燃煤電廠末端廢水零排放技術(shù)
燃煤電廠末端廢水為高含鹽量廢水，主要包括：脫硫廢水、酸堿再生廢水、反滲透濃水、循環(huán)水排污水等，其含鹽量高、結(jié)垢離子含量高，污染成分復(fù)雜，水質(zhì)變化較大，因而，電廠廢水零排放技術(shù)在我國(guó)應(yīng)用推廣面臨的主要課題是如何有效解決末端高含鹽廢水的處理問(wèn)題。目前燃煤電廠高含鹽廢水的處理現(xiàn)狀是：脫硫廢水經(jīng)過(guò)ＦＧＤ廢水系統(tǒng)處理后排放，酸堿再生廢水和反滲透濃水直接排放，循環(huán)水排污水直接排放或者用做ＦＧＤ工藝水或者通過(guò)膜法處理后回用。膜法和蒸發(fā)法雖然能實(shí)現(xiàn)“零排放”，但面臨著系統(tǒng)復(fù)雜、穩(wěn)定性和可靠性不足、投資及運(yùn)行費(fèi)用偏高等難題。
我國(guó)不同地區(qū)對(duì)環(huán)保要求不同，企業(yè)對(duì)于零排放系統(tǒng)成本的接收能力也不同，筆者針對(duì)不同類(lèi)型電廠提出了一套實(shí)現(xiàn)燃煤電廠末端廢水零排放的解決方案，可達(dá)到降低造價(jià)和投資運(yùn)行成本的目的。
１、電廠廢水零排放工藝
現(xiàn)有燃煤電廠廢水零排放工藝主要有預(yù)處理―膜濃縮減量―多效蒸發(fā)、機(jī)械蒸汽再壓縮蒸發(fā)結(jié)晶等技術(shù)。膜濃縮減量階段常用的高壓反滲透膜和蒸發(fā)器結(jié)晶，兩種工藝投資和運(yùn)行維護(hù)成本高，一般企業(yè)難以承受。
２、燃煤電廠廢水零排放實(shí)施層次
廢水零排放是一項(xiàng)系統(tǒng)工程，包含兩個(gè)層次：①采用節(jié)水工藝等措施提高用水效率，降低生產(chǎn)水耗，同時(shí)盡可能提高廢水回用率，從而最大限度利用水資源；②采用高效的水處理技術(shù)，處理含鹽廢水，將無(wú)法利用的高鹽廢水濃縮為固體或濃縮液，不再以廢水的形式外排到自然水體?！傲闩欧偶夹g(shù)”并非單項(xiàng)技術(shù)，而是一系列水處理技術(shù)的有機(jī)集成，應(yīng)該形成一個(gè)綜合的技術(shù)和工藝路線。
３、廢水回用方案
火電廠廢水回用的難度在于廢水種類(lèi)多，水量、水質(zhì)差異大，對(duì)不同回用目標(biāo)的水質(zhì)要求也完全不同，因此宜采用分類(lèi)處理、分類(lèi)回用的方式。根據(jù)火電廠各工藝系統(tǒng)產(chǎn)生的廢水水質(zhì)大體可分為高含鹽量和低含鹽量?jī)深?lèi)。
３．１ 低含鹽量廢水
低含鹽量廢水主要包括生活污水、含油污水、預(yù)處理設(shè)備反洗水、鍋爐排污水等。
目前，許多電廠都已將深度處理后的生活污水用作循環(huán)冷卻系統(tǒng)的補(bǔ)充水，但生活污水安全地回用于電廠循環(huán)水系統(tǒng)重點(diǎn)要解決ＮＨ３－Ｎ和生物粘泥對(duì)循環(huán)水系統(tǒng)的影響。對(duì)此，以曝氣生物濾池為代表的生物膜法生活污水處理工藝具有抗沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)的特點(diǎn)，出水水質(zhì)能夠滿(mǎn)足電廠循環(huán)水補(bǔ)水水質(zhì)要求，已逐漸推廣開(kāi)來(lái)。
經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單的混凝澄清處理后的預(yù)處理設(shè)備反洗水及鍋爐排污水可直接回用于循環(huán)水系統(tǒng)。
３．２ 高含鹽量廢水
高含鹽量廢水主要包括循環(huán)冷卻排污水、渣系統(tǒng)溢流水、煤泥廢水、化學(xué)再生廢水、煙氣脫硫廢水等。
在各種高含鹽量廢水中，循環(huán)水系統(tǒng)的排污水量最大，占全廠廢水總量的７０％以上（具體根據(jù)循環(huán)水濃縮倍率）。要想回用這部分廢水（不包括作為除灰渣系統(tǒng)的補(bǔ)充水），通常采用旁流弱酸軟化處理或反滲透脫鹽處理。循環(huán)水經(jīng)旁流弱酸軟化處理后，大部分懸浮物、碳酸鹽硬度可被除去，產(chǎn)水可直接補(bǔ)人冷卻塔水池；過(guò)濾器和弱酸陽(yáng)床的反洗或再生水經(jīng)過(guò)沉淀澄清處理后可作為煙氣脫硫工藝用水或輸煤除塵用水。反滲透產(chǎn)水含鹽量較低，可以作為循環(huán)水系統(tǒng)和化學(xué)鍋爐補(bǔ)給水處理系統(tǒng)的補(bǔ)充水；反滲透濃水可以用于對(duì)水質(zhì)要求較低的末端消耗水系統(tǒng)，如煙氣脫硫工藝用水、渣系統(tǒng)爐底密封冷卻水、輸煤除塵等。
循環(huán)水旁流弱酸軟化處理系統(tǒng)與反滲透脫鹽處理系統(tǒng)比較：前者的優(yōu)點(diǎn)是固定投資相對(duì)較低，缺點(diǎn)是只去除了循環(huán)水中的碳酸鹽硬度、再生消耗酸需設(shè)置復(fù)雜的酸再生設(shè)施、占地面積大、產(chǎn)生易析出硫酸鈣等難溶物質(zhì)的再生廢水；反滲透脫鹽處理系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)是基本將循環(huán)水中的鹽量全部脫除，可較大改善循環(huán)水水質(zhì)，占地面積較小，缺點(diǎn)是固定投資相對(duì)較高。
灰渣系統(tǒng)溢流水、煤泥廢水經(jīng)過(guò)混凝澄清處理后可回用至原用水系統(tǒng)，達(dá)到循環(huán)利用。末端廢水即經(jīng)過(guò)多級(jí)工藝梯級(jí)使用后產(chǎn)生的廢水，如煙氣脫硫廢水，很難再利用，其大多數(shù)指標(biāo)已超過(guò)排放標(biāo)準(zhǔn)，直接排放對(duì)水體環(huán)境破壞極大，需要進(jìn)一步處理，以實(shí)現(xiàn)廢水零排放。
４、高適應(yīng)性燃煤電廠末端廢水零排放工藝路線
４．１ 簡(jiǎn)化膜濃縮廢水零排放路線
簡(jiǎn)化膜濃縮零排放工藝路線：預(yù)處理＋膜濃縮，預(yù)處理采用雙堿軟化法和ＴＭＦ高效固液分離膜，然后經(jīng)過(guò)濃縮減量處理后，將濃縮十多倍后的濃鹽水送至撈渣機(jī)或用于灰場(chǎng)干灰拌濕。膜濃縮段可根據(jù)業(yè)主對(duì)濃縮倍率的需求選擇：卷式高壓膜、電驅(qū)離子膜、膜蒸餾技術(shù)。根據(jù)電廠需求和水質(zhì)不同，上述膜工藝可以并聯(lián)使用，也可以串聯(lián)或單獨(dú)使用。此路線突出特點(diǎn)是造價(jià)便宜，以卷式高壓膜為例，造價(jià)比普遍采用的碟管式高壓反滲透膜（ＤＴＲＯ）降低了４５％，該工藝技術(shù)既達(dá)到了水資源回收、廢水零排放的目的，又大大節(jié)省了設(shè)備造價(jià)。適用于當(dāng)?shù)丨h(huán)保要求不嚴(yán)格，預(yù)算不多的電廠。
４．２ 蒸發(fā)結(jié)晶全膜法廢水零排放路線
４．２．１ 蒸發(fā)結(jié)晶全膜法廢水零排放路線。
預(yù)處理（＋分鹽）＋膜濃縮＋蒸發(fā)結(jié)晶（ＭＶＲ），預(yù)處理和膜濃縮與２．１節(jié)工藝相同。當(dāng)電廠除渣系統(tǒng)和粉煤灰系統(tǒng)無(wú)法消納濃鹽水時(shí)，可將經(jīng)過(guò)膜濃縮后的濃鹽水進(jìn)行蒸發(fā)結(jié)晶，結(jié)晶后的雜鹽根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況拌入干灰或交于專(zhuān)業(yè)處理公司進(jìn)行處置?；蛟谀饪s段前增加納濾膜，對(duì)濃鹽水中的一價(jià)鹽、二價(jià)鹽進(jìn)行分離，最終結(jié)晶干燥的產(chǎn)物是達(dá)到工業(yè)二級(jí)鹽標(biāo)準(zhǔn)的工業(yè)鹽，ＮａＣｌ含量＞９８％，實(shí)現(xiàn)了水、鹽的多種資源回收再利用。適用于當(dāng)?shù)丨h(huán)保要求嚴(yán)格，不允許有任何形式污染物外排的電廠，尤其是周?chē)泄I(yè)鹽用戶(hù)的電廠。以國(guó)電某電廠為例，電廠末端綜合廢水經(jīng)過(guò)蒸發(fā)結(jié)晶全膜法工藝路線處理后，主要處理指標(biāo)，見(jiàn)表１。
４．２．２ 蒸發(fā)結(jié)晶全膜法工藝路線與煙氣余熱利用工藝路線比選。
煙氣余熱利用廢水零排放是近來(lái)比較熱的技術(shù)，經(jīng)常拿來(lái)跟蒸發(fā)結(jié)晶式零排放工藝相提并論，但它不能實(shí)現(xiàn)水資源和鹽資源的回收和再利用。２種工藝路線比較結(jié)果，見(jiàn)表２。
４．３ 電解制氯廢水零排放路線
電解制氯廢水零排放技術(shù)路線：預(yù)處理＋分鹽＋膜濃縮＋電解制氯，預(yù)處理和膜濃縮與２．１節(jié)工藝相同。采用開(kāi)式冷卻水系統(tǒng)的電廠往往要向循環(huán)水系統(tǒng)中加大量殺菌滅藻劑―次氯酸鈉，這種電廠在選擇廢水零排放工藝時(shí)，可以考慮采用電解制氯廢水零排放技術(shù)：經(jīng)過(guò)預(yù)處理軟化的廢水，通過(guò)納濾分鹽或膜濃縮后的濃鹽水中氯化鈉含量較高，采用電解方法提取水中的氯根，制成次氯酸鈉，可用于開(kāi)式循環(huán)冷卻水的消毒劑，或可因地制宜進(jìn)入市場(chǎng)化銷(xiāo)售。該項(xiàng)技術(shù)不僅系統(tǒng)造價(jià)低，還可達(dá)到脫硫廢水的資源化利用，實(shí)現(xiàn)零排放的循環(huán)經(jīng)濟(jì)模式。適用于沿海、沿江、開(kāi)式循環(huán)冷卻系統(tǒng)的電廠。
５、結(jié)論與建議
高適應(yīng)性燃煤電廠末端廢水零排放工藝路線，主要分為：預(yù)處理段＋濃縮段＋濃鹽水處理段?？筛鶕?jù)電廠需求和水質(zhì)不同，進(jìn)行選擇。簡(jiǎn)化膜法工藝路線適用于當(dāng)?shù)丨h(huán)保要求不嚴(yán)格，預(yù)算不多的電廠。蒸發(fā)結(jié)晶全膜法工藝路線適用于當(dāng)?shù)丨h(huán)保要求嚴(yán)格，不允許有任何形式污染物外排的電廠，尤其是周?chē)泄I(yè)鹽用戶(hù)的電廠。電解制氯廢水零排放路線適用于沿海、沿江、開(kāi)式循環(huán)冷卻系統(tǒng)的電廠。
這３種電廠末端廢水零排放工業(yè)路線，可因地制宜，涵蓋了所有類(lèi)型的燃煤電廠，提供了工程依據(jù)。（來(lái)源：中國(guó)國(guó)電北京朗新明環(huán)?？萍加邢薰荆?/span>