現(xiàn)狀

火電廠是為我國提供電力的主力軍，但是同時也在耗水量行業(yè)中排名靠前的行業(yè)，大量的用水量直接關系到其生產(chǎn)的經(jīng)濟效益。因此，經(jīng)過火電廠多年的生產(chǎn)實踐，他們也研究了很多不同方法，以達到減少發(fā)電過程中水的投入和消耗的目的。例如有的發(fā)電廠使用灰水閉路循環(huán)系統(tǒng)。通過閉路系統(tǒng)，將排到儲灰場的灰水再引回發(fā)電廠，繼續(xù)使用。從而在減少對環(huán)境污染的同時，達到循環(huán)使用的效果。有的發(fā)電廠采用適當提高循環(huán)水濃縮倍數(shù)的方法。這是一個重要的衡量水質(zhì)控制好壞的綜合指標。循環(huán)冷卻水系統(tǒng)在運行過程中，會存在水分蒸發(fā)、風吹損失等現(xiàn)象。因此，循環(huán)水會不斷進行濃縮。其濃縮倍率是以補充水作為基準進行比較的。如果濃縮倍數(shù)比較低，則無論是消耗水的量，還是排除污水的量，都會比較多。在這種情況下，非常不利于充分發(fā)揮水處理藥劑的功效。也就是說，處理污水的費用會更高。相反的，如果濃縮倍數(shù)比較高，則可以達到減少水的用量的作用。同時也能夠減少處理污水的費用。然而濃縮倍數(shù)也不應當太高。因為這一指標值太大，表明水會有更大結(jié)垢的可能性。在這種情況下，火電廠會更加難以控制結(jié)垢和腐蝕的情況。因為結(jié)垢現(xiàn)象的加重，需要將水處理藥劑的使用時間相應延長。但是這些化學藥劑在水中經(jīng)過一段時間會發(fā)生化學變化（如發(fā)生水解）。這就導致了這些化學藥劑的失效。因此火電廠需要選擇一個合理的指標值。

此外還有的火電廠采用干除灰技術(shù)等進行處理，對于火電廠的凈水站來說，減少水的使用和消耗的主要途徑是污泥水的處理和循環(huán)使用?；痣姀S對于水的使用量是巨大的。而且在通常情況下，火電廠會建設在離城市比較遠的地方。現(xiàn)階段有超過百分之六十的火電廠是通過廠內(nèi)建設凈水站的方式來取水的。他們投入到凈水站中的水大多數(shù)來源于周圍的水庫或者河流。這些水資源通常需要經(jīng)過一系列的處理，去掉其中的某些雜質(zhì)后，才能投入到火電廠的生產(chǎn)過程中。例如絮凝、沉淀、過濾等處理。在進行這些處理時，凈水站也會相應地產(chǎn)生大量的廢水和廢物。其中，排污水的量能夠占到總水量的百分之四至百分之七。因為總水量是非常大的，由此可見，火電廠產(chǎn)生的排污水的量也比較大。在凈水站排出的污水中，存在大量對環(huán)境有害的物質(zhì)。例如重金屬化合物、Al2SO4、KCl、AlCl3等發(fā)生反應產(chǎn)生的氫氧化物等。一方面，這些物質(zhì)會對環(huán)境產(chǎn)生危害，對人類也有很大的負面影響。因此這些排污水的排放會造成較差的環(huán)境和社會效益。另一方面，大量的排污水直接排放，也是對水資源的嚴重浪費?；痣姀S不但不能夠有效地利用這些廢水，而且需要再制備大量的新的工業(yè)用水。因此，也會造成較差的經(jīng)濟效益?？v觀我國火電廠的發(fā)展歷程，能夠發(fā)現(xiàn)絕大多數(shù)火電廠缺少水處理的實踐。很多火電廠對于這一方面的工作不夠重視，很少對這一方面的技術(shù)進行針對性的研究。而隨著技術(shù)的發(fā)展和綠色發(fā)展意識的樹立，火電廠也在不斷探索相關處理方法。這為火電廠進行排污水處理提供了借鑒。但是由于凈水站和水廠在處理中還是存在很多的差異。這使得凈水站處理污水的方式不能完全照搬水廠的方式。

2 火電廠凈水站排泥水及污泥處理工藝

2.1 處理流程

通常情況下，凈水站的排泥水以及污泥的處理流程，可以劃分為5個主要階段。首先是排泥水的調(diào)節(jié)。這一階段的主要工作任務是對排污水的量以及質(zhì)進行調(diào)節(jié)。排泥水通常集中放置在濃縮池中。而向濃縮池排放污水的源頭通常是兩處。一個是沉淀池，另一個是濾池。這兩處都會排放污水，而且他們進行排污的時間并不是連續(xù)的。因此濃縮池中的負荷時不確定的。也就是說當這兩處不同時進行排污時，濃縮池中的排污水的量相對較少。此時濃縮池承受的負荷相對較小。在這種情況下，濃縮池能夠保持高效的工作效率。而當沉淀池和濾池同時進行排污時，濃縮池中的排污水的量相對會比較多。從未給濃縮池帶來較大的負荷負擔。在這種情況下，濃縮池可能因負荷過大，而無法高效率地進行工作。甚至出現(xiàn)停止運行的狀況。與此同時，由于從濾池中排除的污水的水質(zhì)狀況不穩(wěn)定。

一般情況下，濾池排出的污水中的污泥的含量（0.02%-0.05%）會顯著低于沉淀池排出的污水中的污泥的含量（0.1% -2%）。通過對沉淀池和濾池排出的污水先進行處理（調(diào)節(jié)），達到控制排污水的量和質(zhì)的目的。其次是污泥的濃縮。這一階段的主要工作任務是對排泥水中的污泥進行濃縮。經(jīng)過調(diào)節(jié)，排污水會集中放置在濃縮池中。此時排污水中水的量以及大大減少了，主要存在的物質(zhì)是污泥。這一階段的處理目的是使污泥中的水量再次減少，從而使其容積進一步變小。這一階段的處理方法有多種。例如重力濃縮方法。這種方法的工作原理時相對密度差。在污泥結(jié)構(gòu)中，有水分子和污泥顆粒。他們之間會存在較大的密度差，從而實現(xiàn)污泥顆粒的下沉。采用這種方式，污泥中的含水量能夠下降約百分之二。

除這一方法外，還有氣浮濃縮、隔膜濃縮等[1]。然后是污泥的預處理。污泥預處理是其脫水前的處理。這一步工作根據(jù)實際情況可以選擇是否進行。如果經(jīng)過前兩步操作后，污泥中的含水量仍然處于某一閾值之上，則需要進行預處理。如果經(jīng)過前兩步操作后，污泥中的含水量以及符合后續(xù)操作（脫水）要求，就不需要再進行預處理了。脫水對于被處理物質(zhì)是有一定要求的。如果被處理物質(zhì)沒有達到處理要求，在進行處理時容易出現(xiàn)效果差、損傷設備（過濾設備堵塞、機械磨損）等問題。

因此進行預處理本質(zhì)上是為了保證脫水的正常進行。預處理的方法可以根據(jù)其性質(zhì)分為兩種：物理和化學方法。物理方法也就是非藥劑預處理。這種方法通常采用冰凍或者加熱的方式。冰凍處理之后，既可以采用真空過濾，也可以采用離心過濾[2]。這種方式對于脫水性能的改變比較大，處理后的分離液是透明的。這種分離液可以再進行利用或者排放到水體中。熱處理之后，既可以采用真空過濾，也可以采用離心過濾。這種方式對于脫水性能的改變沒有冰凍處理大，處理后的分離液是渾濁的。這種分離液需要再次進行濃縮脫水處理。化學方法也就是藥劑預處理。這種方法可以細分為多種類型。如果采用酸處理，通常使用的是H2SO4，脫水后只能采用離心脫水方式。

這種方法對于脫水性能的改變比較小，處理后的分離液基本是透明的，但PH值很低。這種分離液需要加入混凝劑（Al2SO4）進行處理。并且得到的污泥的PH值也會很低。如果采用堿處理，通常使用的是NaOH，脫水后只能采用離心脫水方式。這種方法對于脫水性能的改變也比較小，處理后的分離液基本是透明的，但PH值很高。這種分離液需要調(diào)整其酸堿度，才能排入水體中。并且得到的污泥的PH值也會很高。如果采用石灰處理，通常使用的是生石灰或者消石灰，脫水后既可以采用真空過濾，也可以采用離心過濾。這種方法對于脫水性能的改變比較大，處理后的分離液是透明的，但PH值較高。這種分離液也需要調(diào)整其酸堿度，才能排入水體中。并且得到的污泥的PH值也會很低。如果采用高分子絮凝劑處理，既可以采用真空脫水，也可以采用造粒脫水。這種方法對于脫水性能的改變比較大，處理后的分離液是透明的，但會有高分子絮凝劑的殘留物。這種分離液需要再次排到濃縮池中。并且得到的污泥中也有絮凝劑殘留。完成以上步驟之后，接著進行污泥脫水。通常有兩種方法：自然干化和機械脫水。最后是污泥的最終處理。這是體現(xiàn)經(jīng)濟效益的重要階段?；痣姀S通常會將其做建材、覆土、化肥處理，或者從中回收無機鹽。

2.2 處理工藝

恰當先進的處理工藝，能夠給火電廠帶來更大的經(jīng)濟效益。工藝的效益可以從兩方面體現(xiàn)出來。一方面是處理成本，另一方面是運行盈利。為降低處理成本，火電廠需要在各個處理流程選擇恰當?shù)姆椒ǎ⑦M行組合。結(jié)合當前國內(nèi)外處理現(xiàn)狀，可以得出以下處理工藝具有較好的經(jīng)濟效益。在設置調(diào)節(jié)池時，采用分開設置的方式更好。在進行污泥預處理時，采用高分子絮凝劑處理，比其他方式具有更好的效果。在實際操作時，應當在濃縮池投入0.1%-0.2%污泥干重的高分子絮凝劑。使用前要先將其在水中溶解，并且保持溶解濃度介于0.1%至5%之間。并且由排水池和濃縮池中排出的分離液應當再次回用。在進行污泥脫水時，采用離心脫水的方式要優(yōu)于采用壓濾脫水方式。通過實施以上工藝，火電廠不僅能夠減少排污費用，還能夠節(jié)約用水費用。并且通過合理的最終處理污泥的方式，獲得更多的盈利。

3 結(jié)語

火電廠應當積極借鑒現(xiàn)有先進工藝。雖然處理流程基本是固定的，但是每一步中都可以采用不同的方法進行組合。通過實踐，可以找出處理的最優(yōu)方案。

參考文獻

[1] 李后森，高歌.氣浮技術(shù)在電廠凈水站排泥水中的應用[J].中國資源綜合利用，2018，36（08）：55-57.

[2] 徐正，劉金鳳，孫玢，等.火電廠凈水站離心分離水回用研究[J].城鎮(zhèn)供水，2018（03）：65-67+76.