燃煤电厂废水处理利用系统升级改造研究

闫子煜

(山西誉达环境监测有限公司，山西 运城 044000)

引 言

我国属于水资源短缺国家。近50年来，北方干旱、南方洪涝等极端水文事件频繁发生。海河、滦河、黄河、淮河流域水资源敏感，干旱缺水地区地下水资源超采，区域性、流域性生态系统脆弱，环境经济损失严重。2013年，全国废水排放总量695.4×108t，其中工业废水排放量209.8×108t。2015年4月2日，国务院印发了《水污染防治行动计划》[国发(2015)17号]，提出“到2020年，全国水环境质量得到阶段性改善，污染严重水体较大幅度减少，饮用水安全保障水平持续提升，地下水超采得到严格控制，地下水污染加剧趋势得到初步遏制。燃煤电厂受水资源与水环境双重约束，优化废水处理工艺，提高水资源利用率，意义重大[1-3]。笔者分析了燃煤电厂废水处理工艺优化设计与资源循环利用方案，该方案实现废水“零排放”和经济效益、社会效益、环境效益统一。

1 燃煤电厂废水类型与处理方法

燃煤电厂污废水可分为工业废水、输煤废水、脱硫废水和生活污水。工业废水主要是转动机械冷却水、轴封水等；输煤废水主要有输煤栈桥冲洗水、煤场初期雨水和抑尘喷淋水等；脱硫废水主要是石灰石石膏湿法烟气脱硫工艺废水；生活污水源于生活服务设施排水等。

1.1 经常性工业废水与处理

燃煤电厂经常性工业废水，主要是化学水处理设备排水、锅炉排水、设备冷却水等，其处理工艺流程见图1。

图1 常规工业废水处理工艺流程图

1.1.1 化学水处理设备排水

一般仅视其pH值加酸或碱中和处理，使水质达到排放标准。对于集中处理设施，各类废水经凝聚、澄清处理后，其出水不仅pH值达标，而且悬浮物(SS)化学需氧量(CODCr)等污染物浓度达标[4-5]。

1.1.2 锅炉排污水

燃煤锅炉排污水中含磷酸钠盐、铵盐和少量联氨，水呈碱性，一般pH值大于9，需加酸中和处理。因而，应将其送废水集中设施处理。

1.1.3 各类设备冷却水

由转动机械冷却水、轴封水等组成，部分闭路循环，部分入机组水池,再入工业废水处理设施处理。

1.2 含油废水及处理方法

燃煤电厂含油废水中石油浮于水面，首先，通过隔油池将废水中大部分石油回收油箱。然后，用油水分离装置去除废水中石油类。燃煤电厂含油废水处理，可采用真空油水分离工艺技术(见第221页图2)。

图2 真空油水分离处理工艺流程图

1.3 煤场与输煤废水与处理

燃煤电厂煤场及其输煤系统排水，包括煤场初期雨水、煤场抑尘喷淋水、输煤栈桥冲洗水输煤系统冲洗水含大量煤粉，水质浑浊。废水呈酸性，主要污染物是悬浮物(SS)、硫化物、重金属。

国外燃煤电厂煤场废水处理工艺流程一般为：煤场初期雨水首先使用生石灰中和，然后加高分子凝聚剂混凝沉淀处理，澄清水排放或重复利用。

国内燃煤电厂设煤水沉淀池，经沉淀输煤冲洗水入冲灰渣系统或回用煤场和输煤系统，是水资源重复利用的有效途径之一。含煤废水处理是将收集的废水，首先经自然沉淀，上清液送入混凝→反应→沉淀→过滤一体化综合处理装置处理，其处理工艺流程见图3。

图3 含煤废水处理工艺流程图

1.4 脱硫废水与处理

石灰石-石膏湿法烟气脱硫是国内外应用最多、技术最成熟的脱硫工艺技术，脱硫废水pH值一般为4～6。废水中主要污染物是悬浮物(SS)、CaSO4·2H2O、CaSO3、MgCO3、溶解盐、SO42-、Cl-、Mg2+、Ca2+、Al、F-、Pb、Cd、Cr6+、As、Cu、Fe、Hg、Co、Mn、Ni、Se、Sn、Zn等。废水若直接排放，污染环境，因此必须单独处理。

1.5 生活污水与处理

燃煤电厂生活污水处理，主要采用生化法；适用于污染物浓度高、水质稳定、可生化性较强的污水处理。

生物接触氧化法是处理燃煤电厂生活污水的有效途径，具体为接触池中充填料并长满生物膜，污水以一定流速流经其中，在充氧条件下，污水与填料接触过程中，有机物被生物膜上附着的微生物降解，达到污水净化的目的。

在水污染物浓度较低时，接触氧化池生物膜能否形成，成膜后能否保持稳定活性，是接触氧化法处理污水关键。吴碧君等研究了燃煤电厂低浓度生活污水处理，在低浓度下培养并驯化生物膜，化学需氧量(CODCr)、生化需氧量(BOD5)去除率分别达到75%、85%。

近年来，国内燃煤电厂生活污水处理后回用受到高度重视，接触氧化处理后的生活污水可作为中水，用于厂区绿化、煤场抑尘喷淋水、输煤栈桥冲洗水和冲灰水等，对于燃煤电厂节约水资源具有重要意义。

2 废水处理系统升级改造

2.1 资源循环利用原则

面对严峻的水环境形势，燃煤电厂须从清洁生产、清污分流、源头控制入手，减少污废水产生量，利用原有废水收集和集中处理设施，实施污水处理设施升级改造和中水回用工程，提高水资源循环利用能力，实现废水“零排放”和环境与发展“双赢。

2.2 废水处理系统改造措施

燃煤电厂闭式循环冷却水量大，水质稳定，污染物浓度低。采用膜处理工艺，利用原有水处理设施，是解决燃煤电厂循环冷却水资源利用的一种思路。膜处理技术出水一部分供全厂机组除盐水系统补充水，一部分补充循环水系统。反渗透处理采取一级一段方式，反渗透浓水可利用一级一段方式满足脱硫用水要求(见图4)。

图4 优化后综合废水处理工艺流程图

3 结语

面对日益严格的环保要求，优化后的废水处理系统，能够满足火电企业日常外排废水实现“零排放放”，在降低企业环保风险的同时，大大节约了新鲜用水量。废水处理系统的升级改造既节约了水资源，又节省了企业的用水成本。因此，其对企业、对社会都是一件极其有意义的事情。