探析燃煤电厂废水零排放工艺的应用

孙奇斌

（山西京能吕临发电有限公司，山西 吕梁 033200）

一、废水产生量、处理量与废水回用量不匹配

废水系统建设初期做好分级利用的规划。所谓分级利用，是指根据用户对水质指标的要求，结合各类生产废水的主要污染指标，不用废水类型用于不同的终端用户。电厂生产系统中，大部分系统产生的废水无需经过深度处理可直接回用，如：1.超滤反洗排水及浓排水可直接回收至原水池，用于再次进入供水系统，以减少新鲜水补水量；2.反渗透浓排水可不经过深度处理用于灰渣拌湿、输煤皮带冲洗、灰硫工艺补水、地面冲洗水等；3.离子交换器再生排水可通过简单的酸碱中和用于灰硫工艺补水、灰渣拌湿、皮带冲洗地面冲洗；4.机组启动期间排水以及各类过滤器反冲洗排水，铁、悬浮物等各类杂质含量较高的水质，可通过混凝、沉淀、过滤、中和等方式处理后进行回用，可用于灰渣拌湿、皮带冲洗以及灰硫工艺补水。

二、电厂的废水处理系统应用难点及应对方式

因系统处理量小，缓存能量相对较差，无法将各类废水逐步分级利用，在遇到机组启动、设备反冲洗等情况时，废水消耗量与废水产生量不匹配，为了实现对废水最大限度的回收利用，往往通过延迟冲洗、反洗节点来实现废水的消耗量与产生量达到平衡。鉴于废水产生与回用的不匹配性，可考虑通过：

1.增大废水系统末端清净水池容积，以起到较好的缓冲作用；

2.对废水处理系统优化，减少不必要的设备运转，对于无需深度处理即可回收利用的废水，可直接进行回用，以减少废水处理系统的运行成本和压力。

3.采用先进的处理工艺，减少废水产生量。在科技飞速发展的今天，各类先进的水处理工艺和技术如雨后春笋般层出不穷，由初始的多介质过滤+阴阳床+混床到目前的超滤（纳滤）+多级反渗透+EDI 电除盐，先进的处理工艺替代了离子交换树脂，减少再生废水的产生以及酸碱消耗。

废水处理系统亦可采用先进的膜处理工艺，以提高废水处理系统末端水质指标，可提高废水的回收利用价值。

三、废水的分类存放和选择不同的终端用户

预处理系统混凝、沉淀产生的废水可回收至原水池，进行再次混凝、沉淀、过滤，进入生产水系统，减少新鲜补水量；

锅炉补给水系统的各类过滤器产生的废水建立独立的存放水池，在系统用户对悬浮物含量无过高要求时，可直接进行回用，如灰渣拌湿、皮带冲洗、地面冲洗等，亦可进行混凝、沉淀、过滤处理回收至生产水系统或用水水质相对较高的用户；

反渗透浓排水、离子交换器再生废水含盐量较高，无法回收至生产水系统，可通过酸碱中和的处理手段，用于对盐分无过高要求的用户系统，如灰渣拌湿、皮带冲洗等系统。

四、关于几种废水的来源、收集与回用流程

（一）预处理设备反冲洗废水

（二）锅炉补给水过滤设备反冲洗废水

（三）反渗透排水、离子交换器再生排水

（四）机组排水

五、废水回用原则

在电厂的生产流程中，水中各类悬浮物、可溶性固体含量是一个逐步积累增加的过程。悬浮物可通过混凝、沉淀、过滤等工艺除去，对混凝沉淀产生的污泥通过排泥系统进行压缩脱水，形成泥饼，统一处理，得到清澈度较高的产水，用于各类对水质要求相对较低的生产系统。而随着水分蒸发损失，盐类含量逐步升高。因此，对盐分含量较高的水源可用于灰渣拌湿及皮带冲洗，以消耗因水分蒸发损失而富集的盐分，进而达到生产系统水的用量和盐分平衡。不同类型的电厂，水量消耗和废水产生的方式存在很大差别，如：湿冷机组水量最大消耗用户是循环水的蒸发、排污，适当调整循环冷却水的浓缩倍率对湿冷机组的全厂用水量大小起到决定性作用；供热机组的废水产生量主要来源于锅炉补给水各类设备冲洗、清洗、反洗、再生产生的废水，合理调整各类设备的运行参数、反洗周期、再生频次，做好各类废水的综合回收利用，同时采用先进的除盐水制水工艺，可很大程度上减少废水的产生和酸碱消耗。

六、新工艺的应用与面临的困难

在水资源日益紧缺的今天，电力行业用水已逐步应用各类新工艺、新技术，以减少水资源的消耗。烟气脱水、脱硫废水零排放等项目在各电厂已逐步开始应用，然而，此类工艺的在实际的生产中仍存在一定局限性，由于工艺投入陈本、运营成本，短期内那一大范围得到推广。

（一）烟气脱水项目的应用及困难

火电厂中的烟气中携带大量水分，烟囱中袅袅白烟实际上是脱硫系统中带出的水蒸气。烟气脱水则是将脱硫后的烟气中携带的大量水分回收再利用的过程。该工艺在国内西北水资源紧缺的地区已得到实际应用。然而，由于从烟气中回收的水中盐分含量高，成分复杂，无法直接投入到水汽循环系统，需通过进一步的净化处理，而此类水质的净化处理难度大、工艺复杂，而且处理成本较高。从回收到利用，吨水成本达到二十到三十元不等，因此改工艺在水资源不是稀缺的地区短时间无法普及。要进一步减少水资源浪费，实现水的再循环、再利用，需从技术上革新，减少烟气脱水、回收再利用的成本。同时该工艺在试剂应用中还存在回收水温过高，需要对其进行冷却，该冷却系统的运行、维护也是导致其运营成本大的一个主要原因。

（二）脱水废水零排放工艺的应用及困难

在采用烟气石灰石-石膏湿法烟气脱硫火电厂中，脱硫废水的零排放始终是一个难题。脱硫废水成分复杂、盐分含量高，通过简单的混凝、沉淀过滤无法实现零排放。然而，随着环保压力日趋紧迫，越来越多的火电企业逐步投入对脱硫废水的治理和零排放的投入。

脱硫废水预处理系统主要工艺流程：

脱硫废水→曝气调节池→预沉池→一级高效澄清器→中间水箱1 →二级高效澄清器→中间水箱2（预留多介质过滤器）→超滤→超滤产水箱→离子交换器→中间水箱3；

膜浓缩主要工艺流程：

纳滤系统（浓水回流至曝气调节池）→纳滤产水箱→反渗透系统（浓水至结晶器进水水箱）→回用水箱→化学水处理系。

排泥系统主要工艺流程：

预沉池沉淀污泥及混凝澄清排泥→排泥泵→浓缩池→污泥泵→板框压滤机→泥饼.

1.曝气调节池。曝气调节池的主要作用是调节水质、水量以及氧化脱硫废水中的亚硫酸根离子。

2.预沉池。预沉池的主要作用是去除脱硫废水中大部分悬浮物质；

3.高效澄清系统。高效澄清系统主要去除废水中的钙、镁离子、悬浮物、重金属、氟离子、有机物等。包括一级高效澄清器和二级高效澄清器；

4.污泥脱水系统（包含浓缩池）。污泥脱水系统主要实现泥水分离，滤液回流至曝气调节池，泥饼外运；

5.超滤系统。超滤系统主要功能是去除水中的胶体、悬浮物等，保护后续的NF 和RO 系统；

6.结晶、干燥、打包系统。

结束语

反渗透浓水在结晶器内经蒸发浓缩和脱水后生成含水率低于3%的氯化钠结晶盐，结晶盐经干燥机进一步脱水后，产生满足质量要求的结晶盐产品，结晶器蒸发产生的工艺蒸汽经冷却水冷凝后与反渗透产水混合后作为产品水回用。

然而脱硫废水零排放系统的运营、维护及首次投入成本较高，在火电企业的日常运作中，带来一定负担，同时脱硫废水零排放工艺未得到全面普及，部分工艺及设备应用还未摸索到最优方式。