火电厂氨氮废水来源及处理可行性探讨

乐园园

(国网浙江省电力公司电力科学研究院，浙江杭州310014)

火电厂氨氮废水来源及处理可行性探讨

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介绍了火电厂氨氮废水的来源，主要有生活污水、脱硫废水和化学精处理废水;通过实际检测数据，给出了各类废水中氨氮的一个排放水平。比较了生物法、吹脱法、离子交换法、膜法、加氯法等几种废水氨氮处理方法，对火电厂氨氮废水提出了多种工艺相结合的处理思路和建议。

火电厂;氨氮废水;处理方法

1 概述

氨氮是水中以游离氨(NH3)和铵离子()形式存在的氮，主要来源于人和动物的排泄物，农用化肥的流失，此外还来自化工、冶金、煤气、炼焦、化肥等工业废水。氨氮是水体受到污染的标志，它可导致水富营养化现象产生;氨氮中的非离子氨是引起水生生物素害的主要因子，对水生生物具有较大的毒害。作为水体污染特征指标，国家“十二五”规划明确将氨氮列为第二个主要水污染物的减排指标，根据《浙江省“十二五”主要污染物总量减排目标责任书》，“十二五”期间，浙江省氨氮排放总量被要求减少12.5%。

火电厂不是废水氨氮排放的主要来源，故一直以来在火电厂废水控制排放要求中也没有将氨氮列为重点监控指标。随着近几年火电厂工艺和设施的更新或增加，环保要求不断提高，废水排放监控加严，检测后发现目前在火电厂的一些废水处理设施出口以及排放口，氨氮的检出率增大。而现有的火电厂废水处理系统除了生活污水处理，其他都不具备处理氨氮的能力。这一现象已逐步受到火电厂和环保部门的关注与重视，分析氨氮的来源和讨论处理的可行性很有必要。

2 火电厂氨氮废水来源及浓度

早期火电厂氨氮废水的来源主要为生活污水，水量不大。电厂建设时都配套生活污水处理系统，以地埋式A/O处理方式为多。随着锅炉炉水加氨、加联氨技术的推广以及凝结水精处理设施的增加，锅炉排污和精处理再生废水成为又一个氨氮废水来源。精处理再生废水以及大部分锅炉排污水一般会被收集到电厂工业废水处理系统，连同其他化学废水、机组废水一起处理。该系统由于只有pH调整和絮凝加药工艺，对氨氮实际就只有一个稀释作用，而并无处理能力。

近几年石灰石－石膏湿法脱硫以及SCR脱硝设施增加，日常运行中脱硝后多余的喷氨量会随烟气带入到脱硫吸收塔被洗涤，最终进入脱硫废水。一般4台600MW湿法脱硫机组至少有15t/h的废水量。同样，在脱硫废水处理工艺中目前也未考虑对氨氮的处理。此外，因脱硝增加的氨区和尿素区也会不定期产生少量的高浓度含氨氮废水，它往往被并入到工业废水处理系统，和精处理废水一样，氨氮指标得到了稀释。

综上所述，火电厂目前含氨氮的废水除了生活污水因有处理设置而能得到降解，其他废水中的氨氮的实际都没有处理措施。

表1是2011－2014年间浙江省内部分电厂废水处理设施出口或排放口氨氮的检测数据。

表12011 －2014年浙江省部分电厂氨氮检测数据mg/l

根据《污水综合排放标准》(GB 8978－1996)，氨氮一级排放标准为15mg/l。从表1可知，大部分电厂历年排口(总排或雨水)检测都能达到要求，个别有超标发生，可能当时有含氨氮废水泄漏到此。生活污水出水中有的厂个别年份偏高，主要和生活污水处理设施没有及时清理大修，风机等设施运行不到位，处理效果变差有关。可以看到，工业废水和脱硫废水的氨氮浓度波动较大，前者主要与机组有不定期启动或精处理再生操作相关，后者则与脱硝喷氨调控不稳定，有时氨过量有关。从浓度值看，这两种废水氨氮超一级标准的很普遍，而且脱硫废水会出现几百的高值浓度，工业废水出水氨氮浓度看似都不过百，但事实上由于废水处理系统中有多种废水混合集中处理，当其他废水量较大时，起到了稀释作用。

当前火电厂废水都尽量回用，如生活污水处理后或用于绿化，或进入工业回用水池，基本全部回用。而脱硫废水和高盐工业废水是回用的难点，目前处理后虽用到冲渣、输煤、灰搅拌增湿等，但还是存在回用不完或水质达不到用户要求而需要排放的问题，如果氨氮浓度不能稳定在15mg/l以下，排放口超标的隐患始终存在，很难实现废水零排放。

2 废水中氨氮的处理方法

废水氨氮的主要处理方法有生物法和物化法，近年来针对高浓度氨氮废水(氨氮500mg/l以上)也有采用物化、生化联合法。

2.1 生物脱氮技术

生物脱氮是利用硝化菌和反硝化菌的生理功能将NH4

+－N转化为N2。生物脱氮的工艺成熟，其处理效果稳定，但需要厌氧、好氧等工艺流程，要求有足够停留反应时间，如果水量大则池体占地多。而且生物脱氮一般适用于低浓度、可生化性好的废水，如果废水中氨氮浓度高或含有毒物或生化性差，则需先行物化处理或者要外加碳源，这样整个流程就显复杂。

2.2 物理化学处理技术［1］

2.2.1 吹脱法

吹脱法是将废水调至pH为11左右，使废水中的氨氮多数以游离氨(NH3)形式存在，然后在吹脱塔中通入空气或蒸汽，经过气液接触将废水中的游离氨吹脱出来，氨气经吸收塔吸收后生成副产品硫酸铵或氨水，实现资源回收。该处理通常用于高浓度氨氮废水的处理，效果稳定，操作简单，适用性强，但采用蒸汽或空气，气液比高，能耗较大。

2.2.2 离子交换法

2.2.3 折点氯化法

折点氯化法是在适当pH下，向废水中通入Cl2或NaClO，废水中的NH3－N被氧化成氯胺后，再氧化分解成N2气体。Cl2达到一定程度时NH4+浓度达到最低点，这一点就是折点。折点氯化法适用于处理低浓度氨氮废水，处理效果稳定，投资较少，但运行费用高，副产物会造成二次污染。

2.2.4 沉淀法

2.2.5 膜分离法

膜分离法有反渗透法、电渗析法和膜吸收法等，即在一定压力下浓缩回收废水中的氨或硝酸盐。但膜吸收法存在膜渗漏问题，电渗析和反渗透膜选择性差、膜污染、运行成本高等是限制膜分离法应用的重要因素。

2.2.6 其他新型方法

除了上述较常见方法，近几年针对有毒或高浓度废水处理也产生诸如高级氧化(光催化)处理、新型生物脱氮等方法。高级氧化是利用反应产生的羟基自由基，使水中难降解的有机物或对生物有毒的污染物彻底矿化，转化为可生化物质。(·OH)可用光催化技术，比如用二氧化钛受紫外光照射后产生，由于用到贵金属比较昂贵。新型生物脱氮主要有短程硝化反硝化、生物膜－SBR法、厌氧氨氧化脱氮等，一般是在原有生物处理基础上优化温度、DO控制或富集菌群来提高处理效率。

3 火电厂氨氮废水处理可选择工艺

从火电厂目前废水水质情况看，氨氮废水主要来源于化学精处理废水、脱硝氨区(尿素区)废水以及脱硫废水。一个4×600MW机组的电厂，三项废水一般水量小于25t/h(脱硫废水占到70%)，脱硫废水属于连续废水，其他两者则是周期性或不定期来水，一般出现极端氨氮浓度也在2000mg/l以下。针对这样的水量和水质特点，在上述的工艺中吹脱法、沉淀法、光催化、膜法处理都是可以选择考虑的。但废水处理工艺选择除了本着处理效果好、易于操作、少二次污染、最好能资源化回收的原则，低能耗、低成本也是很重要的考虑因素。这样看来，这些工艺也存在利弊，如吹脱法的气液比高带来的能耗高问题，沉淀法和光催化法因用到沉淀剂和贵金属，致使成本偏高，膜法的维护成本也很高。

因此，当前氨氮废水处理从技术和经济两方面同时很令人满意的选择几乎没有。对电厂而言，治理是必须的话，就需要进一步对几类废水水量水质进行细致摸底，结合治理成本的测算，运维管理水平来选择相对适合的工艺。比如在表1中也看到部分电厂脱硫废水氨氮一直能保持一个较低水平，可能在脱硝喷氨调控中比较有把握，鉴于其水量，如果在治理中可不将其作为主要处理对象，那处理水量大大减小，成本稍高的工艺还是可以接受。火电厂化水处理中反渗透、电渗析等使用目前很普遍，运行水平经验不缺乏。现在很多废水零排放可研中多会采用正渗透、反渗透和蒸发结晶系列工艺处理，膜法成为其中一个子工艺，氨氮和其他离子同时被去除，最后浓水也有出路，自然是再好不过。针对氨氮废水，目前一些治理厂商也在进行工艺优化，除了提高处理效率，降低能耗和成本也是一个重点。笔者了解到目前有些主推吹脱法工艺的厂商，通过同时加入脱氨助剂将废水中的铵盐和有机氨最大限度的转化成游离氨，并辅以适当光波氧化，使得吹脱法气液比可降低，氨气回收利用率达到99%，大大降低了能耗。此外，如果水量不大，通过前部简单物化处理，比如沉淀法，使废水浓度先略下降，再并入电厂已有生活污水处理设施进行生物处理，这种多级分步实施也可以作为一个思路。

4 结语

氨氮指标作为废水“十二五”减排指标，目前越来越受到火电厂的重视。连续几年的跟踪检测表明，火电厂目前一些废水处理设施出口以及排放口氨氮的检出率有很大的增加，有些浓度还较高。分析火电厂氨氮的来源和讨论处理的可行性很有必要。虽然处理氨氮废水的处理方法有多种，但是目前还没有一种能够兼顾流程简单、投资省、技术成熟、控制方便以及无二次污染等各个方面。如何经济有效地处理火电厂氨氮废水，需要电厂结合本厂实际，从水量和水质细致摸底，不拘泥于一种处理思路，最大化实现环境效益。

［1］姜瑞，曾红云，王强.氨氮废水处理技术研究进展［J］.环境科学与管理，2013，38(6):131

［2］罗龙海.高浓度氨氮废水处理技术研究进展［J］.四川化工，2011 (6):38－42.

［3］张勤，杨彬彬，潘水秀，等.MAP法处理高浓度氨氮废水技术研究进展［J］.四川环境，2010，29(5):93－97.

［4］李锐，何世德，张占梅，等.火电厂废水处理新设备的应用［J］.电力环境保护，2008，24(6):1－3.

［5］杨洁，姜梅，张得君，等.中水回用于火电厂循环水存在问题探讨［J］.电力科技与环保，2011，27(2)38－41.

Source and treatment possibility of thermal power plant ammonia nitrogen wastewater

Sources of thermal power plant ammonia nitrogen wastewater are introduced，which are mainly known as life waste water，FGD waster water and chemical refine－treatment waster water.Analyzing data of different waster water from powerplants in province shows the range of the ammonia nitrogen concerntration.Through the comparision of different treatment ways，like biological，ion－exchange，membrane，chlorine addition and etc，some are considered to be selectable for power plant application.For better effect，multimethod used maybe a good suggestion.

thermal power plant;ammonia nitrogen wastewater;treatment method

X703.1

B

1674－8069(2016)04－016－03

2016-01-26;

2016-02-10

乐园园(1971-)，女，上海人，高级工程师，主要从事电力环保监督工作。E－mail:523851578@qq.com