摘要：作为用水量较大的工厂之一，火力发电厂发展过程中问题逐渐增多，比如水资源匮乏、水污染等等，这就使得运用废水零排放技术很有必要。因此，要结合火电机组废水零排放技术的应用现状进行探讨，把握其主要的影响因素，不断调整其控制技术，这样才能加强废水的资源化，最终实现节水和废水治理的目的。
关键字：火电机组；废水；零排放；技术
近年来，我国开始重视环境污染治理，所以火电机组也要进行用水和排水的改革，做好废水零排放系统建设。火电机组废水零排放运用技术手段使得向外界排出的水不对环境有不良影响，废水都是通过蒸汽的形式进入大气，或进行污泥等形式的封闭、填埋处置。目前我国火电机组中运用了很多废水零排放技术，可以结合其开展现状进行探究。
一、火电机组废水零排放技术运用现状
（一）酸碱度调节
火电机组处理废液中的氟化物和部分重金属时，可以将pH值调至6-7，所以要加入石灰乳或其他碱性化学试剂（如NaOH），这样就会生成CaF2沉淀。将pH值调到8-9时，要继续加入有机硫和絮凝剂，此时金属的沉淀形式就是氢氧化物和硫化物。在将重金属和悬浮物去除后，就可以排放废水[1]。
（二）去除汞、铜等重金属
常用的金属分离法就是沉淀分离，这样可以通过去除汞、铜等重金属来进行沉淀分离。将NaOH等可溶性氢氧化物加入到硫废水中，就可以实现分离重金属离子的目的，因为其会产生氢氧化物沉淀。处理脱硫废水时，pH值要保持在8.5-9之间，这样铁、铜、铅、镍和铬等重金属，就可以生成氢氧化物沉淀。去除铜、汞等重金属时，硫化钠等可溶性硫化物运用得比较多，并产生Hg2S 、CuS等沉淀，其物质溶解度小，溶度积数量级在10-40~10-50之间。使用硫化钠进行汞的去除，通过添加小于1mg/L的S2-，在1ug/L以下浓度的汞就会发生作用，这样可以有效改善重金属的析出过程。所以需要制备性能良好沉淀的泥浆，通过三价铁盐如Fecl3和阴离子的絮凝剂进行二级处理。
二、火电机组废水零排放技术的影响因素
（一）超低排放改造
在2020年之前，我国火电厂的燃煤机组要全面完成超低排放改造，所以要增加催化剂层在低氮燃烧器改造或烟气脱硝中，对脱硫单塔双循环或双塔双循环进行改造。在进行低温电除尘或湿式电除尘改造过程中，废水量会增加，因为其中的脱硫增容改造和安装湿式电除尘器，但是脱硝增容和低氮燃烧器的改造就不会增加。在进入脱硫塔入口后，烟温会降低，通过湿法脱硫机组会减少35%-40%的用水量，所以不能直接消耗原本通过脱硫系统蒸发携带的部分废水，这样全厂原有的废水零排放体系就被打破[2]。在空冷和直流冷却机组中，新的水量平衡可以通过减少工业水补水量进行。而湿冷机组实现新的平衡，需要依赖多余废水的脱盐或提高循环水浓缩倍率的方式。
（二）脱硫工艺水水质和废水水量
改造火电机组废水零排放时，湿法脱硫工艺水用水的水源需要进行改造，而除雾器冲洗水使用的就是脱硫工艺水。对于冲洗水的硫酸钙饱和度在50%以下的，除雾器表面的结垢要有效防止。一旦其硫酸钙饱和度不达标，在工艺水的前处理工艺中降低钙离子和硫酸根含量的相关措施就要多多运用。如果更换水源后废水中的氯离子浓度非常多，降低吸收塔浆液的氯离子浓度必须要增加废水排放量。因此，脱硫工艺水源水质变化需要考虑的主要因素就是氯离子，其会影响到脱硫废水水质或水量的变化。
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（三）循环水系统的腐蚀结垢
减少循环水排放量的废水零排放系统大多是通过提高循环水浓缩倍率或者极限含盐量进行的，所以改造后会增加循环水系统的钙离子、硫酸根、氯离子等离子浓度，判断循环水腐蚀或结垢风险需要通过经验或试验数据进行，这是废水零排放方案制定的依据。循环水系统的腐蚀要考虑换热设备的腐蚀状况、氯离子和硫酸根对钢筋混凝土构筑物的腐蚀等情况[3]。
三、火电机组末端废水处理技术
（一）灰场喷洒
在向灰场输送减量的末端废水后，要通过雾化喷洒技术，并灰场环境温度实现自然蒸发。在进行灰场喷洒时也要与当地的环保政策结合起来，降低其对周边环境带来的不利影响。
（二）烟道喷雾干燥
烟道喷雾干燥主要是利用烟温进行末端废水蒸发，所以烟道内要喷淋雾化的末端废水，或在单独的喷雾干燥器中引出部分烟气，这样可以干燥废水，提高烟温。烟气流量、热量计算烟道喷雾量都是烟道喷雾干燥中需要考虑的因素，优化布置喷头时要与喷头的性能试验数据、烟道内流场变化特点等结合起来。目前运用的末端废水的烟道喷雾干燥还比较少，因为其存在一定风险，具有比较高的不确定性。已经运用的末端废水喷入烟道，就出现了严重的结垢和烟道部分堵塞。而且喷入烟道的末端废水也有可能会改变烟气和烟尘的性质，影响到除尘器的运行[4]。因此，解决了废水蒸发干燥后烟道内盐分固体随烟气流动的沉降积聚问题、喷雾系统的结垢等问题，才可以大力推广末端废水喷入烟道技术，并确定合理的喷雾干燥方式和参数。在火电机组的节能改造方案中，因为末端废水增加，所以其建设成本和运行费用也会随之增加，在制定方案时必须要充分考虑其经济性，并准确评估节能改造方案的经济性，实现经济效益最大化。
（三）蒸发结晶
在高温条件下蒸发废水，排出系统的除了结晶水，其他的水分都是蒸气形式，在冷凝后形成的蒸馏水非常纯净，污染物质经脱水后排出系统就是固体的形式。目前蒸发结晶系统的前半部分是热浓缩器，进行废水的蒸发浓缩，通常会实现95%的废水向高纯度蒸馏水的转化，在锅炉补水、冷却塔补水等其他工业用水可以运用[5]。而其后半部分是结晶器，剩余的5%高质量浓度浆液可以被处理成固体颗粒，这是结晶器或喷雾干燥器的作用，根据固体废弃物的成分还可以进行回收利用或掩埋。现在脱硫废水处理成功运用的有欧洲、北美地区，其实现了废水的零排放，我国火电机组进行末端废水处理运用的这一技术还比较少，广东河源电厂的脱硫废水就实现了蒸发结晶处理，运用的是“预处理+蒸发+结晶”处理工艺。
结语：
火电厂生产过程始终都有水系统的运用，所以必须要认识到火电厂中废水改造和零排放的重要性，必须要加强废水零排放技术的应用。在火电机组废水零排放技术选择中，要将电厂自身的机组类型、水源水质、冷却形式等各个特点考虑进来，综合分析其带来的影响，这样才能制定全厂各专业实际用排水状况。因此，要结合我国火电机组废水零排放技术中的不足进行改进，并与超低排放改造、脱硫工艺水水质和废水水量、循环水系统的腐蚀结垢等结合起来，优化可选择的废水零排放技术，通过深度节水进行末端废水固化的工艺选择，并综合考虑其投资和运行成本影响，最终实现火电机组废水零排放，保证不同的阶段治理效果，这样也不容易出现重复投资，符合国家要求的发展目标。
参考文献：
[1]杨跃伞，苑志华，张净瑞，等.燃煤电厂脱硫废水零排放技术研究进展[J].水处理技术，2017（6）：29-33.
[2]卢晗，何姗姗，李薇.火电厂废水零排放的技术研究[J].科技通报，2017，33（11）：11-15.
[3]张江涛，曹红梅，董娟，等.火电厂废水零排放技术路线比较及影响因素分析[J].中国电力，2017，50（6）：120-124.
[4]张净瑞，梁海山，郑煜铭，等.基于旁路烟道蒸发的脱硫废水零排放技术在火电厂的应用[J].环境工程，2017，35（10）：5-9.
[5]张利权，汪岚，胡治平.火电厂IGM机组废水零排放方案研究[J].水处理技术，2015（3）：122-124.
论文作者:江文丹
论文发表刊物:《电力设备》2019年第12期
论文发表时间:2019/10/28
标签：废水论文; 机组论文; 火电论文; 技术论文; 烟道论文; 火电厂论文; 重金属论文; 《电力设备》2019年第12期论文;