火电厂废水零排放解决方案

在火力发电厂过程中，水是循环使用的，水除用于汽水循环系统传递能量外，还用于很多设备的冷却和冲洗。电厂废水、污水来源不同，废水的种类也略有差异，一般来说，火电厂废水包括工业废水、冲灰水、生活污水等。

火电厂废水的种类

1、电厂工业废水

电厂工业废水是电厂内排放的总排废水，包括有工业冷却水排水、化学水处理系统酸碱再生废水、过滤器反洗废水、锅炉清洗废水、输煤冲洗、除尘废水、含油废水、冷却塔排污废水等。不同的工段，所排出的废水种类不同，污染物也不同，含量以及排量都不固定，此类废水中污染物有：悬浮物、油、有机物和硫化物等，这类废水处理起来难度偏大。

2、电厂冲灰水

冲灰水是火电厂、燃煤电厂的主要污染源之一，一般是指用于冲洗炉渣和除尘器排灰的水，一般经灰场沉降后排出。冲灰水约占全部废水量的40%~50%，冲灰水中的污染物种类及其含量受煤种、燃煤方式及除尘方式影响较大。燃煤电厂的冲灰水超出标准的主要指标是PH值、悬浮物、含盐量和氟等，个别电厂还含有重金属等污染物。

3、电厂生活污水

火力发电厂内，生活污水约占电厂总需水量的10%左右，生活污水中的污染物成分较复杂，主要为生活废水，其数量、成分和污染物与电厂居民的生活习惯，用水量有关。

火电厂废水的特点

1、不同排放来源的废水，水质水量差异很大，电厂废水的种类较多；

2、废水中的污染成分以无机物为主，有机污染物主要是油；

3、电厂废水间断性排水较多。

电厂废水的危害

火电厂废水的危害主要是PH值及悬浮物超过排放标准，酸洗废水则由于酸洗和纯化介质的不同，废水中含有HF、硫酸根、氢氧化氮等有毒有害化学成分。这类含有各种污染的废水排入水体后，不但使水中原有物质组成发生变化，而且污染物还参与了能量和物质的转化与循环过程，破坏水资源，损害水生生物资源，危及工农业生产。

火电厂废水零排放解决方案

1. 火电厂废水零排放方案

举例某火电厂总废水量245m³/h。化学水处理水源由循环水排污水供给（120m³/h），脱硫废水水源由循环水排污水和废水处理后回用水供给（240m³/h），化学再生后酸碱水调整合格后供捞渣系统和输煤系统，水塔为开式循环冷却水塔，含煤废水和生活污水处理后回用。
在实现废水零排放项目中有2个难点：
1）循环水排污水（水质分析见表1）。

排污水量大，正常情况下排水量在600m³/h左右，去除化学回用、工业回用和脱硫等系统回用，还有220m³/h无法回用，溶解性固体（TDS）质量浓度1.5~3g/L，直接进行蒸发浓缩、结晶处理时，设备运行经济性差，投资成本巨大。故需要增加循环水旁路处理设备，对循环水进行除盐处理后回用至循环水，提高循环水浓缩倍率，降低循环水排污量和补水量。
2）脱硫废水。水量25t/h，pH为6~9,COD为90mg/L。TDS的质量浓度高达25~40g/L，不能

回用。通过水质分析（见表2）可知，水质中钙、镁、氟等离子处于过饱和状态，具有严重的结垢倾向，同时水中还含有大量重金属。处理过程中要先经过深度软化，然后进入蒸发结晶系统，净水进行回用，固体盐分外运。

2. 循环水处理方案

循环水排污水量大，且火电厂内无法全部消耗，因此，为实现废水零排放必须提高浓缩倍率，降低循环水的排放量，并增设旁路处理装置，将循环水排污水进行除盐处理然后补充回循环水，同时旁路装置产生的浓水进入蒸发结晶装置进行处理。
循环水旁路处理工艺流程见图1。

1）石灰澄清加过滤处理系统。通过预处理系统，可去除大部分的碳酸盐碱度，有机物可去除25%左右，硅化物去除30%~50%，降低TDS的含量。循环水排污水中含有大量的有机物和胶体物质。处理过程投加大量絮凝剂后，通过石灰加药澄清池后可以去除大部分悬浮物，为后续多级多介质过滤器和超滤分担压力。

2）低压反渗透处理系统。超滤+反渗透双膜技术在处理循环水排污水领域有很多应用实例。但聚合氯化铝（PAC）投加量将非常大（正常原水的30~40倍），原因主要是循环水中投加了大量的有机高分子缓蚀阻垢剂，使浓缩后的循环水排污水的水质呈稳定状态，从而抑制了后续投加PAC的絮凝效果。

3）高压反渗透系统。低压反渗透淡水回收入循环水补水系统，浓水进入高压反渗透系统，通过高压发渗透系统将浓水进一步除盐，淡水同样回收入循环水补水系统，浓水浓缩到TDS的质量浓度80g/L，浓水水量由原来的220m³/h降至5~7m³/h,输送到脱硫废水处理系统的浓缩单元。

3. 脱硫废水处理方案

通常，脱硫废水处理系统采用中和+絮凝+沉降+澄清等常规处理工艺，以降低脱硫废水的浊度、重金属和部分硬度，但废水的含盐量没有明显降低，处理后无法回用，排放后对生态影响较大。
脱硫废水零排放系统主要包括4个处理单元，即脱硫废水预处理单元、盐水浓缩单元、结晶单元和固体废弃物处置，其工艺流程见图2。

1）预处理单元。采用石灰处理+混凝澄清+碳酸钠软化+混凝澄清工艺，在实现常规处理的目标的同时，最大限度的去除水中的Ca2+、Mg2+、SO42-、F-硅等结垢因子和重金属，出水水质基本消除了结垢倾向。由于采用深度预处理，在前期水处理药剂投加量较大，同时产出大量污泥，故还需增加污泥浓缩系统。
2）盐浓缩单元。脱硫废水通过蒸发器进行浓缩后，浓盐水TDS的质量浓度上升到200~250g/L。浓缩后进入结晶系统，进一步浓缩到TDS的质量浓度为350~600g/L，得到结晶盐。
目前在高TDS含量废水浓缩技术有：多效蒸发技术（MED）、降膜机械蒸汽压缩蒸发技术（MVC）和正渗透技术（MBC）等。由于在前期深度预处理后，以上技术均可满足系统运行，故选择时主要考虑运行的经济性。几种主流技术经济性对比见表3。

高含盐废水的整个处理系统中，每增加1t废水设备投资费用将增加300万元左右。脱硫废水蒸发结晶系统为高含盐废水处理过程的主要耗能系统，为了降低投资成本和运行成本，在废水进入蒸发器浓缩前进入高压反渗透（DTRO）预浓缩系统，将脱硫废水TDS的质量浓度25~40g/L预浓缩到80~100g/L，降低进入蒸发器系统水量，提高运行效率。

3）盐结晶单元。结晶可采用多效强制循环蒸发结晶技术，强制循环机械蒸汽压缩蒸发结晶技术；在无占地限制区域也可采用自然晾晒结晶。

如果脱硫废水采用深度预处理，则可获得品质优良的工业盐，主要成分为NaCl，其质量分数50%~80%。其它成份为KCl、Na2SO4、K2SO4；如果脱硫废水采用常规处理，则所得混合盐成分复杂，其中CaSO4的质量分数30%~50%。
4）固体废弃物处置。固体废弃物主要包括来自废水预处理系统的污泥和结晶单元产生的结晶盐。预处理系统的污泥处置可以抛弃到灰场或送至垃圾填埋场处置。采用常规处理系统的结晶盐为黄色，含有有毒有害的重金属化合物，必须作为危险固体废弃物送专业的固废处理中心处置，处理成本约200~300元/t；采用充分软化的深度预处理，结晶盐为白色，品质较好，可作为工业盐销售，售价约为40元/t。

结论
针对火力发电厂实际运行情况，实现废水零排放需要提高循环水系统的浓缩倍率、增设循环水旁路处理设备，同时在末端的脱硫废水需要增设蒸发结晶系统。

电厂废水零排放解决方案优势

1、回收率高，产水水质高。

2、蒸发/结晶的负荷小。

3、停机运行稳定。

4、可承受进水水质波动。

5、有效控制有机物污堵及物理污堵。

6、有效控制由于钙硅结垢及金属沉淀。

7、废水零排放系统能耗小。