火電廠廢水回用的方式及技術要點

　　1 火電廠廢水的特點和分類

　　1.1 廢水的特點

　　與化工、造紙等工業廢水相比，火電廠的廢水有以下特點：

　　（1）廢水的種類很多，水質水量差異很大。電廠主要的廢水包括循環水排污水、灰渣廢水、工業冷卻水排水、機組雜排水、含煤廢水、油庫沖洗水、化學水處理工藝廢水、生活污水等。

　　（2）廢水中的污染成分以無機物為主。在生產過程中進入水體的有機污染物主要是油，其他有機成分很少。

　　（3）間斷性排水較多。

表1為火電廠幾種主要廢水的特點分析

　　對廢水進行合理的分類是廢水綜合利用的基礎，同一類廢水可以采用同一類處理工藝實現回用。目前，火電廠廢水的分類主要是按照廢水的來源確定的，種類很多，與回用沒有直接的關系。根據火電廠各類廢水的水質水量特點，以處理回用為目標，可以將火電廠的廢水分為以下幾類：

　　1.2 廢水的分類

　　（1）不需要脫鹽處理即可回用的低含鹽量廢水。這類廢水包括機組雜排水、工業冷卻水系統排水、生活污水等。這部分水的共同特點是在使用過程中含鹽量沒有明顯的升高，回用處理系統不考慮脫鹽，處理后的水質可以達到或接近工業水的水質標準，甚至可以替代新鮮水源。這類水的深度處理成本相對較低，因此目前在電廠中回用的比例較高。

　　（2）需要脫鹽處理才能回用的高含鹽量廢水。這類廢水的特點是水在使用過程中因為濃縮或者加入了酸、堿、鹽而使含鹽量大幅度升高，一般含鹽量可達工業水的數倍以上。典型的例子有反滲透濃排水、離子交換設備再生廢水、循環水排污水等。

　　（3）循環使用的廢水。這類廢水包括含煤廢水、沖灰除渣廢水。這部分廢水的水質比較特殊，通常懸浮物很高。含煤廢水的懸浮成分主要是煤粉，灰水則主要是灰粒。另外，灰渣廢水的含鹽量和pH都比較高（以前的水膜除塵系統灰水的pH較低，現在已比較少）。由于組分比較特殊，因此通常不與其他廢水混合處理，而是單獨處理后循環使用；處理工藝以沉淀為主，目的是除去水中的懸浮物。

　　（4）脫硫廢水。脫硫廢水含鹽量高，水質中鈣、鎂、氟等離子處于過飽和狀態，具有嚴重的結垢傾向，同時水中還含有大量重金屬。處理典型工藝有采用碟管式反滲透DTRO進行高倍濃縮后進行蒸發處理

　　2 廢水的收集問題

　　（1）因為各排水點的分布比較復雜，不可能將每種廢水單獨收集，但可以盡量地按照廢水處理工藝的異同來收集。

　　（2）電廠的廢水一般是無壓水，其收集主要通過溝道完成。廢水收集溝道的泄漏是普遍存在的問題。在南方地區，因為地下水位高，地基軟，溝道容易因不均勻沉降而發生開裂，導致廢水外溢或內滲。外溢對地下水的水質有污染，而且廢水在收集過程中損耗過大，不利于水量的平衡；內滲水則會影響廢水的水質。如果地下水含鹽量比廢水的高，則有可能影響廢水的回用。如在有些濱海電廠，淺層地下水的含鹽量很高，即使少量滲入也會使廢水的含鹽量很高，影響其使用。地下水的水位還受海潮潮位的影響：漲潮時，地下水位升高，內滲嚴重；落潮時，地下水位降低，廢水外溢。有廢水需要處理的單位，也可以到污水寶項目服務平臺咨詢具備類似污水處理經驗的企業。

　　（3）在用海水冷卻凝汽器的電廠，海水會因隔離不完善而混入廢水收集系統。因海水的含鹽量極高，往往少量的泄漏也會使廢水的水質劣化，使收集的廢水失去使用價值。常見的泄漏發生在主廠房廢水收集系統。

　　（4）某些欲回收的間斷性廢水的收集系統有時需要改造。如循環水排污水的瞬時水流量很大，如果處理回用，則必須將其改為連續排污，從循環水泵出水管道引出連續水流進行處理。

　　3 廢水的回用方式

　　3.1 低含鹽量廢水的處理回用

　　這類廢水因含鹽量不高，比較容易進行回用。在電廠最典型的是主廠房排水。這類水通常是通過混凝澄清、過濾等工藝除去水中的懸浮物、油類和有機物等雜質后，補入電廠的循環冷卻水系統。

　　如果廢水中不含生活污水，一般直接采用混凝沉淀或氣浮、過濾處理后，水質即可達到工業水系統的水質要求。但大多數電廠的廢水中含有一定比例的生活污水，因此，為了降低氨氮的含量和BOD，在深度處理系統中要加進生物處理單元。

　　有些電廠的生活區與生產區在一起，而且生活污水的量比較大，因此可以通過污水深度處理系統將其處理后回用。這方面的工程實例已經很多，如山東齊魯石化熱電廠、山東黃臺電廠、華能北京熱電廠等。已有的工程實例證明，生活污水經過嚴格處理后，可以用于循環水系統。

　　3.2 高含鹽量廢水的處理回用

　　在各種高含鹽量廢水中，循環水系統的排污水量很大，對全廠的水平衡影響也最大，循環水的濃縮倍率的大小直接影響著發電水耗的高低。在干除灰電廠中，循環水排污水占電廠廢水總量的75％ 以上。從水量上講，只有將這些廢水進行回收利用才能實現全廠廢水的高回用率。

　　對于水力沖灰的電廠，高含鹽廢水不經處理便直接用來沖灰和除渣。隨著干除灰技術的發展，電廠的水平衡發生了重大的變化，高含鹽廢水可直接使用的場合很少。除了煤場噴淋、干灰調濕、水力除渣等能消耗掉少量的水之外，剩余的高含鹽量廢水必須經過脫鹽處理后才具有使用價值。除了含鹽量高外，這些廢水大部分經過濃縮，水中致垢的無機離子 （如Ca¨ 、HCO；等）已經達到過飽和，具有強烈的結垢傾向，容易在用水系統中結垢，所以這種廢水的處理系統很復雜，除了考慮除去對反滲透膜有污染的懸浮物、有機物、膠體等雜質外，還要降低碳酸鈣、硅酸鹽等難溶鹽的過飽和度，以避免在水處理系統中析出沉淀物。

　　對于循環水排污水，已有的回用方式是通過反滲透脫鹽處理后，將淡水補充到鍋爐補給水處理車間做原水，排出的濃鹽水用于除渣、輸煤系統。由于循環水的水質復雜，很容易對反滲透膜造成污染，因此這種回用方式的處理成本較高。

　　3.3 脫硫廢水的處理與回用

　　pH為6～9，COD 為90mg/L，TDS 的質量濃度高達25～40 g/L，不能回用。水質中鈣、鎂、氟等離子處于過飽和狀態，具有嚴重的結垢傾向，同時水中還含有大量重金屬。通常，脫硫廢水處理系統采用中和+ 絮凝+ 沉降+ 澄清等常規處理工藝，以降低脫硫廢水的濁度、重金屬和部分硬度，但廢水的含鹽量沒有明顯降低，處理后無法回用，排放后對生態影響較大。脫硫廢水零排放系統主要包括4 個處理單元，即脫硫廢水預處理單元、鹽水濃縮單元、結晶單元和固體廢棄物處置。

　　在電廠零排放的難點技術中，濃縮減量以降低蒸發成本的技術，成為關鍵技術，而通過高壓反滲透膜技術DTRO技術正是該對應技術，在于其他技術對比中，具有明顯優勢。

　　3.4 其他廢水的回用

　　（1）含煤廢水的回用。含煤廢水是電廠懸浮物含量最高的廢水，主要來自電廠輸煤皮帶噴淋、輸煤棧橋地面沖洗、煤場排水等。其含有的主要污染物為煤微粒、膠體、油。采用的處理工藝：含煤廢水收集池一煤泥沉淀池（初沉淀）一澄清器一石英砂過濾一煤系統補充水池。含煤廢水中的煤粉微粒很難直接沉降，混凝處理后形成的絮體強度較差，在澄清設備中絮體容易被破碎而上浮，所以需要的澄清分離面積較大。國內近年來也有采用微濾工藝技術處理含煤廢水的工程實例，如上海楊樹浦電廠。微濾的優點是出水水質更好，懸浮物含量可以小于1 mg／L，系統也比沉淀、過濾工藝簡單；缺點是濾元的更換費用較高。

　　（2）沖灰、除渣廢水的回用。沖灰水的水質特點是懸浮物、pH、含鹽量都比較高（灰場返回的清水因為經過長時間沉淀，懸浮物很低，其用途與含煤廢水相似，也只能回用于原系統。沖灰水的回用需要解決回水管道的結垢問題。沖灰水在以前曾是火電廠最多的廢水，灰場清水的回用曾經是節水技術領域的熱點。但近年來新建的電廠大多采用干除灰系統，很多老電廠也進行了干灰綜合利用改造；在干灰旺銷季節基本上不再使用水力除灰，因此近年來對沖灰水的關注明顯減少。但是，當干灰銷售不暢時，由于沒有干灰貯存場地，這些電廠仍還要采用水力除灰。同時可以查看中國污水處理工程網更多技術文檔。

　　4 廢水綜合利用的技術要點

　　廢水的綜合利用就是充分、合理地利用電廠的各類廢水資源，以達到節水和廢水減排的目的。廢水綜合利用的第一步是在全廠水平衡優化的框架內制訂方案。

　　在進行廢水綜合利用時，首先要減少上游廢水量，這是十分重要的。對于采用水力沖灰的循環冷卻型電廠，循環冷卻水系統和沖灰水系統是2個最大的水系統，也是對全廠水平衡影響最大的2個水系統。要實現節水，循環水系統的排水量與沖灰用水量相匹配是很重要的，因為用循環水排污水、酸堿廢水等高含鹽廢水沖灰是最經濟的。水力沖灰的循環冷卻型電廠的節水要點是：

　　（1）提高沖灰系統的灰水比。灰水比越高，需要的沖灰水量越小，從而可以降低沖灰系統的耗水量。

　　（2）在廢水的使用中，要避免廢水的降級使用。例如，盡量使用高含鹽量廢水來沖灰，省下低含鹽量廢水可用于其他水質要求高的場合。因為沖灰系統對含鹽量沒有要求，水中的過飽和鹽分在與灰漿混合的過程中會沉淀。大部分沉淀會吸附在灰顆粒上。因此回用成本相對較低。對于循環水排污水、水處理系統排出的酸堿廢水、反滲透濃排水等高含鹽量廢水，沖灰系統是其理想的受納體。盡管各種廢水的補入會增加沖灰水系統結垢的可能性，但是從節水和全廠的水平衡優化來講這是值得的。

　　（3）通過技術經濟分析，在提高沖灰系統灰水比的情況下，根據沖灰系統的耗水量和其他高含鹽量廢水的產生量，綜合考慮水質、凝汽器管材等因素，確定循環水合理的濃縮倍率，使得高含鹽量廢水的水量與沖灰系統的補水量相匹配。因此，對于水力沖灰電廠來講，循環水濃縮倍率、沖灰系統的灰水比是水平衡優化的關鍵，而這些參數需要根據電廠的實際情況（如循環水水質、水系統材質、灰量、灰漿泵型式）來確定。

　　5 結論

　　（1）火電廠的廢水種類很多，需要分類處理、分類回用。

　　（2）按照分類處理的需要，可以將廢水分為低含鹽量廢水、高含鹽量廢水、循環使用的廢水脫硫廢水、和不能回用的極差廢水5類。同類廢水可以收集在一起處理。

　　（3）對于高含鹽量廢水，因工藝復雜。處理成本高，為了降低投資和運行成本，首先要從源頭上盡量降低廢水的產生量，以減小廢水處理系統的規模。另外，高含鹽量廢水的處理難度較大，其回用處理技術和經驗還沒有達到成熟應用的階段，因此在很多情況下，工程前期的研究工作是必不可少的。

　　（4）廢水綜合利用的關鍵是在提高灰水比（水力除灰電廠）和循環水濃縮倍率的基礎上，使得高含鹽量廢水的水量與沖灰系統的補水量相匹配。