浅谈火电厂废水治理

陈诚

（国能永福发电有限公司，广西 桂林 541805）

全厂用水应根据水资源“分级、分质”利用，做到“清污分流、雨污分流”，使废水排放量、处理量最小化；根据原水、各生产环节排水、处理设施出水的水质指标，结合各生产环节用水水质要求，合理规划梯级使用流程。

一、主要技术原则

废水治理工程基于全厂水平衡角度，优化现有水系统，做到水资源“分级、分质”利用；贯彻“统筹规划、因厂制宜、节水优先、雨污分流、分级利用、分类处理、充分回用、达标排放”的原则，使废水资源化、减量化。

（一）结合目前实际情况，注意近期与远期结合，增设项目与厂内已建设施相结合，大、中、小相结合，要注意合理布局，全面安排，一次规划完成，使现实需要和长远发展紧密衔接。

（二）遵循“技术先进，经济合理，安全适用，确保质量”的原则。执行国家、行业和地方颁发的有关设计标准、规范和规定，确保满足用户使用要求。

（三）优化设计，进行多方案技术经济比较，合理地布置规划，节省建设投资及运行费用，力争以最小的投资，取得最大的经济效益。

（四）遵守《火力发电厂可行性研究报告内容深度规定》（DL/T 5375-2018）的要求和国家有关设计标准及规范。

（五）在工程实施过程中，尽量不影响电厂现有机组的正常运行。

（六）按现有设备运行状况的场地条件进行系统优化设计，修废利旧，工艺布置力求紧凑合理，与主厂房等周边设备协调一致，便于维护。

二、废水种类

电厂的用水根据其用途一般可分为生产用水和非生产用水。生产用水主要包括循环冷却用水、锅炉补给水、工艺用水等，其用水量占全厂的总用水量的95%左右；非生产用水包括生活用水、消防用水、清扫用水和绿化用水等，占全厂总用水量的5%左右。

（一）原水预处理站污泥

1.原水成分

原水预处理系统水源取自补给水泵房，经过加药沉淀后清水去到工业、消防水，泥水则进入污泥处理装置脱水后固化处置。原水处理站排水的主要成分是污泥，水内浮固体的颗粒度大，存在自用水外排，泥水溢流雨排管网的环保风险，需要配备一套污泥处理装置。

（二）处理方案

净水站在处理工程中需要投加絮凝剂和助凝剂，产生了一定的化学污泥，这些污泥若处置不当将会造成二次污染，因此污泥的处理处置是实现清洁生产的关键。

1.分级沉淀

建造几座大沉淀池分级沉淀，沉淀后的泥用挖掘机挖到煤场掺烧，上层的清水回到沉淀池重新加药处理。

优点：设备少造价低，维护点不多。

缺点：占地面积大，由于沉淀池沉降时间长，新水来不及沉淀，且每次清淤都需要放空沉淀池的存水再挖，人工成本高，不适合补水量大的电厂。

2.新建污泥处理系统

常规的污泥处理形式一般有两种：一是直接浓缩脱水；二是先厌氧消化再浓缩脱水。厌氧工艺存在厌氧微生物繁殖慢、系统操作复杂、常常达不到排放标准的问题。一般选择直接浓缩脱水。

脱水机的种类很多，按脱水原理可分为离心脱水、真空过滤脱水及压滤脱水三大类。

（1）离心脱水机主要由转载和带空心转轴的螺旋输送器组成，污泥由空心转轴送入转筒后，在高速旋转产生的离心力作用下，立即被甩人转毂腔内。污泥颗粒比重较大，因而产生的离心力也较大，被甩贴在转毂内壁上，形成固体层；水密度小，离心力也小，只在固体层内侧产生液体层。固体层的污泥在螺旋输送器的缓慢推动下，被输送到转载的锥端，经转载周围的出口连续排出，液体则由堰四溢流排至转载外，汇集后排出脱水机。

离心脱水机具有噪音大、能耗高、处理能力低等缺点。

优点：效率高、不易引起堵塞、劳动强度低(处理过程自动)、占用空间小、工作环境清洁。

（2）带式压滤脱水机

带式压滤脱水机是由上下两条张紧的滤带夹带着污泥层，从一连串有规律排列的辊压筒中呈S 形经过，依靠滤带本身的张力形成对污泥层的压榨和剪切力，把污泥层中的毛细水挤压出来，获得含固量较高的泥饼，从而实现污泥脱水。

带式压滤脱水机受污泥负荷波动的影响小，还具有出泥含水率较低且工作稳定、管理控制相对简单、对运转人员的素质要求不高等特点。

（3）板框式压滤脱水机

板框式压滤机是通过板框的挤压，使污泥内的水通过滤布排出，达到脱水目的。它主要由凹入式滤板、框架、自动-气动闭合系统测板悬挂系统、滤板震动系统、空气压缩装置、滤布高压冲洗装置及机身一侧光电保护装置等构成。

与其他型脱水机相比，板框式压滤机最大的缺点是占地面积较大。同时，由于板框式压滤机为间断式运行，效率低，操作间环境较差，有二次污染，国内大型污水处理厂己很少采用。但大量开发研制工作，使其适应了现代化污水处理厂的要求，如通过PLC 系统控制就可以实现系统全自运方式，其压滤、滤板的移动、滤布的振荡、压缩空气的提供、滤布冲洗、进料等操作全部可通过PLC 远端控制来完成，大减轻了工人劳动强度。

电厂可以根据自己的处理效果、场地布置、人力配置、经济性、维修成本来选择合适的脱水机。

三、循环冷却水

（一）成分

循环冷却水主要存在含盐率高、水质浊度和悬浮物含量超标。

（二）处理方案

根据水质情况，循环冷却水系统的排水可作为下列工艺用水：

①脱硫系统工艺用水；

②输煤系统的冲洗水、干煤场喷洒抑尘用水；

③地面及空气预热器、除尘器、锅炉烟气侧冲洗水；

④除盐水制备系统补给水；

⑤干灰调湿、干灰场喷洒抑尘用水；

⑥水力冲渣水；

⑦水力除灰用水。

四、生活污水

（一）成分

生活污水来自办公楼、厂区洗手间、休息楼、职工生活食堂等排放源。主要存在BOD5、COD 和悬浮物高的问题。

（二）处理工艺

生物氧化法：生活污水处理系统汇集了厂区的生活污水，经过污水泵送至污水处理系统的格栅井内，再送到调节池，由污水提升泵送至接触氧化池曝气。生活污水中的有机物在曝气池内经微生物降解后，污水自流到沉淀池中，进行泥水分离，部分经污泥消化池，上清液回流到调节池，剩余污泥定期抽吸排放。沉淀池出水自流入消毒池，经消毒后排放。

的主特征值,那么当时, μ1>0;当时, μ1<0。根据引理2可知,若则没有大于或等于1的特征值;若则存在大于1的特征值,因此由引理3可知,若则indexW(F,(θa,0))=0;若则indexW(F,(θa,0))=indexSy(F,(θa,0))=(-1)σ,其中σ是算子F′(θa,0)在空间Sy上大于1的特征值的代数重数之和。下证σ=0。

生活污水处理系统出水可优先用于绿化用水，仍有富裕用于脱硫工艺补水。深度处理可采用MBR 工艺或二级处理后再进行过滤处理，宜采用机械过滤方式，也可采用活性炭吸附等处理方式，典型工艺流程如下：

①生活污水→格栅→调节池或初沉池→MBR（膜生物反应器）→消毒池

②生活污水→格栅→调节池或初沉池→缺(厌)氧池→生物接触氧化池→二沉池→消毒池→过滤器→出水。

（三）MBR的优缺点

优点：出水水质优质稳定、剩余污泥产量少、占地面积小，不受设置场合限制、可去除氨氮及难降解有机物、操作管理方便，易于实现自动控制、易于从传统工艺进行改造，该工艺可以作为传统污水处理工艺的深度处理单元，在生活污水、工业废水处理（从而实现电厂废水的大量回用）等领域有着广阔的应用前景。

膜--生物反应器也存在一些不足。主要表现以下几个方面：

①膜造价高，使膜--生物反应器的基建投资高于传统污水处理工艺；

③能耗高：MBR 泥水分离过程必须保持一定的膜驱动压力，为了加大膜通量、减轻膜污染，必须增大流速，冲刷膜表面，造成MBR的能耗要比传统的生物处理工艺高。

电厂可根据自己场地、资金等多方面需求选择合适的工艺。

五、含煤废水

（一）成分

含煤废水来源主要为：输煤系统（栈桥、地面）冲洗、喷淋产生的含煤废水。主要指标中悬浮物较高，燃煤中含有酚类物质。

（二）处理工艺

传统含煤污水处理设施由集水井、格栅、初沉调节池、混合反应罐、曝气沉淀池、煤水提升泵、高效过滤器、加药装置、煤泥泵、清水泵等组成。采用混凝-沉淀-过滤工艺，处理后出水悬浮物含量可达到10-20mg/l，但该方案需要人工加药，运行维护较麻烦。

混凝-沉淀-气浮工艺也能达到降低悬浮物的目的，经混凝-沉淀和一级气浮处理，出水悬浮物含量可达到10mg/L～20mg/L，既可以满足运煤系统回用要求，也可以达到排放标准。该处理方式与混凝-沉淀-过滤工艺相比，出水水质相近，避免了过滤器可能出现的滤料板结故障，但占地面积大，造价和运行费用较高，目前实际采用的电厂较少。

近年来，有些电厂采用了电子絮凝-沉淀-过滤工艺，该工艺的核心是电子絮凝技术，通过由不同金属材料制成的平板在含煤废水中通入电流，打破水中悬浮、浮化或溶解状污染物的稳定状态，形成以非胶体或非溶解状态存在的固体状物质，便于被下级沉淀一过滤工艺分离去除。该工艺属物理方法，整个过程无须添加化学药剂，运行维护方便，占地面积较小，出水水质较好，但初期投资和运行电耗较高。

六、工业废水

（一）成分

工业废水主要有：水处理、凝结水精处理的排水、树脂再生酸碱废液和反渗透的化学清洗酸碱废液。

（二）处理工艺

废水pH 值、悬浮物、铁铜等金属离子及化学需氧量等不合格时，废水处理宜采用以下流程：

①废水贮存池（箱）→氧化池(箱）→反应池（箱）→pH 调整池（箱）→絮凝池(箱）→澄清池(箱）→最终中和池→清净水池→过滤器→回收利用或排放；

②废水贮存池(箱）→pH 调整池(箱）→反应池（箱）→絮凝池(箱）→澄清池(箱）→最终中和池→清净水池→过滤器→回收利用或排放；

③废水贮存池(箱）→澄清池(箱）→气浮池→中间水池→过滤器→回收利用或排放。

工业废水经处理后清水可回收利用到脱硫工艺水使用，排出的泥浆外运或回到煤场掺烧处理。

七、脱硫废水

（一）成分

脱硫系统产生的废水，具有高盐、高氯、强腐蚀的特点，并且含有大量的悬浮物以及重金属，是全厂废水改造的难点与重点。

（二）处理工艺

目前国内外的脱硫废水深度处理技术主要包括有四个方面：

第一，以水处理方式实现浓缩+传统蒸发结晶/高温烟气干燥；

第二，利用烟气余热工艺；

第三，电解制氯工艺（适用于沿海开式冷却循环电厂）；

第四，回用于水力冲灰渣（适用于具备水灰场、湿式捞渣条件的电厂，或者粉煤灰利用层级较低的电厂）。

1.现国内以水处理方式实现浓缩+传统蒸发结晶/高温烟气干燥的脱硫废水深度处理主要工艺包括以下几种：

（1）预处理+传统蒸发结晶（MED&MVR）

（2）预处理+膜浓缩+蒸发结晶

（3）预处理+低温强化自然蒸发结晶技术

2.现国内以利用烟气余热方式实现蒸发干燥的主流脱硫废水深度处理工艺包括以下几种：

（1）烟道喷雾干燥

（2）烟气余热浓缩+二次风干燥

（3）低温闪蒸+烟道旁路喷雾干燥

3.现有的蒸发干燥工艺，有传统蒸发结晶、二次风干燥以及烟道喷雾干燥等工艺。传统蒸发会产生结晶杂盐，无法处置，所以选取二次风干燥和烟道喷雾干燥工艺。

根据电厂实际情况可以选择以下结合工艺：

（1）预处理+烟道喷雾干燥（方案一）

（2）预处理+二次风干燥工艺（方案二）

（3）超滤+离子置换浓缩处理技术+高温烟气喷雾干燥工艺（方案三）

这三种工艺均能满足脱硫废水达到零排放的要求，三种方案里的盐分均通过除尘器捕集进入粉煤灰。

预处理+烟道喷雾干燥，虽然会影响锅炉的热效率，但此路线工艺简单，运行成本一次性投资低于方案二和方案三。

预处理+二次风干燥，抽取热二次风需要配置增压风机，电耗较高，运行成本和一次投资较高。

超滤+离子置换浓缩处理技术+高温烟气喷雾干燥，本方案高温干燥段也会影响锅炉的热效率，但一次性投资较高。系统不作预处理时，存在膜堵塞和结垢的风险。

考虑到系统运行的稳定性与可靠性，并受现场施工场地等因素影响，兼顾一次性投资和运行成本，各电厂根据自身情况选择脱硫废水治理改造方案。