火力发电厂废水零排放处理分析

文_朱斌 张伟 高峰 神华国华永州发电有限责任公司

1 废水处理中的困难

现在的大型火力发电厂在消耗大量用水的同时产生各种类型的废水，这些废水中分别含有固体、有机、有毒、生物、酸碱及其它不同类型的污染物，不同类型污染物的处理要求、工艺也不相同。由于火力发电厂废水处理的现状以及越来越严格的环保要求，造成火力发电厂存在废水量大、工艺复杂、排放标准和投资成本高等一系列问题，一直困扰着各个火力发电企业。而现在火力发电厂对废水的处理更多只是停留在部分回收、达标排放的阶段，很难做到废水零排放。

2 废水综合处理的方法

从火力电厂化学废水产生来看，可包括经常性排水和非经常性排水2 种。经常性排水包括锅炉补给水处理再生废水、化学试验室排水、凝结水精处理再生废水、脱硫废水等；非经常性排水包括锅炉化学清洗废水、空预器冲洗废水、机组启动时排水等。不同种类的废水需采用不同的工艺区处理：废水处理过程中，对仪表、人工取样等的排水，可直接设置单独的回收装置，不需处理就可直接回收利用，降低污水处理的量；对主要含固体污染物的废水，如含煤废水等，可通过平流沉淀、微孔陶瓷过滤，澄清后的废水用于对水质要求不高的部位（煤场喷洒、冲洗）等；对含有有机污染物、生物污染物的废水，可通过生物氧化、过滤、消毒等处理方法，降低污染物的含量，经澄清后用于现场的绿化、冲洗等；对含有低浓度的酸碱污染物、低浓度的含盐污染物的废水，通过絮凝、沉淀、澄清、中和、过滤等方式进行处理，处理后的水回收利用到一般水质要求的部位；对于含盐浓度大，成分难以去除的废水，如脱硫废水等，可采用浓缩、干蒸等方法，实现固液分离，分开处理。

本文将通过国内某一在建2×1000MW 机组的大型火力发电厂全厂废水综合处理的设计理念，来探索火力发电厂进行废水零排放治理的合理方案。

3 废水零排放的应用

3.1 机组介绍

该火力发电厂位于湖南中部地区，锅炉采用超超临界压力燃煤直流锅炉，一次中间再热、平衡通风、固态 排渣、露天布置、全钢架悬吊结构；汽轮机采用高效超超临界、一次中间再热、九级回热、单轴、四缸四排汽、纯凝式汽轮机；配套设计有脱硫、脱硝、除尘和废水处理设备。

该机组锅炉补充水处理系统水源为湘江经净化处理后的地表水，采用超滤、反渗透、离子交换一级除盐的方案，循环冷却水采用冷却塔冷却，循环水设计浓缩倍率为5.5。

3.2 废水来源

3.2.1 锅炉补给水系统

超滤装置、反渗透过滤器、反渗透装置运行中会定期进行反洗，反洗排出的废水；反渗透装置运行后产生的浓排水；离子交换器再生时产生的排水。

3.2.2 循环水排污水处理系统

循环水排污水进行处理时，超滤、反渗透装置反洗排水；反渗透装置运行产生的浓排水；离子交换器再生排水。

3.2.3 精处理系统

精处理前置过滤器反洗排水以及精处理混床再生再生时产生的排水，这些废水中经常含有氯、硅、铁的杂质。

3.2.4 脱硫废水

脱硫系统正常运行时，为降低塔内浆液中的Cl-1 含量而持续排放的废水。

3.2.5 其它废水

空预器冲洗、锅炉排污等产生的废水；含煤系统冲洗产生的废水，生活废水等。

3.3 处理方案

3.3.1 废水分类处理

将生产过程中现场产生的主要废水按照废水中含有杂质和处理工艺的不同分类进行处理，废水处理流程如图1 所示。

图1 火力发电厂废水处理流程

在锅炉补给水和循环水排污水处理过程中，超滤装置、反渗透过滤器、反渗透装置反洗排水，锅炉补给水及精处理再生时排出的淡水，前置过滤器反洗排水、空预器及烟气侧冲洗排水、机组排水槽来水，这些水中含有的杂质和盐分易于处理，均排至到工业废水池集中存储和处理；锅炉补给水和循环水排污水处理过程中，反渗透装置运行中排出的浓排水，这部分水的水质能满足脱硫系统用水要求，故直接排入脱硫工艺水箱中，作为脱硫工艺水的补充水源；锅炉补给水和精处理混床再生时排出的浓水，里面含有氨氮等难于处理的高浓度离子，这部分水排入到脱硫废水处理系统中处理；全厂的生活污水则通过生活污水池进行存储后集中通过生活污水站进行处理；煤场冲洗时的含煤废水，主要是含有煤粉等机械性的杂质，通过絮凝沉淀后，可直接回收利用，用于煤场的喷洒和冲洗。

3.3.2 采用合适的废水处理工艺

3.3.2.1 工业废水处理工艺

工业废水主要来自空气预热器和锅炉烟气侧冲洗排水，处理时先通过曝气氧化调节PH 值，使废水中产生大量吸附能力强的Fe(OH)3絮状物，能起到较好的除铁质悬浊物的效果，反应方程式为：然后在澄清池内添加絮凝剂、助凝剂进行絮凝、沉淀、澄清，在中和池调节水质、过滤后水质达到回用标准，进行回收利用，流程如图2 所示。

图2 工业废水处理流程图

3.3.2.2 生活污水处理工艺

生活污水在处理工艺上，选择国内生活污水处理主流的A2/O生物氧化方法（即厌氧-缺氧-好氧法）。在厌氧池内，释放废水中的磷，同时对部分有机物进行氨化。在缺氧池内，主要是进行脱氮，在缺氧条件下，硝酸氮在反硝化菌的代谢作用下转化形成有机氮化合物，或异化分解形成气态氮。在好氧池内，进一步降解，硝化菌将污水中存在的氨氮转化为硝酸盐氮，同时聚磷菌利用在厌氧条件下产生的动力进行过度吸磷，实现去除BOD、硝化和吸收磷。生活污水处理的工艺流程如图3 所示。

图3 生活污水处理流程图

经处理合格的生活污水，达到国家综合污水排放标准后，再经澄清、过滤、消毒后作为厂区道路冲洗、绿化及冲洗之用。

3.3.2.3 脱硫废水处理工艺

该电厂对脱硫废水处理的工艺主要是通过采用深度预处理、加热、浓缩、蒸发、结晶、干燥等步骤，其中加热干燥的气源采用省煤器出口的烟气，将浓盐水干燥成为结晶盐后实现固化，干燥过程中产生的冷凝水及蒸馏水收集后作为冷却塔补水。

4 废水处理结果

该火力发电厂生产中产生的含煤废水、生活污水、工业废水、脱硫废水等经有效处理后进行了回收利用，实现了零排放，不仅改善了环境，也提高了经济效益。

5 结语

加快火力发电厂废水零排放处理,不但可以解决废水排放的问题,而且可以使水资源得到循环利用,减少水源的浪费。根据电厂产生的废水中含有不同的成分和处理难度分开存储，实现废水处理的减量化。处理过程中根据各种废水处理难度的不同，选择合理的处理工艺进行综合处理后，能达到火力发电厂废水零排放的目标，能为国内火力发电厂进行废水零排放提供可行的参考方案。