摘要：水资源危机是当今世界面临的重要问题，而火电厂是用水量较大的工厂之一，面对水资源的匮乏及污染，应用废水零排放技术控制排水量、加强废水资源化是实现节水和废水治理的重要手段。
关键词：火电厂；节水；零排放；技术
一、火电厂节水及废水零排放意义
电力是我国经济发展以及人民生活中必不可少的能源。随着我国对电力的需求量不断增大，我国在大力进行电厂的建设，以此来满足日益提高的对电力的需求。近年来，我国的水力发电技术得到了很快的发展，但是我国的发电方式仍然是以火电厂供电为主。然而，火电厂在为我国提供源源不断的电力能源的同时也带来了一些负面的影响。我国很多火电厂的水务管理技术还是比较落后的，这就造成了火电厂的耗水量和污水排放量非常大。随着节能环保政策的推广和实施，火电厂的节水减排受到了国家和政府的高度重视。因此，在发展经济的同时，与自然和谐相处，注意保护环境，加强火电厂的水管理，实现火电厂的节水和废水零排放，使我国能够可持续发展具有非常现实的意义。我国是一个水资源相对短缺的国家，保护和节约用水已成为我国的一项基本国策。通过对火电厂采取各项节水减排处理措施，以期达到废水零排放的目的，将很大程度地降低发电成本，具有良好的经济、社会和环保效益，可以保证我国经济和社会可持续发展。
二、火电厂废水及废水处理系统
想要有效控制热电厂的污水排放，首先要充分了解热电厂废水的主要来源及其分类。具体说来，火力发电厂的废水主要由工业废水和生活污水两大部分组成。其中工业废水又分为经常性废水和非经常性废水。经常性废水指一天中连续或间断性排放的废水，而非经常性废水是指定期检修或不定期发生的废水。废水处理的过程是按废水不同的种类和特点，运用相关技术和仪器措施将废水中污染物分离、分解、转化等，达到废水回用的目的。废水处理的系统设计是在达到所要求的处理程度的前提下，由各分散处理系统有机组成。被要求处理的程度决定工艺流程，而处理程度由受纳水体的自净程度或处理后废水的回用决定。在确定其工艺过程时，不但要考虑水体自净能力，同时防止水体污染，破坏水体的正常使用。故污水处理工艺过程的选择既要考虑技术上的合理性，确保经过处理的废水不会造成二次污染，还要尽可能的节约成本，采用高效、节能的回收和处理设备。
三、火电厂的节水措施
1、高浓度冲烟
火电厂因大量燃煤而产生粉煤灰问题，而这些粉煤灰必须从发电厂到贮灰场，利用水力除灰系统将灰渣送到灰场是比较常用的也是比较经济的方法。灰渣水用管道送到灰场后，灰渣浆中的粗分散杂质在灰场沉淀下来，澄清后的水可以直接排入水体，或送回电厂循环使用。这样的循环水资源的利用使得燃煤电厂可以每次回收利用一半的用水，提高了系统排水的利用率，这样就大量节约用水，达到了节水节能的目的，有效提升了经济效益。
2、脱硫节水处理
脱硫节水处理也是一种十分有效且对工艺要求相对较简单的节水措施。脱硫节水系统的对废水几乎没有要求，只要将废水收集起来，再通过其他手段将水连接到冲灰的阶段，用这些废水进行冲灰处理，使得水资源再次得到有效的利用。脱硫节水处理在一定的方面可以提高火电厂的经济效益，但是应因地制宜结合各电厂的具体情况加以实施利用。
3、锅炉补充水的节水
锅炉补充水是运用了化学原理进行了脱盐处理的纯水，需要消耗一些化学用品和能源才能得到这样的高纯水。其主要的作用是以减少锅炉内的蒸汽、水的损耗，使锅炉减少补水的数量以期达到节水的目的。这样不仅可以达到节水的目的，还可以节约材料来达到减少费用支出，对燃烧电厂的发展有极大的促进作用。
4、废水污水回收
锅炉排污水水质与循环水相比无论是含盐量、悬浮物等指标都很小，从设计上抛弃传统的地沟水进行冷却，再排地沟的方式，而是用循环水并采用管道供给冷却，再用泵将混合水回收到循环水泵房前池的方式。这样既节约用水，又改善循环水水质。回收冷却水，所有辅机冷却器的冷却水采用闭式冷却系统，水源取自循环水；主厂房内、外各转动机械轴承冷却水等工业水考虑大部分回收，小部分外排，减少工业废水处理量。
5、循环水旁流处理
循环水旁流处理采用旁路澄清过滤—弱酸处理加稳定剂处理系统，降低了循环水碱度和悬浮物含量，提高了循环水的浓缩倍率，减少排污量。
6、浊污分流
浊指悬浮物超标水，污指高含盐水，二者不混合，分别供给相应的用户使用。如果高含盐废水不直接消耗而与浊水混合，提高了废水处理站的规模并且使大量废水无法回用。浊污分流的思路通过低级用户对高含盐废水的消耗，解决了零排放技术中投资过大的问题。
7、其它节水措施
1）安装冷却塔除水器。冷却塔装设除水效率高的“B0a-42/145型”，收水效率可达99%，比不装除水器节水67～80％。
2）排水系统分流设计。雨水系统、生活污水系统和工业废水系统分流，减少以往常规设计排水系统为合流制系统而引起的废水处理量较大的弊病，简化了废水处理设施及其规模，降低了工程投资。
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四、火电厂废水零排放设计原则
为使火电厂废水污水零排放能成功实现，排放设计中一般应遵循以下原则：（1）各级水系统尽量少用水量，节约水资源；（2）最大程度地实现废水的串级使用、循环利用、处理后使用；（3）配备足够的监测手段，监视所有水处理动态和供水水质；（4）使水、废水处理系统改变运行条件的保护设计，便于系统灵活易于控制，增加零排放条件下运行的经济性和可靠性。当然，要达到零排放的最佳设计，还应充分考虑各电厂的实际具体情况。
五、火电厂废水零排放技术应用
由于火电厂排出的大量废水对我国的环境带来了极大的危害，不利于我国的可持续发展。因此，一定要进一步完善火电厂的废水污水处理技术，采用零排放技术来有效控制废水污水排放，从而保证我国经济发展更为平稳。而想要有效处理废水，火电厂可以从以下几个方面着手：
1、自净式生活废水净化技术
自净式生活废水净化技术是以水解方式对废水中的有机污染物进行生物降解，将长链有机物和部分无机物分解成短链有机物，增加废水的可生化性。该技术运行成本低、免维护，适应水量、水质负荷变化能力强，使用寿命长，运行稳定。生物膜法治理生活废水是该技术的关键所在。细菌、原生动物、后生动物等微生物在滤料或某些载体上生长繁殖，形成膜状活性污泥，与污水接触，生物膜上的微生物摄取污水中有机污染物作为营养，从而使污水得到净化。该工艺由厌氧接触膜式水解沉淀反应器、厌氧生物滤池、徽氧接触氧化反应器三部分组成。很好地解决了水中大分子有机物、悬浮物转化，溶解性CODcr的降解，保证了出水水质达标。
厌氧水解沉淀反应器的目的和作用主要体现在能去除80％以上的进水悬浮物，并且在厌氧苗的水解作用下，将悬浮物中的47.8％水解成为溶解物质。水解沉淀反应器去除有机物占全流程去除有机物总量的50％左右，其次将不溶性有机物转变为可溶性有机物，大分子物质分解为小分子有机物，为后续反应提供有利条件。厌氧生物滤池最大的优点是保证出水CODcr，悬浮物的稳定性。同时在该反应器的设计中保存着一定程度的高浓度的污泥层，起着污泥床的作用，在这一层中污泥中有机物的降解十分迅速，并且对于控制反应器内的污泥量有利。二级处理之后出水中的有机物已经很少，但为了更进一步地改善出水水质，还要采用微氧接触氧化反应器来保证出水水质的稳定性。
2、两相流废水分离净化技术
两相流废水分离净化技术是采用一次加药混凝、在一个设施内完成絮凝、沉淀、澄清、浮选、浮渣刮除和污泥浓缩等工艺过程，使水中的泥砂、悬浮固形物、藻类悬浮物和油在同一设施内分离出来，同时分别从该设施的顶部和底部排出。并可通过变频调速，液位和差压控制来实现机电一体化自动控制运行。该技术的优点是投资省、能耗低、加药量少、运行费用低，自动化程度高，适用范围广，操作管理简单。该技术采用的设施型式与机械搅拌澄清池基本类同。其底部为锥形污泥浓缩区，池内设混凝和絮凝反应室、沉淀分离区、斜管沉淀区、澄清区、加速导流区、气化水分流器和释放器、多孔集水管及浮选区，顶部设浮渣收集槽和刮渣机。侧壁外设液位调节水箱、液位控制器和气化水发生器，进水管和排水管分别设在池底和调节水箱底部，排泥管和排渣管亦设在底部。
水源水或废水经水泵提升后，与通过低速喷射器进入混凝反应室和絮凝反应室的凝聚药剂混合，反应后形成的絮凝体进入沉淀分离区。大颗粒絮凝体在沉淀区迅速沉淀分离后进入污泥浓缩区进一步浓缩。沉淀分离后的水上升进入斜管沉淀区，通过斜管通道时，水由直流上升改变为斜向上升，降低流速，促使水中小颗粒絮凝体在斜管中沉淀、聚集增大，并回落到沉淀区沉淀分离。水通过斜管沉淀区后继续上升流入澄清区使水中质量较大的颗粒固形物继续下沉，上层水进一步澄清后继续上升。水中剩余的细、小、轻絮凝体，藻类悬浮物或密度接近于水的悬浮固形物及剩余的油类，则与水一起经加速导流器加速，快速进入浮选区。由气化水发生器供给饱和气化水，通过气化水分流器和释放器在浮选区内均匀释放出雾状饱和气化水，它们在浮选区内经气力搅拌混合后形成微细气泡，水中的剩余絮凝体、藻类悬浮物、悬浮固形物和油类等与微细气泡充分接触，被气泡静电吸附逐渐增大，并在气泡的浮力顶托下迅速浮出水面形成浮渣。浮渣由顶部刮渣机通过刮渣板刮入浮渣收集槽并经排渣管排出。浮选区经浮选后的清水由集水管收集后经液位调水箱的排水管排出。
3、超滤及反渗透膜技术
超滤膜的分离机理一般认为是筛分作用，其分离是分子级的，可截留溶液中溶解的大分子颗粒，通过溶剂和小分子溶质。本系统所选用的超滤膜是介于超滤和微滤之间的一种新型膜处理工艺，又称超微滤。其膜的平均孔隙在0.01～0.2μm，采用中空纤维结构，材质为高分子聚丙烯，可以截留水中的悬浮物、胶体、大于0.2μm的颗粒性杂质和部分有机物，并采用先进的水—气洗工艺，可将截留在膜表面的杂质彻底清除，恢复膜的过滤性能，延长超滤膜的运行寿命。
反渗透技术是利用半透膜原理，在膜的盐水侧施加一个大于渗透压的压力，使盐水侧的水流人纯水侧。本系统选用的反渗透膜元件采用美国DOW公司生产的高脱盐率超低压卷式复合膜BW30-365FR，材质为芳香聚酰胺，其单膜的脱盐率高达99.5％。抗污染复合膜除具有普通复合膜的操作压力低、水通量大、脱盐率高等优点外，还具有抗污染能力强、水量平均、易清洗、使用寿命长等特点。
六、结 语
火电厂有效保证人们日常生活用电供应需求，对于推动我国经济长远发展发挥着重要作用。然而，在发电的过程中，火电厂会产生一些废水，这些废水对我国的环境带来了很大的危害。想要更好地保护我国环境，促进我国可持续发展就需要进一步完善节水与废水管理技术，采用零排放的技术来加强对污水排放的管理，从每个环节进行控制，这样就可以有效控制废水了，以不断提高水资源的有效利用率，促进企业经济效益不断增长。
参考文献：
[1]琪娜等，垃圾焚烧电厂节水减排改造工程实践[J].高能源环境保护，2017（5)
[2]常照其，基于模糊综合评价和排队论—区间两阶段模型的燃煤电厂节能优化研究[D]，华北电力大学，2014
[3]李伟娜，燃煤电厂湿法烟气脱硫系统节水及废水处理技术研究[D]，华北电力大学，2011.
论文作者:杨洋
论文发表刊物:《电力设备》2018年第21期
论文发表时间:2018/12/5
标签：废水论文; 火电厂论文; 悬浮物论文; 有机物论文; 技术论文; 污水论文; 废水处理论文; 《电力设备》2018年第21期论文;