燃煤电厂废水零排放系统开发与工程运用

管 闯 吕 扬

山东国舜建设集团有限公司

1 燃煤电厂水源消耗情况

我国燃煤电厂数量众多，废水零排放系统的开发，必须了解到燃煤电厂在常规运行下的耗水量，以此为废水零排放系统开发实现提供数据参考。以某燃煤电厂为例，该厂中的2×600MW机组中，循环冷却水系统运行期间，不进行废水回收，在此基础上对2×600MW消耗水量进行统计发现，春季冷却塔蒸发损失以及冷却塔风吹损失、循环水系统浓缩排污损失中，需水量分别为1605m3/h、70m3/h、331m3/h，所产生的废水量为0、0、0，耗水量为1605m3/h、70m3/h、331m3/h。秋季冷却塔蒸发损失以及冷却塔风吹损失、循环水系统浓缩排污损失中，需水量分别为1790m3/h、81m3/h、307m3/h，所产生的废水量为0、0、0，耗水量为0、1605m3/h、1790m3/h。其他系统数据详见表1。

表1 2×600MW机组其他系统耗水分析表（单位m3/h）

结合表1的数据统计发现，燃煤电厂正常机组运行中，春季耗水量少于秋季耗水量，全面产生费数量较大。

2 废水零排放系统开发难点分析

燃煤电厂开发废水零排放系统期间，其循环水排污系统以及含煤废水、脱硫废水、工业废水等种类较多，废水中含有大量重金属、悬浮物、盐类以及有机物等。燃煤电厂的零排放系统设计与应用中，处理废水量比较少[1]。燃煤电厂开发废水零排放系统，需要在当前废水处理系统上，控制循环冷却水浓缩率。但是在实际处理中，循环冷却水的废水排放量依然较高。废水零排放系统设计，要求循环水浓缩率必须达到10倍，实际浓缩率为5倍，限制废水处理效率。面对这种情况，在废水处理中添加缓蚀剂，将循环水中的硬度与碱度降低，以此调整浓缩倍率。除了缓蚀剂之外，还可以添加杀菌剂、阻垢剂等。废水零排放系统开发中主要难点集中在末端废水处理方面。通常有着悬浮物含量高、腐蚀性较强、含盐量高以及弱酸性性质[2]。当使用化学沉淀处理技术时，虽然可保证出水水质符合国家标准规定，但是仍存在腐蚀性较强、氯离子含量高、硬度高等特点，使得出水的二次利用受到阻碍，因此燃煤电站废水排放的主要难点就是脱硫废水。

3 燃煤电厂废水零排放系统开发与工程运用

3.1 废水零排放系统构建

废水零排放系统构建积极从水源循环利用方面出发，根据净水站、在设备冷却以及锅炉补水处理系统、工业废水处理装置、脱硫系统、脱硫废水预处理装置、脱硫废水蒸发装置、生活污水处理装置等系统，打造梯级废水处理结构。结合燃煤电厂废水种类，通过循环冷却水系统，有效处理冷却塔废水，做到循环使用[3]。根据冷却水处理后将其转换为冷却塔补充水。浓缩处理后的废水进入到脱硫废水处理系统中转变为补充水。将污泥从废水中有效分离出来，随后通过蒸发结晶处理的方式，将废水中的盐分离出来，废水变为凝结水，将其输送到冷却塔。真正实现废水有效处理，一水多用的零排放系统。废水零排放系统建设是必然选择，但是在实际建设中，不仅对处理技术要求十分严格，消耗大量技术投入与资金投入，这方面缺乏系统、严谨的管理制度与监督制度，这方面还需要不断完善优化。虽然燃煤电厂对废水零排放系统建设十分重视，并且节水方法不断改进。但是建设的目的是确保燃煤电厂运行安全，建设高度没有真正上升到节水与环保方面，必须改变先用水、再节水的观念。

3.2 废水零排放系统建设组成

3.2.1 循环冷却水倍率浓缩技术

以水量平衡标准为基础进行分析，需要保证循环冷却系统的浓缩排放量在80m3/h～90m3/h之间，以此为根据可知浓缩倍率应在10上下。但是循环冷却水倍率浓缩技术在实际应用中资金成本高，倍率浓缩控制方面还要进一步优化。想要真正解决这一现象，应根据实际需求开展高浓缩倍率实验，以此明确科学合理的药剂，保证水环水水质符合国家标准需求，防止腐蚀等问题的出现。我国研究人员通过实验发现，当循环水污染程度在20NTU内，并科学运用相关药剂时，若药剂使用浓度达到相关标准，且循环冷却水系统浓缩倍率控制在10以内，可从基础上解决结垢、腐蚀等问题的出现[4]。

3.2.2 废水软化技术

废水零排放系统中，脱硫废水预处理期间，需要通过软化技术将废水中的Si、Mg2+等去除，这样才能确保脱硫废水预处理后，脱硫废水蒸发与冷却塔废水处理等系统正常运行，规避废水处理中出现结垢现象。脱硫废水软化处理技术中，添加絮凝剂等化学药剂，化学药剂中包括氢氧化钠以及石灰、碳酸钠等，有效软化废水中的物质。根据废水处理具体情况，选择在不同级别添加助凝剂以及有机硫等化学药剂。经过实验研究发现，脱硫废水系统处理中，碳酸钠软化效果较好，但是在投放化学药剂期间，不同化学药剂软化效果与投放数量差别较大。其中添加石灰-盐酸纳进行废水软化技术应用已经非常成熟，石灰-碳酸钠通过沉淀将Mg2+去除，并且这种软处理技术不需要过高的成本。氢氧化钠-碳酸钠废水软化技术应用同样非常成熟，相较于石灰-碳酸钠软化技术，这种技术应用成本较高。石灰-烟道气软化技术是废水零排放系统研究中的新技术，软化原理是通过烟道将碳酸钠用CO2代替沉淀，该技术在应用中不需要过多的成本，在未来废水处理中具有较大的应用空间。

3.2.3 结晶盐与废水污泥的应用

经过分离后形成的结晶盐与废水污泥的处理若存在问题，就会在遇水后导致二次污染的出现。想要防止二次污染问题的出现，就需要根据实际需求综合应用结晶盐与废水污泥资源。针对污泥制砖实验为基础进行分析，当石灰与水泥等固化材料和污泥的比例保持为7:3 时，污泥砖强度符合我国标准，通过浸出试验发现，污泥砖中不含有重金属符合可持续发展标准。由于污泥砖中的含有大量污泥盐，因此无法在房屋建筑施工中使用，仅可应用在路面铺设与围墙施工中。为了实现结晶盐提取纯度不断提升，应科学合理的运用不同盐在水中的溶度积，确保结晶盐中氯化钠的含量快速提高，满足我国二级工业盐需求，进而广泛应用在印染行业中。

3.2.4 烟道蒸发方法

通过压缩空气将脱硫废水雾化处理，导入静电除尘设备与空气预热设备烟道中，运用热气的温度蒸发废水，同时废水中存在的大量结晶物质就会跟随烟气进入到静电除尘设备中。应用烟道蒸发方法时，受客观因素影响，脱硫废水会出现雾化湿壁，进而引发烟道、除尘器腐蚀问题，这就需要在最短时间内确保脱硫废水快速蒸发。我国某研究人员以脱硫废水烟道蒸发期间的数据信息为基础进行研究与分析，了解了雾化直径、烟气温度以及雾化滴液速度等与蒸发时间的联系。我国研究人员针对脱硫废水烟道蒸发后物质特性进行分析后发现，主要物质为氯化钠、硫酸钙等，这对于综合运用灰飞不会产生任何影响。

4 结束语

综上所述，燃煤电厂运行过程中会需要大量水资源的支持，因为其消耗水量较大，所以产生的废水较多。必须加大废水零排放系统开发力度，控制使用水量的同时尽可能做到废水循环利用，为燃煤电厂可持续发展创造有利条件，同时减轻水源紧张压力。为其他电厂废水循环利用提供参考。改善燃煤电厂发展现状，协调燃煤电厂与环境、自然资源的关系。