1前 言

隨著我國經(jīng)濟(jì)的不斷快速發(fā)展，水資源緊缺成為了當(dāng)前社會發(fā)展的主要矛盾之一，針對于污水的回收和再利用研究引起了越來越多的重視。作為我國工業(yè)耗水大戶，熱電廠在當(dāng)前節(jié)水降耗上應(yīng)起到一定的表率作用，要加快對廢水零排放的科學(xué)研究，這對于社會效益、環(huán)境效益和經(jīng)濟(jì)效益上都會起到重要的促進(jìn)意義。

2廢水零排放處理的發(fā)展研究現(xiàn)狀

目前，國內(nèi)熱電廠廢水零排放處理技術(shù)主要采用濕法脫硫。通常我國熱電廠主要以燃煤為主，含有大量的硫化物、重金屬，利用濕法脫硫廢水的處理方法可以吸收脫硫廢水中的漿液，進(jìn)行反復(fù)循環(huán)利用，對脫硫廢水的處理效果較為明顯。

隨著科學(xué)技術(shù)水平的不斷進(jìn)步，蒸發(fā)結(jié)晶工藝處理脫硫廢水也開始被研發(fā)應(yīng)用，很多國內(nèi)河源電廠和三水電廠、華能長興電廠等均已采用此工藝進(jìn)行脫硫廢水處理。

其中河源電廠脫硫廢水零排放系統(tǒng)于2009 年12月18日投入運(yùn)行至今，運(yùn)行8年以上，為國內(nèi)電廠首創(chuàng)；產(chǎn)水水質(zhì)達(dá)到回用標(biāo)準(zhǔn)，做到廢水完全回收利用；產(chǎn)生的污泥做成磚，產(chǎn)生的結(jié)晶鹽可以為印染廠使用，主要采用“深度預(yù)處理+四效蒸發(fā)MED+鹽干燥系統(tǒng)”工藝，通過實(shí)際運(yùn)用效果表明，每處理1m3廢水，蒸汽消耗約300kg，電耗約30kWh。蒸發(fā)結(jié)晶系統(tǒng)運(yùn)作良好，蒸發(fā)器維護(hù)工作量小，結(jié)垢情況較少。

除此之外，國內(nèi)有些熱電廠針對脫硫廢水零排放工藝還采用煙道蒸發(fā)技術(shù)。  

如上都電廠4號機(jī)脫硫廢水零排放工藝采用了煙道噴霧蒸發(fā)技術(shù)，運(yùn)行初期曾經(jīng)出現(xiàn)過噴嘴堵塞情況，后期通過煙道改造已解決，據(jù)介紹目前能穩(wěn)定運(yùn)行，但因單個(gè)噴嘴處理量有限，尚未對所有的脫硫廢水進(jìn)行處理。

焦作萬方鋁業(yè)熱電廠脫硫廢水采用煙氣余熱處理前，先經(jīng)過膜濃縮減量處理，濃鹽水再進(jìn)入煙道蒸發(fā)處理。該工程2015年已完成調(diào)試，據(jù)了解在近幾個(gè)月內(nèi)對煙道進(jìn)行結(jié)垢和腐蝕監(jiān)測，監(jiān)測表明煙道內(nèi)沒有出現(xiàn)結(jié)垢和煙道積灰現(xiàn)象。

常熟發(fā)電有限公司曾對#4機(jī)組（300MW）脫硫廢水進(jìn)行煙氣蒸發(fā)示范應(yīng)用，據(jù)介紹蒸發(fā)處理效果良好，噴射之后煙氣溫度高于酸露點(diǎn)，未對下游設(shè)備和煙道造成腐蝕，對除塵效果沒有影響。

3 熱電廠廢水排放種類及常規(guī)方法

3.1生活污水處理方法

（1）處理工藝：根據(jù)DL/T 783《火力發(fā)電廠節(jié)水導(dǎo)則》要求，生活污水設(shè)獨(dú)立的管網(wǎng)，各排水點(diǎn)的生活污水通過廠區(qū)生活污水管網(wǎng)匯集進(jìn)入生活污水處理站，經(jīng)一體化生活污水處理設(shè)備處理后的污水先進(jìn)入清水池經(jīng)水泵提升至設(shè)置在廠內(nèi)的工業(yè)廢水處理站后回用于全廠的服務(wù)水系統(tǒng)。生活污水處理站處理后的出水水質(zhì)達(dá)到生活雜用水標(biāo)準(zhǔn)。一體化生活污水處理設(shè)備可采用采用直埋或地上布置形式。

（2）出水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)：滿足GB50335《污水再生利用工程設(shè)計(jì)規(guī)范》中的車輛沖洗水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。

3.2循環(huán)排污水處理方法

針對于循環(huán)排污水處理方法可以采用加酸阻垢聯(lián)合處理技術(shù)，將濕冷機(jī)組循環(huán)水濃縮在3.0-3.5范圍內(nèi)，就可以有效的降低循環(huán)補(bǔ)水及排污水量，特別是對于地處缺水區(qū)較為嚴(yán)重的熱電廠，其循環(huán)水排污水處理的工作極大，但由于循環(huán)排污水處理會造成大量的經(jīng)濟(jì)成本的支出，從經(jīng)濟(jì)效益角度，為了降低投資費(fèi)用，熱電廠會采用化學(xué)處理工藝對循環(huán)排污水處理，其工藝流程圖如圖3-1所示：

圖3-1 循環(huán)排污水處理工藝流程圖

3.3含煤廢水處理方法

含煤廢水主要來源于燃煤機(jī)組，日常對設(shè)備維護(hù)過程中，會用水沖洗煤倉間、輸煤棧橋等設(shè)備，沖洗后的廢水會含有一定的含煤量，通過對含煤廢水會通過含煤廢水處理裝置進(jìn)行處理。

3.4氨氮廢水處理方法

由于氨氮廢水氨氮含量較高，直接進(jìn)入工業(yè)廢水處理系統(tǒng)，會造成工業(yè)廢水處理系統(tǒng)出水氨氮含量超標(biāo)，一般先經(jīng)過降氨氮處理工藝，利用鎂鹽及磷酸鹽和氨氮反應(yīng)，生成磷酸銨鎂沉淀，降氨氮后廢水再經(jīng)工業(yè)廢水處理系統(tǒng)后重復(fù)利用。

3.5含油廢水處理方法

含油污水經(jīng)一級隔油處理之后含油量一般不高于50mg/L，再經(jīng)過含油廢水收集池的集中處理，利用泵將含有污水送入到油水分離器中，通過澄清和過濾可以使含油量不高于5mg/L。

3.6工業(yè)廢水處理方法

（1） 工業(yè)廢水組成:工業(yè)廢水包括經(jīng)常性及非經(jīng)常性廢水。經(jīng)常性廢水包括：鍋爐補(bǔ)給水及凝結(jié)水精處理排水。非經(jīng)常性廢水包括：衛(wèi)生清掃、空氣預(yù)熱器清洗、機(jī)組啟動及鍋爐化學(xué)清洗廢水等。

（2） 工業(yè)廢水處理工藝：

① 經(jīng)常性廢水一般水質(zhì)較好，經(jīng)各自的收集系統(tǒng)至廢水集中處理站經(jīng)常性廢水池，在廢水池中儲存和均質(zhì)后，送至最終中和池，在中和池調(diào)節(jié)pH后流入清水池，如不合格自動返回中和池重復(fù)處理，處理達(dá)標(biāo)的水經(jīng)過濾后進(jìn)入服務(wù)水系統(tǒng)。

② 非經(jīng)常性廢水一般懸浮物、有機(jī)物等雜質(zhì)含量較高，需要經(jīng)過混凝澄清處理。非經(jīng)常性廢水各自的收集系統(tǒng)至非經(jīng)常性廢水池，經(jīng)殺菌、加堿、曝氣、pH初步調(diào)整處理后送至澄清池。

3.7脫硫廢水處理方法

“預(yù)處理+50%膜濃縮+MVR蒸發(fā)器+結(jié)晶裝置”的工藝設(shè)計(jì)在對脫硫廢水處理效果最為顯著。

該廠原有的脫硫廢水處理采用的脫硫方式為石灰石/石灰—石膏濕法，每天脫硫廢水產(chǎn)量為15t/h，脫硫廢水改造前水質(zhì)特點(diǎn)：pH值是7cod150mg/l,氯離子小于20000密度1.03左右，濁度處于15-30NTU。脫硫廢水也是按照一天時(shí)效進(jìn)行設(shè)計(jì)其工藝流程圖如圖3-2所示：

圖3-2 石灰石/石灰—石膏濕法脫硫廢水工藝流程圖

通過圖3-2可以看出，石灰石/石灰—石膏濕法脫硫廢水處理方法首先要將脫硫廢水放入氧化箱，通過化學(xué)反應(yīng)成硫酸鹽，然后再進(jìn)入中和箱與石灰漿中和反應(yīng)對硫酸鹽pH值進(jìn)行調(diào)節(jié)，進(jìn)入反應(yīng)箱，與有機(jī)硫進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)可以去除脫硫廢水中的重金屬離子和懸浮物，懸浮物在絮凝箱中，通過絮凝劑的作用，可以進(jìn)行沉淀成污泥，進(jìn)而壓縮后排出，將泥餅運(yùn)出。剩下的過濾后的清水可以通過冷卻水處理調(diào)節(jié)池進(jìn)行回收再利用。

但是，在該廠石灰石/石灰—石膏濕法脫硫廢水處理過程中發(fā)現(xiàn)，傳統(tǒng)的石灰石-石膏濕式脫硫廢水處理工藝已經(jīng)無法滿足電廠實(shí)際廢水排污的條件，在廢水處理系統(tǒng)中容易造成脫硫廢水處理系統(tǒng)出力不足、污泥壓濾機(jī)濾布損害加大、加藥系統(tǒng)管道堵塞等問題，直接影響著該廠實(shí)際運(yùn)行效率。對此，在當(dāng)今國家對水資源保護(hù)的大力號召下，本文對該廠脫硫廢水處理采用的是“預(yù)處理+50%膜濃縮+MVR蒸發(fā)器+結(jié)晶裝置”的工藝設(shè)計(jì)，切實(shí)改善脫硫廢水耗量大問題。

（1）預(yù)處理

脫硫廢水預(yù)處理工藝是脫硫廢水處理的基礎(chǔ)工作，主要是將廢水中的懸浮物通過混凝劑的作用將其分離澄清，然后利用石灰和碳酸鈉可以將脫硫廢水軟化。因?yàn)槭揖哂袠O強(qiáng)的去碳酸鹽硬度的作用，在石灰作用下碳酸鈉可以將脫硫廢水中的鈣離子分離出來，要想分離鎂離子，可以投入氫氧化鈣，但是這也就會使成本較高的碳酸鈉投入量增多，也會給脫硫廢水造成更多的成本支出，對此，為了節(jié)省經(jīng)濟(jì)支出，可以用氫氧化鈉取代石灰，就可以很好的預(yù)防鈣離子量大的問題。  

（2）膜濃縮減量化+蒸發(fā)結(jié)晶

膜濃縮減量化+蒸發(fā)結(jié)晶是新興的脫硫廢水處理工藝，可降低投資成本及運(yùn)行成本。常采用預(yù)沉淀→混凝澄清→軟化→過濾→反滲透→蒸發(fā)結(jié)晶工藝。由于廢水TDS含量高、含有一定量有機(jī)物，需要采用抗污染反滲透膜元件（DTRO）。工藝流程如圖3-3所示：

圖3-3 膜濃縮減量化+蒸發(fā)結(jié)晶工藝流程圖

4預(yù)期達(dá)到的效果

4.1預(yù)計(jì)針對于生活污水、工業(yè)廢水、脫硫廢水和冷卻水污水零排放處理效果，處理后的水質(zhì)能夠達(dá)到一級標(biāo)準(zhǔn)。

4.2預(yù)計(jì)零排放處理后，該廠將沒有污水排放在外，產(chǎn)生的污水總量通過零排放處理方案進(jìn)行處理，更加有利于污水回收再利用，可以極大的解決水資源能耗問題，同時(shí)還能夠?yàn)樵搹S節(jié)省更多的經(jīng)濟(jì)成本，具有一定的經(jīng)濟(jì)效益性。

4.3在廢水零排放處理中，生活污水處理工藝工程造價(jià)在442萬元、工業(yè)廢水處理工程造價(jià)1360萬元、脫硫廢水工程造價(jià)610萬元，水塔冷卻水處理工藝工程造價(jià)需要付出約為5140萬元。整體工程造價(jià)預(yù)計(jì)花費(fèi)7552萬元，電費(fèi)1.04元/t，藥劑費(fèi)0.39元/t。

4.4可以看出電廠廢水零排放處理方案實(shí)施后，對現(xiàn)有工程外排廢水全部減少，達(dá)到了全廠廢水不外排的目標(biāo)，廢水排放量減少382670m3/a、COD物排放量降低8.36t/a、懸浮物排放量降低16.9t/a，石油類排放量降低0.037t/a。同時(shí)，從經(jīng)濟(jì)效益來看，電廠廢水零排放處理方案一共造價(jià)7552萬元，處理水流量20040t/d，后期維修和養(yǎng)護(hù)工作較為簡單，對該電廠在廢水零排放處理效率上產(chǎn)生了重要的促進(jìn)意義。

5結(jié)束語

通過對案例電廠實(shí)際情況分析，發(fā)現(xiàn)采用傳統(tǒng)的石灰石-石膏濕式脫硫廢水處理工藝已經(jīng)無法滿足電廠實(shí)際廢水排污的要求條件，在廢水處理系統(tǒng)中易造成脫硫廢水處理系統(tǒng)出力不足、污泥壓濾機(jī)濾布損害加大、加藥系統(tǒng)管道堵塞等問題，直接影響著電廠實(shí)際運(yùn)行效率。

對此，對案例電廠生活污水、工業(yè)廢水、脫硫廢水、水塔排污水進(jìn)行零排放技術(shù)改造，通過脫硫廢水處理技術(shù)的分析對比，確定采用“預(yù)處理+50%膜濃縮+MVR蒸發(fā)器+結(jié)晶裝置”廢水處理工藝，可達(dá)到簡化水處理工藝、降低設(shè)備投資及運(yùn)行成本的目標(biāo)，因此十分適宜在電廠推廣。