探析工业废水“零排放”技术及成效

刘建松

(余姚市环境保护局，浙江 余姚 315400)

探析工业废水“零排放”技术及成效

刘建松

(余姚市环境保护局，浙江 余姚 315400)

我国一些重点排污企业实现了工业废水的零排放，本文简述工业废水零排放项目的运行情况，重点简述了中国首例零排放项目—广东河源电厂的废水零排放工程的零排放技术，开发末端脱硫废水的蒸发结晶处理系统以及结晶盐和废水污泥的综合利用技术，为以后相关企业实施零排放项目提供了宝贵的经验。

工业废水；零排放；结晶盐；废水污泥

国家对工业废水排放的标准要求越来越高，不管是正在发展的中小型企业还是资金雄厚的国有大型企业对工业废水的处理水平要求更高。现在水处理行业的必然趋势是精细化的生产方式取代原有的粗放扩张的生产方式。全国产生了很多工业废水“零排放”技术，我国首例零排放项目是广东河源电厂的废水零排放工程，还有鹤煤热电厂废水零排放工程，三水恒益发电厂零排放项目等等，专家结合国外大量相关项目的实施进行调研，经过自己不断试验和努力终于建成国内几个电厂废水零排放工程项目，对我国环境保护起到了积极的作用。

1 工业废水零排放的简介及特点

零排放技术是把结晶工业废水内的溶解物提炼出，将处理后的水资源在工艺流程或其他方面使用。废渣常用的处理方式有蒸发塘和填埋，但是工业废水零排放对废渣有跟高的处理要求。通常情况下零排放工艺排出的废渣溶解性非常强，如果直接填埋而不加以处理就会对环境造成二次污染。像煤化工产生的副产品杂盐的成分非常复杂、产量又非常大，现在没有很好的处置方式。不仅解决了结晶后的废渣处理问题，还能产生效益，这对单位的经济发展产生积极的作用，也可以弥补零排放处理设备的高成本给单位带来的经济负担[1]。

在我国现行的政策下，没有强制性要求工业企业废水实行零排放，环境监察单位对污染企业收取较低的排污费对工业废水处理的发展不利。强制性政策不足，排污企业只是追求经济和资源的最优化配置，而且工业废水零排放项目的实施需要投入大量的科研和设备以及人员的经费，只有一些又责任的企业才投放工业废水零排放项目。

2 工业废水零排放的实例

2.1 广东河源电厂的零排放项目

广东河源电厂废水零排放工程是国内首例真正的工业废水零排放项目。广东河源电厂的环评要求是项目运行时河源电厂不能有废水的排放口，废水必须零排放。河源电厂在国内外做了大量的调研工作，项目实施后，河源电厂真正达到工业废水零排放。零排放系统设计处理水量为22m3/h。2009年12月18日正式投入生产[2]。

燃煤电厂废水有经常性和非经常性的废水。经常性废水是日常生产产生的废水；非经常性废水是机组大修和小修期间产生的废水。河源电厂的循环冷却水系统，废水量、废水种类以及主要污染因子如下。

表1 广东河源电厂废水种类

由表1可以看出，当循环冷却水系统的浓缩倍率是10倍时，河源电厂的两台机组的经常性废水量约为165～244m3/h，废水种类多，废水量大。

2.2 三水恒益发电厂的零排放项目

三水恒益电厂机组的容量为2×600WM。采用的是来自美国J&Y公司生产的零排放系统技术：使用的是两级卧式VM+C、两级卧式MED的蒸发结晶工艺，它的常规处理工艺无预处理系统，可以处理碱废水、树脂再生酸和脱硫废水。

运行情况如下：

(1)用卧式的薄膜蒸发器+机械蒸汽压缩的循环工艺，产生低能耗；

(2)没有安装只能去除悬浮固体深度的预处理系统，生产的产品是复杂混合盐，把产生的固体废弃物运送到专业固废的处理中心进行处理，处理成本约800元/t；

(3)废水到一级v蒸发器蒸发，其回收率是进水总量的70%～80%，假设处理20m3/h，一级vMc出来的废水量仅有4～6m3/h；

(4)因为到蒸发系统废水前没有经过软化，就会导致结垢的现象严重，每周要用小型酸碱清洗来除垢，每月进行一次大型的酸碱清洗除垢。

2.3 鹤煤热电厂零排放项目

鹤煤热电厂的工业废水主要由灰渣系统废水、化学系统废水、循环排污水、冲洗煤水废水、生活污水、其他工业用水系统废水组成。根据废水水质和使用不同，本厂运用不同的处理和回用方式，实现了废水零排放[3]。

2.3.1 循环排污水与化学系统废水

鹤煤热电厂把要处理的废水集中在废水曝气塔内，搅拌曝气来减少水的耗氧量，加入二氧化氯去除水中的有机物，然后经调节pH、混凝、澄清、过滤处理后回用。污泥浓缩脱水后成为泥饼后运往厂外。

2.3.2 灰渣系统的废水和生活污水

锅炉内的灰渣经水送到脱水仓。脱水后，灰渣可以进行综合的利用，水经过沉淀后回用。厂区的卫生、食堂等设备产生生活污水，其COD、BOD以及悬浮物的量很高。生活污水使用厌氧/好氧(A/O)工艺进行处理。处理后的污水作为绿化水利用或达标排放。

2.3.3 其他工业用水系统废水

用在冷却机组的转动润滑部分以及热力系统取样等位置，这些水和锅炉定期排放、排水收集到废水池内、用水泵回收至循环水系统重复使用。

3 废水、废水系统的零排放关键技术

3.1 废水零排放系统运行

河源电厂废水含有的杂质很多种类，有循环冷却水系统，冷却塔浓缩排污水需要处理后重新使用。根据排除废水的特点和现在成熟废水处理工艺，如果重新利用废水，必须构建以“循环利用、梯级使用、一水多用”结构的废水零排放处理系统。补充冷却塔的水是处理后的生活污水、设备冷却水等；补充脱硫系统的工艺中的水可以用冷却塔的排污水，污水脱硫系统后是脱硫废水；脱硫废水是电厂内的末端废水，预处理后分离里面的污泥，盐分分离可以采用蒸发结晶处理技术，产生的凝结水可以回到冷却塔内，形成了“循环利用、梯级使用、一水多用”结构的废水零排放处理系统。

3.2 废水零排放的关键技术

3.2.1 循环冷却水的极限浓缩倍率技术

循环冷却系统中浓缩排污水量一定要控制在80～90m3/h这样才能达到水量平衡的效果，根据浓缩排污水量可以推出浓缩倍率在10左右。要做高浓缩倍率的模拟试验，找到合理的药品、严控循环水的水质指标，减少结垢和腐蚀的产生。根据相关试验结果，合理挑选药剂、调节合理的循环水浊度下，当加药浓度到达某个值的时候，其循环冷却水系统的浓缩倍率(以氯离子或碱度计)控制在10.5以下，可以控制其结垢和腐蚀[4]。

河源电厂的环冷却水系统设计了旁流安装过滤装置；旁流过滤器的容量跟冷却塔补水的水质以及冷却塔周围的空气质量有关；旁流过滤器的反洗废水中含有很多悬浮物的污染物，盐含量跟循环水水质相当，然后到电厂工业废水的处理系统进行处理。在循环水系统中加入杀菌剂、缓蚀剂与阻垢剂，生产中时刻监测药品浓度和水质的指标，药品浓度要高于标准值，严格控制水质指标的范围。如果循环水的盐度、硬度、硅含量或者氯离子含量与标准值比较接近，可以将处理后的水输送到水池中重复使用，补充缺少的水量来保证循环系统没有结垢和腐蚀。

3.2.2 开发末端脱硫废水的蒸发结晶处理系统

确保整个系统的安全运行，石膏—石灰石湿法的脱硫系统必须定时排一些废水才能正常运行，这个称为脱硫废水。脱硫废水是全系统的最后产生的废水，pH是5～6，但是盐的含量是25000～55000mg/L，废水中有Cl-、过饱和亚硫酸盐、悬浮物、重金属与硫酸盐等，此废水容易结垢，有很强的腐蚀性。运用常用的工艺处理以后，采用常规工艺处理后，排放的污水达标有关标准，可是这个废水的硬度很高、Cl-没有减少，有很强的腐蚀性，不能直接重复利用，必须经过外排或者是加入粉煤灰来调节湿度。国内外还没有先例将脱硫的废水输送到前端的设备继续使用。必须去除废水中氯离子浓度和硬度的浓度，以免设备结垢或者受到腐蚀，只有解决这个问题，脱硫的废水才能重复使用。河源电厂开发了 “多效蒸发结晶+二级预处理”脱硫废水进行处理工艺的先例，实现了盐分和污泥的完全分离，污水经过上述工业处理后水质跟蒸馏水无异，通过管道回水至前端的处理工艺，整个过程无废水排放，真正达到工业废水零排放。

具体的运行工艺原理是：设计含有曝气处理过程的废水的缓冲池，作用是让废水均匀混合，使后续的工序稳定运行。在一级反应器内加入石灰乳试剂，增加PH高于10.0，使Fe3+、Mg2+、Zn2+、Cu2+、Ni+、Cr3+等重金属离子经过化学反应产生出难溶于水的氢氧化物；例如，石灰乳试剂内的Ca2+离子与废水内的F-离子产生反应产生出难溶的CaF2；在一级反应器内要加入絮凝剂，作用是将废水内细小且分散的颗粒以及胶体物质在容器内发生反应聚合成大的颗粒物；也要加入助凝剂可以变大较小的絮凝物，大的絮状物更容易沉积。废水经过处理后产生的重金属、絮状物的废渣在一级澄清器内进一步浓缩，然后脱水后外排污泥。

3.3.3 结晶盐和废水污泥的综合利用

经过处理后的结晶盐与废水污泥若不经过处理，遇水后仍能对环境造成严重的。为避免这个情况的发生，可以将结晶盐和废水污泥制成产品加以使用是最好的解决方案。经过试验，水泥、石灰等一些固化料和污泥按一定比例混合时制作成污泥，可以达到砖的行业标准；污泥砖经过浸水的试验没有金属析出，可以达到环保的要求。污泥盐分的含量较高，因此污泥砖只能在公园路面、围墙等建设使用，不能在房屋建筑中使用。 结晶盐也可以提炼纯度高的产品，根据不同盐分的特点，增加结晶盐NaCl的含量比重，提取的结晶盐符合二级工业盐标准(GB/T5462-2003)，可以在作印染等行业中使用。

4 总 结

国家对工业废水排放的标准要求越来越高，不管是正在发展的中小型企业还是资金雄厚的国有大型企业对工业废水的处理水平要求更高。现在水处理行业的必然趋势是精细化的生产方式取代原有的粗放扩张的生产方式。全国产生了很多工业废水“零排放”技术，一些重点排污企业实现了工业废水的零排放，本文简述工业废水零排放项目的运行情况，重点简述了中国首例零排放项目-广东河源电厂的废水零排放工程的零排放技术，开发末端脱硫废水的蒸发结晶处理系统以及结晶盐和废水污泥的综合利用技术，为以后相关企业实施零排放项目提供了宝贵的经验。

研究表明，工业废水实现零排放对我国环境的保护起到了关键的作用，经济发展的同时注重环境保护是可持续发展方针的最好解读。零排放是先进企业的对环境保护重大责任心的表现，我国也有很多成功工业废水零排放的先例。国家要大力支持零排放项目的实施，要对更多工业企业项目做零排放的试验和实施标准，只有这样零排放才能在我国越来越多的企业实行。

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Analysis on the Technology and Effect of “Zero Emission” in Industrial Wastewater

LIU Jiansong

(Yuyao Environmental Protection Bureau，Zhenjiang Yuyao 315400)

Some enterprises in our country have realized the zero discharge of industrial wastewater. This paper briefly introduces the operation of the zero discharge project of industrial wastewater，focusing on the zero discharge technology of the zero discharge project of China′s first zero-emission project，which is Guangdong Heyuan Power Plant，Wastewater evaporation crystallization system and the comprehensive utilization of crystalline salt and wastewater sludge technology for the future implementation of zero-related projects to provide a valuable experience

industrial wastewater；zero discharge；crystallization salt；waste water sludge

刘建松，硕士，工程师，主要从事环境保护方面的工作

X703

A

1673-288X(2017)03-0092-03

引用文献格式：刘建松.探析工业废水“零排放”技术及成效[J].环境与可持续发展，2017，42(3)：92-94.