摘要：电厂废水的来源较多，而且成分十分复杂，如果不对其进行有效的处理就外排放会对环境产生严重的污染，对人体健康产生巨大的危害。很多电厂无视国家环保法规，将未彻底处理、未达标的污水、废水直接排放。由于电厂污水、废水水质重金属离子含量等有害物质严重超标，污染了环境和地下水资源甚至影响人体健康。电厂污水、废水的处理已经成为亟待解决的问题，因此，电厂废水、污水处理综合利用达到零排放势在必行。本文对火电厂废水综合利用、零排放、进行了研究和探讨。
关键词：电厂；废水、污水；治理利用；零排放
随着我国水资源的紧张和环境保护要求的提高，电厂所面临的水资源问题和环境问题将日益突出，优化电厂废水处理工艺与技术，实现废水资源化、零排放，其社会效益与经济效益的意义非常深远。火力发电厂废水主要有：脱硫废水、化学锅炉补给水再生废酸碱液排水、循环水浓缩排污水、锅炉排污水、实验室排废水、机房废油污水、生活污水等等。这些废水如果能加以彻底处理、全部回收利用零排放，具有很高的经济效益及环保效益，直接排放不符合国家的环保政策，同时也不符合节能减排的要求，浪费了水资源。因此，火力发电厂如何做好废水的净化处理，处理后如何实现综合利用达到零排放，成为了火力发电厂越来越关注的问题。本文结合某发电厂废水综合利用零排放的实际情况，对火力发电厂废水处理零排放进行了研究和探寻。
我们在此探讨的是“预处理 + 简易膜浓缩处理 + 锅炉尾部烟道干燥处理”的废水处理零排放工艺：
一、预处理系统
将电厂众多污水经简单处理后集中进行彻底处理达到零排放，其中的预处理起着非常关键的作用。
预处理一般采用双级澄清池。在澄清池中投加石灰、碳酸钠或液碱，去除废水中大部分钙镁离子、硅、磷及有机物，去除重金属，去除悬浮物，使水澄清，这是国内大部分废水零排放处理工程普遍采用的预处理工艺。
预处理在废水零排放处理中有两个作用：去除结垢性离子，保证后续设备稳定运行；另个作用很重要，要处理掉所有有害杂质。没有完善的预处理，废水不能实现零排放。
要做到在预处理工艺中加强研究：需要引进一项铁氧微晶体处理重金属技术，在澄清池中应用该技术，可以将废水中各种重金属含量降低到极低的水平；并且还要加强污泥综合治理技术研究，因为废水中有害杂质基本都随污泥沉降下来，污泥要治理到无害化。
预处理的步骤：添加中和剂SF-PH-01将废水pH值调至9.0至9.5之间，该药剂主要以下作用：
①将部分酸根、卤族离子中和为相应的无机盐，
②将使部分重金属以胶体的的形式完全沉淀出来，
③废水中和后的弱碱性氛围，有利于进一步针对重金属离子进行络合与结晶沉淀，
④不引入硬度阳离子，同时可以去除水中的暂时硬度。
在沉降箱内向废水中添加化学药剂SF-CZ-01，是选择性重金属络合物与硬度去除剂配比的新型复合药剂，对Cr3+\Hg2+\Fe3+等重金属离子有很强的络合能力，且络合后生成的重金属络合物的溶度积大都在10-23以下，同时可以去除水中的永久硬度离子，因而对废水中重金属离子的处理达标具有可靠的保证作用，可有效去除水中引起结垢的硬度离子，使出水剩余硬度可降低到0.5mmol/L，水体软化。主要反应原理如下：
S2++ Cr3+→Cr2S3↓ S2++ Hg2+→HgS3↓ S2++ Fe3+→Fe2S3↓ Ca2++F-→CaF2↓
Pb2++OH-→Pb（OH）2↓ CaS04 +Na2C03→CaC03↓+Na2S04
CaCl2 +Na2C03→CaC03↓+2NaCl MgS04+Na2C03→MgC03↓+Na2S04
MgCl2 +Na2C03→MgC03↓+2NaCl
水中生成的MgCO3与Ca（OH）2作用，发生下述反应：
MgC03 +Ca（OH）2→Mg（OH）2↓+CaC03↓
经过以上处理，水中重金属、钙、镁离子被去除，水中离子主要为氯离子、钠离子形式存在。
新型絮凝剂SF-CG-01和助凝剂SF-CG-02的配合使用，可使已结晶析出的无机盐、重金属络合物及SS的细小矾花积聚为较大颗粒，这些含有大颗粒的污水进入压滤机进行压滤，污泥由压滤机下部排出、装车运走深度填埋，压滤机出的清水则进入澄清器进行澄清。
为便于在废水进入澄清器后更快的沉降，矾花沉入澄清器底部形成污泥排除，排除污泥的污水再次被打回压滤机进行处理。
二、脱盐系统
经过第一部分处理后的废水，其水中pH值、SS、重金属等杂质已经完全去除，水中离子以氯离子及钠离子为主，废水进入第二部分脱盐系统。
废水经过预处理后进入沙滤器进行石英沙过滤，过滤后的水进入淡化超滤膜浓缩处理，从超滤膜出来的淡水进入反渗透处理，浓水进入蒸发结晶系统。
超滤（UF）能截留尺寸在0.001－0.1微米之间的大分子物质及杂质，截留分子量在1000－500000道尔顿之间，允许小分子物质和溶解性固体（无机盐）等通过，但会截留住细菌、胶体、微生物和大分子有机物，一般经过超滤后出水水质能够达到浊度1.0NTU、SDI ≤3，满足反渗透的进水要求。反渗透（RO）为最精密的一种膜分离产品，能有效截留所有溶解盐及分子量大于100的有机物，同时允许水分子通过，复合反渗透膜脱盐率一般大于98％。反渗透膜的孔径小于1nm，能有效去除二价离子，对一价离子去除率可达95-99%，对低分子量有机物的去除率可达100％，能有效去除病原微生物、各种细菌和病毒。
工艺特点：（以2×350MW机组为例）
①在双膜法前应有必要的预处理工艺，采用多介质过滤器作为预处理，进入RO应满足SDI＜3，浊度＜1NTU。这样可以延长后RO膜清洗周期和使用寿命。
②技术成熟，系统自动化程度高，操作方便，产水水质稳定。
③适应于较大范围的进水水质，既适用于苦咸水、海水的处理，又适应于高含盐废水。
④更小的基建空间需要，占传统处理的25-50%，可分组安装。
⑤系统抗污染能力强，可减少运行药剂，运行成本低。
反渗透出水水质优于市政水水质，可以回用至电厂辅机冷却水系统或锅炉用水；废水则由原来20m3/h减量至8m3/h浓水，这些浓缩水进入烟道蒸发结晶系统。
三、旁路烟道干燥固化处理装置
抽取脱硝SCR出口烟气至高效节能废水蒸发结晶器，并将废水处理后的浓水喷入；蒸发结晶器出口烟气进入低温省煤器入口烟道，蒸气随除尘后的烟气进入脱硫塔，在脱硫塔的喷淋冷却作用下，水分凝结进入脱硫塔的浆液循环系统；结晶物随灰尘进入电除尘器随灰外排。旁路烟道废水蒸发装置，在该装置的前后设置电动隔离阀，入口装有电动调节阀，烟气流量流速可控，蒸发管内部结构简单且可根据蒸发水量进行设计，确保液滴在结晶器内100%蒸发，避免了对电厂原有设备的不利影响。简要系统如下：
相关影响分析如下：（以2×350MW机组为例）
①烟气量：浓水约2.23m3/h雾化后，新增气体约7510Nm3/h，烟气温度减低导致减少烟气约9331Nm3/h。烟气整体减少约1820 Nm3/h，
体积减少0.23%，利于对除尘器效率提高。
②温度：经过烟道喷雾后，烟气温度降低严格控制在5OC安全范围内，大大高于酸露点，而干燥的结晶物则随粉煤灰一起在电除尘排除，不会对烟道及电除尘器造成腐蚀。
③湿度：水蒸气量：烟气湿度平均仅增加约0.47%，对烟气湿度的影响有限。
④粉煤灰量：经过脱盐预处理系统后，水中的污染物绝大部分以氯化钠（食盐主要成分）形式存在，核算量约为0.13t/h，占粉煤灰的0.24%，对系统影响可以忽略不计。
⑤除尘效率：经过核算，烟气温度降低5OC，烟气湿度增加0.47%，降低粉煤灰的比电阻，有利于提高电除尘器的除尘效率；
四、结语
电厂所面临的水资源问题和环境问题当前日益突出，电厂在生产过程中要消耗大量的水，每个环节都要排放大量的废水。由于火电排放的废水对环境的影响越来越严重，如何合理的处理利用水资源，做到既有利于降低运营成本、又能最大限度的保护环境，是电厂生存和发展的根本。“预处理 + 简易膜除盐处理 + 锅炉尾部烟道干燥固化处理”的废水处理零排放工艺相比较其它工艺具有投资省、占地少，运行费用低，水耗低、能耗低等优点，可实现电厂废水低成本处理零排放。该工艺不失为电厂废水零排放处理主技术路线。
参考文献：
[1]刘圣楠，唐瑞.电厂化学废水的综合治理研究[J].科技与企业，2013，20：18
[2]郭慧军.电厂化学废水的综合治理研究[J].科技风，2014，16：179.
论文作者:吴波
论文发表刊物:《电力设备》2017年第8期
论文发表时间:2017/7/19
标签：废水论文; 电厂论文; 烟气论文; 离子论文; 重金属论文; 水中论文; 污水论文; 《电力设备》2017年第8期论文;