摘要：火电厂每天用水量很大，属于用水大户，同时也是废水排放的大户，火电厂废水零排放系统是一项非常复杂的系统工程。现阶段，还未能真正实现废水零排放。本文以XX火电厂为例，深入阐述了火电厂用水排水现状，同时给出了切实可行的废水处理方案，确立了循环水系统，同时对污水处理工艺、控制技术等进行了研究，进而阐述并分析了应用结果。
关键词：废水处理；零排放；火电厂；应用
前言：水资源是当今人类面临的主要问题之一，地球上水资源数量有限，而且空间分布不平均，已经成为阻碍社会经济发展的最大屏障。火力发电是一个高耗水行业。利用火力发电厂的链路和不同的供水点，为火力发电厂的水资源优化利用提供了更好的应对措施。通过电厂废水的处理和再利用，从而有效完成废水近零排放，节约用水，推动火电厂的长足发展。
1.用水排水现状
1.1全厂用水情况简介
XX火电厂主要采用工业用水、生活用水、化学制水系统用水、冷凝器循环水、灰渣系统水等。
1.1.1工业水：这一部分主要来源于火电厂内冷却各取样点和机组润滑部分的冷却水，这部分水主要用于热交换，污染少，水质相对较好，可以让其进入循环水系统。
1.1.2冷凝器循环水：在火电厂，水主要用于承载热量，可以在火力发电厂发电过程中进行循环利用。水主要用于吸收煤燃烧过程中释放的大量热量，在一定的温度和压力下蒸发成过热的饱和蒸汽。蒸汽在蒸汽轮机中发电，然后变成乏汽并进入冷凝器，冷凝器通过循环水冷却。另外，发电机的空冷器、冷油器的冷却水也是可以再利用的，直接注入冷凝器循环水系统，这部分用水通常会占XX火电厂总耗水量的60%以上，而风吹损失、蒸发损失以及污水排放损失是主要的水量损耗。
1.1.3灰、渣系统用水：现阶段，XX火电厂1#和2#炉的粉煤灰主要通过水力进行输送，再历经灰场沉清等工序后，加酸性溶液调节pH值后排放到厂区外。锅炉废渣利用水力输送到脱水仓，脱水后的大渣再进行综合利用，处理后矿渣水作为循环水回用。
1.1.4化学制水系统用水：这种水是在发电期间可以循环使用的工业用水。此外，在脱盐过程中，常常会产生一些酸性和碱性废水。
1.1.5生活用水：：发电厂工作人员日常生活用水。
1.1.6冲洗水：燃煤在运输环节中主要是由于冲水，这部分是间歇水，并且水量不大。
1.1.7其他用水：灌溉用水，消防等单位在厂区。
1.2厂内废水种类
XX火电厂向外排放的废水不但包括冷却塔排水、厂房生活污水和辅助冷却水，而且还包括化工车间酸碱废水、燃油冲洗水系统排水以及一些临时性外排废水。
1.3废水量
XX火电厂现阶段工业废水排放量约为每小时200吨。
1.4系统当前问题
1.4.1耗水量大，水循环再利用率较低。各辅助轴承的冷却水没有经过严格处理，通过沟渠直接排放到厂外，各水箱不设置液位控制系统，引发大量水溢出，浪费了大量资源，同时增加废水排放。
1.4.2清污混排。如今，XX火电厂的废水大部分都是通过沟渠排到厂区外。由于不同废水的水质和排放规律存在很大差异，因此，给废水的处理和回收带来了一定的难度。
1.4.3燃料清洗系统，澄清池，酸碱中和池等废水量不大，空间分布相对分散，给废水处理带来了很多不确定因素，阻碍了废水再利用的稳定性。
2.废水处理方案
现如今，XX火电厂辅机轴承等机组的冷却水在回收过程中几乎无杂质，接近给水水质，可直接作为循环冷却水的补充水。另外，XX火电厂两台燃煤机组产生的干灰供大于求，同时将输灰方式更改为气力输送，进一步节约了冲灰用水。对于一些水质变化大、水量不规则的间歇性排水系统，可将其回收至矿渣水系统作为系统的补充水。具体内容如下。
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2.1燃煤机组工业水作为循环冷却系统补水
在新型冲灰泵外沟下游，截留1号燃煤机组排放的工业废水，将其引向冲灰前池，用补充水泵送至2号燃煤机组循环水系统，将其用于2#机循环水系统，1号炉与2号炉之间的沟渠经过改造后实现连通，2号燃煤机组东排水口将其封堵，形成2号机组和1号循环水系统，将该机组的工业用水汇聚起来，再引入冲灰前池。
2.2燃料输送冲洗系统排水的再利用
这部分废水属于间歇排水，水量不是很大。所以，建议在离此最近的2号燃煤机组的澄清池至洗渣前池之间铺设一条管道用作渣水系统的补充水。
2.3其他
酸碱中和池、化学澄清池放出的废水经管道排入灰水浓缩池，用于渣水系统的补充水再回收利用。1#和2#燃煤机组的输灰方式，由最初的水力输送变更为气力输送，进而节省大量冲灰用水。
3.废水零排放方案
通过采用上述优化处理方式，废水的排放量将缩减到每小时60吨，针对这部分废水，采用合理地处理方式后，在回收利用，从而实现厂区内废水“零排放”的目标。
XX火电厂废水中，虽然SS、COD、石油等有害物质含量相对较低，但是排放要求却非常高，实际操作难度大。废水中的SS主要为悬浮杂质，其表面积相对较小，颗粒比例大。对于这些污染物，最合适的处理方法是絮凝沉淀。废水含油量较低，主要以分散油和浮油为主，可以采用物理方式很快除去。根据排放要求，提出了效果较好的气浮方法。而针对废水中含有的少量乳化油，可以在混凝沉淀和混凝气浮过程中一并去除。
通过对XX火电厂废水水质特征的系统初步调查和综合分析，采用两相流固液分离-过滤工艺处理XX火电厂废水。具体流程如下：
将工厂废水收集到调节池后，通过提升泵将其提升至下一单元——两相固液分离池。两相固液分离池集混凝、沉淀、气浮于一体。利用加药系统来向池内投入絮凝剂（PAC/PFC等）后，池中的废水与药剂发生化学党营，形成絮凝体。斜管沉淀和气浮可以有效地去除大部分SS、COD和石油。在斜管沉淀区，污泥通过排泥管定期排入污泥池。气浮区的主要功能是去除油等微絮体和部分COD。此区域的废水中的浮游微粒、细小悬浮物同水中产生的细小气泡相融合，将杂质带到液面，形成浮渣，再由刮渣机进行刮割处理，将其刮入污泥池，从而有效提高固液分离和油水分离的效果。
通过上述过程处理的废水，通过自流模式进入无阀过滤单元，进一步去除残留的COD和SS，流出物流入再利用池并被泵送到循环水系统用作补给水。从两相流固液分离罐排出的污泥，浮渣和无阀过滤器进行反洗和排水，排出物被收集到污泥槽中。
4.投资概算及效益分析
4.1估计整个工厂水系统的投资预算
该部分软件上进行系统的完善和升级，硬件上，主要是改造和铺设管道。该部分的初始投资估算约为100万元，转型后可节约水资源每小时140吨。
4.2废水的处理及回用
按照每小时60吨下处理废水的能力进行计算，其中不仅包括调节池、废水集输系统、机械搅拌澄清池，而且还包括中间水池、离子交换器、自清洗过滤器、等装置，火电厂总共投入金额约6000万元，每天的运行费用大概是3096元，单位水处理费用则约为2元。
4.3效益分析
XX火电厂自从实行了污水零排放方案后，原水取水量可减少为每小时200吨，进而废水排放量可减少为每小时200吨。
结束语：
综上文所述，XX火电厂所规划的废水零排放方案具有可行性，不但已经取得了显著的成效，而且还有效减少了大量的废水排放，节约水资源，为火电厂收获了社会效益，同时保护了周边环境。
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论文作者:罗涛
论文发表刊物:《电力设备》2019年第2期
论文发表时间:2019/6/13
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