探析燃煤電廠廢水零排放工藝的應(yīng)用

孫奇斌

（山西京能呂臨發(fā)電有限公司，山西 呂梁 033200）

一、廢水產(chǎn)生量、處理量與廢水回用量不匹配

廢水系統(tǒng)建設(shè)初期做好分級利用的規(guī)劃。所謂分級利用，是指根據(jù)用戶對水質(zhì)指標(biāo)的要求，結(jié)合各類生產(chǎn)廢水的主要污染指標(biāo)，不用廢水類型用于不同的終端用戶。電廠生產(chǎn)系統(tǒng)中，大部分系統(tǒng)產(chǎn)生的廢水無需經(jīng)過深度處理可直接回用，如：1.超濾反洗排水及濃排水可直接回收至原水池，用于再次進(jìn)入供水系統(tǒng)，以減少新鮮水補(bǔ)水量；2.反滲透濃排水可不經(jīng)過深度處理用于灰渣拌濕、輸煤皮帶沖洗、灰硫工藝補(bǔ)水、地面沖洗水等；3.離子交換器再生排水可通過簡單的酸堿中和用于灰硫工藝補(bǔ)水、灰渣拌濕、皮帶沖洗地面沖洗；4.機(jī)組啟動(dòng)期間排水以及各類過濾器反沖洗排水，鐵、懸浮物等各類雜質(zhì)含量較高的水質(zhì)，可通過混凝、沉淀、過濾、中和等方式處理后進(jìn)行回用，可用于灰渣拌濕、皮帶沖洗以及灰硫工藝補(bǔ)水。

二、電廠的廢水處理系統(tǒng)應(yīng)用難點(diǎn)及應(yīng)對方式

因系統(tǒng)處理量小，緩存能量相對較差，無法將各類廢水逐步分級利用，在遇到機(jī)組啟動(dòng)、設(shè)備反沖洗等情況時(shí)，廢水消耗量與廢水產(chǎn)生量不匹配，為了實(shí)現(xiàn)對廢水最大限度的回收利用，往往通過延遲沖洗、反洗節(jié)點(diǎn)來實(shí)現(xiàn)廢水的消耗量與產(chǎn)生量達(dá)到平衡。鑒于廢水產(chǎn)生與回用的不匹配性，可考慮通過：

1.增大廢水系統(tǒng)末端清凈水池容積，以起到較好的緩沖作用；

2.對廢水處理系統(tǒng)優(yōu)化，減少不必要的設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)，對于無需深度處理即可回收利用的廢水，可直接進(jìn)行回用，以減少廢水處理系統(tǒng)的運(yùn)行成本和壓力。

3.采用先進(jìn)的處理工藝，減少廢水產(chǎn)生量。在科技飛速發(fā)展的今天，各類先進(jìn)的水處理工藝和技術(shù)如雨后春筍般層出不窮，由初始的多介質(zhì)過濾+陰陽床+混床到目前的超濾（納濾）+多級反滲透+EDI 電除鹽，先進(jìn)的處理工藝替代了離子交換樹脂，減少再生廢水的產(chǎn)生以及酸堿消耗。

廢水處理系統(tǒng)亦可采用先進(jìn)的膜處理工藝，以提高廢水處理系統(tǒng)末端水質(zhì)指標(biāo)，可提高廢水的回收利用價(jià)值。

三、廢水的分類存放和選擇不同的終端用戶

預(yù)處理系統(tǒng)混凝、沉淀產(chǎn)生的廢水可回收至原水池，進(jìn)行再次混凝、沉淀、過濾，進(jìn)入生產(chǎn)水系統(tǒng)，減少新鮮補(bǔ)水量；

鍋爐補(bǔ)給水系統(tǒng)的各類過濾器產(chǎn)生的廢水建立獨(dú)立的存放水池，在系統(tǒng)用戶對懸浮物含量無過高要求時(shí)，可直接進(jìn)行回用，如灰渣拌濕、皮帶沖洗、地面沖洗等，亦可進(jìn)行混凝、沉淀、過濾處理回收至生產(chǎn)水系統(tǒng)或用水水質(zhì)相對較高的用戶；

反滲透濃排水、離子交換器再生廢水含鹽量較高，無法回收至生產(chǎn)水系統(tǒng)，可通過酸堿中和的處理手段，用于對鹽分無過高要求的用戶系統(tǒng)，如灰渣拌濕、皮帶沖洗等系統(tǒng)。

四、關(guān)于幾種廢水的來源、收集與回用流程

（一）預(yù)處理設(shè)備反沖洗廢水

（二）鍋爐補(bǔ)給水過濾設(shè)備反沖洗廢水

（三）反滲透排水、離子交換器再生排水

（四）機(jī)組排水

五、廢水回用原則

在電廠的生產(chǎn)流程中，水中各類懸浮物、可溶性固體含量是一個(gè)逐步積累增加的過程。懸浮物可通過混凝、沉淀、過濾等工藝除去，對混凝沉淀產(chǎn)生的污泥通過排泥系統(tǒng)進(jìn)行壓縮脫水，形成泥餅，統(tǒng)一處理，得到清澈度較高的產(chǎn)水，用于各類對水質(zhì)要求相對較低的生產(chǎn)系統(tǒng)。而隨著水分蒸發(fā)損失，鹽類含量逐步升高。因此，對鹽分含量較高的水源可用于灰渣拌濕及皮帶沖洗，以消耗因水分蒸發(fā)損失而富集的鹽分，進(jìn)而達(dá)到生產(chǎn)系統(tǒng)水的用量和鹽分平衡。不同類型的電廠，水量消耗和廢水產(chǎn)生的方式存在很大差別，如：濕冷機(jī)組水量最大消耗用戶是循環(huán)水的蒸發(fā)、排污，適當(dāng)調(diào)整循環(huán)冷卻水的濃縮倍率對濕冷機(jī)組的全廠用水量大小起到?jīng)Q定性作用；供熱機(jī)組的廢水產(chǎn)生量主要來源于鍋爐補(bǔ)給水各類設(shè)備沖洗、清洗、反洗、再生產(chǎn)生的廢水，合理調(diào)整各類設(shè)備的運(yùn)行參數(shù)、反洗周期、再生頻次，做好各類廢水的綜合回收利用，同時(shí)采用先進(jìn)的除鹽水制水工藝，可很大程度上減少廢水的產(chǎn)生和酸堿消耗。

六、新工藝的應(yīng)用與面臨的困難

在水資源日益緊缺的今天，電力行業(yè)用水已逐步應(yīng)用各類新工藝、新技術(shù)，以減少水資源的消耗。煙氣脫水、脫硫廢水零排放等項(xiàng)目在各電廠已逐步開始應(yīng)用，然而，此類工藝的在實(shí)際的生產(chǎn)中仍存在一定局限性，由于工藝投入陳本、運(yùn)營成本，短期內(nèi)那一大范圍得到推廣。

（一）煙氣脫水項(xiàng)目的應(yīng)用及困難

火電廠中的煙氣中攜帶大量水分，煙囪中裊裊白煙實(shí)際上是脫硫系統(tǒng)中帶出的水蒸氣。煙氣脫水則是將脫硫后的煙氣中攜帶的大量水分回收再利用的過程。該工藝在國內(nèi)西北水資源緊缺的地區(qū)已得到實(shí)際應(yīng)用。然而，由于從煙氣中回收的水中鹽分含量高，成分復(fù)雜，無法直接投入到水汽循環(huán)系統(tǒng)，需通過進(jìn)一步的凈化處理，而此類水質(zhì)的凈化處理難度大、工藝復(fù)雜，而且處理成本較高。從回收到利用，噸水成本達(dá)到二十到三十元不等，因此改工藝在水資源不是稀缺的地區(qū)短時(shí)間無法普及。要進(jìn)一步減少水資源浪費(fèi)，實(shí)現(xiàn)水的再循環(huán)、再利用，需從技術(shù)上革新，減少煙氣脫水、回收再利用的成本。同時(shí)該工藝在試劑應(yīng)用中還存在回收水溫過高，需要對其進(jìn)行冷卻，該冷卻系統(tǒng)的運(yùn)行、維護(hù)也是導(dǎo)致其運(yùn)營成本大的一個(gè)主要原因。

（二）脫水廢水零排放工藝的應(yīng)用及困難

在采用煙氣石灰石-石膏濕法煙氣脫硫火電廠中，脫硫廢水的零排放始終是一個(gè)難題。脫硫廢水成分復(fù)雜、鹽分含量高，通過簡單的混凝、沉淀過濾無法實(shí)現(xiàn)零排放。然而，隨著環(huán)保壓力日趨緊迫，越來越多的火電企業(yè)逐步投入對脫硫廢水的治理和零排放的投入。

脫硫廢水預(yù)處理系統(tǒng)主要工藝流程：

脫硫廢水→曝氣調(diào)節(jié)池→預(yù)沉池→一級高效澄清器→中間水箱1 →二級高效澄清器→中間水箱2（預(yù)留多介質(zhì)過濾器）→超濾→超濾產(chǎn)水箱→離子交換器→中間水箱3；

膜濃縮主要工藝流程：

納濾系統(tǒng)（濃水回流至曝氣調(diào)節(jié)池）→納濾產(chǎn)水箱→反滲透系統(tǒng)（濃水至結(jié)晶器進(jìn)水水箱）→回用水箱→化學(xué)水處理系。

排泥系統(tǒng)主要工藝流程：

預(yù)沉池沉淀污泥及混凝澄清排泥→排泥泵→濃縮池→污泥泵→板框壓濾機(jī)→泥餅.

1.曝氣調(diào)節(jié)池。曝氣調(diào)節(jié)池的主要作用是調(diào)節(jié)水質(zhì)、水量以及氧化脫硫廢水中的亞硫酸根離子。

2.預(yù)沉池。預(yù)沉池的主要作用是去除脫硫廢水中大部分懸浮物質(zhì)；

3.高效澄清系統(tǒng)。高效澄清系統(tǒng)主要去除廢水中的鈣、鎂離子、懸浮物、重金屬、氟離子、有機(jī)物等。包括一級高效澄清器和二級高效澄清器；

4.污泥脫水系統(tǒng)（包含濃縮池）。污泥脫水系統(tǒng)主要實(shí)現(xiàn)泥水分離，濾液回流至曝氣調(diào)節(jié)池，泥餅外運(yùn)；

5.超濾系統(tǒng)。超濾系統(tǒng)主要功能是去除水中的膠體、懸浮物等，保護(hù)后續(xù)的NF 和RO 系統(tǒng)；

6.結(jié)晶、干燥、打包系統(tǒng)。

結(jié)束語

反滲透濃水在結(jié)晶器內(nèi)經(jīng)蒸發(fā)濃縮和脫水后生成含水率低于3%的氯化鈉結(jié)晶鹽，結(jié)晶鹽經(jīng)干燥機(jī)進(jìn)一步脫水后，產(chǎn)生滿足質(zhì)量要求的結(jié)晶鹽產(chǎn)品，結(jié)晶器蒸發(fā)產(chǎn)生的工藝蒸汽經(jīng)冷卻水冷凝后與反滲透產(chǎn)水混合后作為產(chǎn)品水回用。

然而脫硫廢水零排放系統(tǒng)的運(yùn)營、維護(hù)及首次投入成本較高，在火電企業(yè)的日常運(yùn)作中，帶來一定負(fù)擔(dān)，同時(shí)脫硫廢水零排放工藝未得到全面普及，部分工藝及設(shè)備應(yīng)用還未摸索到最優(yōu)方式。