劉建松

(余姚市環(huán)境保護(hù)局，浙江 余姚 315400)

探析工業(yè)廢水“零排放”技術(shù)及成效

劉建松

(余姚市環(huán)境保護(hù)局，浙江 余姚 315400)

我國一些重點(diǎn)排污企業(yè)實(shí)現(xiàn)了工業(yè)廢水的零排放，本文簡(jiǎn)述工業(yè)廢水零排放項(xiàng)目的運(yùn)行情況，重點(diǎn)簡(jiǎn)述了中國首例零排放項(xiàng)目—廣東河源電廠的廢水零排放工程的零排放技術(shù)，開發(fā)末端脫硫廢水的蒸發(fā)結(jié)晶處理系統(tǒng)以及結(jié)晶鹽和廢水污泥的綜合利用技術(shù)，為以后相關(guān)企業(yè)實(shí)施零排放項(xiàng)目提供了寶貴的經(jīng)驗(yàn)。

工業(yè)廢水；零排放；結(jié)晶鹽；廢水污泥

國家對(duì)工業(yè)廢水排放的標(biāo)準(zhǔn)要求越來越高，不管是正在發(fā)展的中小型企業(yè)還是資金雄厚的國有大型企業(yè)對(duì)工業(yè)廢水的處理水平要求更高?，F(xiàn)在水處理行業(yè)的必然趨勢(shì)是精細(xì)化的生產(chǎn)方式取代原有的粗放擴(kuò)張的生產(chǎn)方式。全國產(chǎn)生了很多工業(yè)廢水“零排放”技術(shù)，我國首例零排放項(xiàng)目是廣東河源電廠的廢水零排放工程，還有鶴煤熱電廠廢水零排放工程，三水恒益發(fā)電廠零排放項(xiàng)目等等，專家結(jié)合國外大量相關(guān)項(xiàng)目的實(shí)施進(jìn)行調(diào)研，經(jīng)過自己不斷試驗(yàn)和努力終于建成國內(nèi)幾個(gè)電廠廢水零排放工程項(xiàng)目，對(duì)我國環(huán)境保護(hù)起到了積極的作用。

1 工業(yè)廢水零排放的簡(jiǎn)介及特點(diǎn)

零排放技術(shù)是把結(jié)晶工業(yè)廢水內(nèi)的溶解物提煉出，將處理后的水資源在工藝流程或其他方面使用。廢渣常用的處理方式有蒸發(fā)塘和填埋，但是工業(yè)廢水零排放對(duì)廢渣有跟高的處理要求。通常情況下零排放工藝排出的廢渣溶解性非常強(qiáng)，如果直接填埋而不加以處理就會(huì)對(duì)環(huán)境造成二次污染。像煤化工產(chǎn)生的副產(chǎn)品雜鹽的成分非常復(fù)雜、產(chǎn)量又非常大，現(xiàn)在沒有很好的處置方式。不僅解決了結(jié)晶后的廢渣處理問題，還能產(chǎn)生效益，這對(duì)單位的經(jīng)濟(jì)發(fā)展產(chǎn)生積極的作用，也可以彌補(bǔ)零排放處理設(shè)備的高成本給單位帶來的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)[1]。

在我國現(xiàn)行的政策下，沒有強(qiáng)制性要求工業(yè)企業(yè)廢水實(shí)行零排放，環(huán)境監(jiān)察單位對(duì)污染企業(yè)收取較低的排污費(fèi)對(duì)工業(yè)廢水處理的發(fā)展不利。強(qiáng)制性政策不足，排污企業(yè)只是追求經(jīng)濟(jì)和資源的最優(yōu)化配置，而且工業(yè)廢水零排放項(xiàng)目的實(shí)施需要投入大量的科研和設(shè)備以及人員的經(jīng)費(fèi)，只有一些又責(zé)任的企業(yè)才投放工業(yè)廢水零排放項(xiàng)目。

2 工業(yè)廢水零排放的實(shí)例

2.1 廣東河源電廠的零排放項(xiàng)目

廣東河源電廠廢水零排放工程是國內(nèi)首例真正的工業(yè)廢水零排放項(xiàng)目。廣東河源電廠的環(huán)評(píng)要求是項(xiàng)目運(yùn)行時(shí)河源電廠不能有廢水的排放口，廢水必須零排放。河源電廠在國內(nèi)外做了大量的調(diào)研工作，項(xiàng)目實(shí)施后，河源電廠真正達(dá)到工業(yè)廢水零排放。零排放系統(tǒng)設(shè)計(jì)處理水量為22m3/h。2009年12月18日正式投入生產(chǎn)[2]。

燃煤電廠廢水有經(jīng)常性和非經(jīng)常性的廢水。經(jīng)常性廢水是日常生產(chǎn)產(chǎn)生的廢水；非經(jīng)常性廢水是機(jī)組大修和小修期間產(chǎn)生的廢水。河源電廠的循環(huán)冷卻水系統(tǒng)，廢水量、廢水種類以及主要污染因子如下。

表1 廣東河源電廠廢水種類

由表1可以看出，當(dāng)循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的濃縮倍率是10倍時(shí)，河源電廠的兩臺(tái)機(jī)組的經(jīng)常性廢水量約為165～244m3/h，廢水種類多，廢水量大。

2.2 三水恒益發(fā)電廠的零排放項(xiàng)目

三水恒益電廠機(jī)組的容量為2×600WM。采用的是來自美國J&Y公司生產(chǎn)的零排放系統(tǒng)技術(shù)：使用的是兩級(jí)臥式VM+C、兩級(jí)臥式MED的蒸發(fā)結(jié)晶工藝，它的常規(guī)處理工藝無預(yù)處理系統(tǒng)，可以處理堿廢水、樹脂再生酸和脫硫廢水。

運(yùn)行情況如下：

(1)用臥式的薄膜蒸發(fā)器+機(jī)械蒸汽壓縮的循環(huán)工藝，產(chǎn)生低能耗；

(2)沒有安裝只能去除懸浮固體深度的預(yù)處理系統(tǒng)，生產(chǎn)的產(chǎn)品是復(fù)雜混合鹽，把產(chǎn)生的固體廢棄物運(yùn)送到專業(yè)固廢的處理中心進(jìn)行處理，處理成本約800元/t；

(3)廢水到一級(jí)v蒸發(fā)器蒸發(fā)，其回收率是進(jìn)水總量的70%～80%，假設(shè)處理20m3/h，一級(jí)vMc出來的廢水量?jī)H有4～6m3/h；

(4)因?yàn)榈秸舭l(fā)系統(tǒng)廢水前沒有經(jīng)過軟化，就會(huì)導(dǎo)致結(jié)垢的現(xiàn)象嚴(yán)重，每周要用小型酸堿清洗來除垢，每月進(jìn)行一次大型的酸堿清洗除垢。

2.3 鶴煤熱電廠零排放項(xiàng)目

鶴煤熱電廠的工業(yè)廢水主要由灰渣系統(tǒng)廢水、化學(xué)系統(tǒng)廢水、循環(huán)排污水、沖洗煤水廢水、生活污水、其他工業(yè)用水系統(tǒng)廢水組成。根據(jù)廢水水質(zhì)和使用不同，本廠運(yùn)用不同的處理和回用方式，實(shí)現(xiàn)了廢水零排放[3]。

2.3.1 循環(huán)排污水與化學(xué)系統(tǒng)廢水

鶴煤熱電廠把要處理的廢水集中在廢水曝氣塔內(nèi)，攪拌曝氣來減少水的耗氧量，加入二氧化氯去除水中的有機(jī)物，然后經(jīng)調(diào)節(jié)pH、混凝、澄清、過濾處理后回用。污泥濃縮脫水后成為泥餅后運(yùn)往廠外。

2.3.2 灰渣系統(tǒng)的廢水和生活污水

鍋爐內(nèi)的灰渣經(jīng)水送到脫水倉。脫水后，灰渣可以進(jìn)行綜合的利用，水經(jīng)過沉淀后回用。廠區(qū)的衛(wèi)生、食堂等設(shè)備產(chǎn)生生活污水，其COD、BOD以及懸浮物的量很高。生活污水使用厭氧/好氧(A/O)工藝進(jìn)行處理。處理后的污水作為綠化水利用或達(dá)標(biāo)排放。

2.3.3 其他工業(yè)用水系統(tǒng)廢水

用在冷卻機(jī)組的轉(zhuǎn)動(dòng)潤(rùn)滑部分以及熱力系統(tǒng)取樣等位置，這些水和鍋爐定期排放、排水收集到廢水池內(nèi)、用水泵回收至循環(huán)水系統(tǒng)重復(fù)使用。

3 廢水、廢水系統(tǒng)的零排放關(guān)鍵技術(shù)

3.1 廢水零排放系統(tǒng)運(yùn)行

河源電廠廢水含有的雜質(zhì)很多種類，有循環(huán)冷卻水系統(tǒng)，冷卻塔濃縮排污水需要處理后重新使用。根據(jù)排除廢水的特點(diǎn)和現(xiàn)在成熟廢水處理工藝，如果重新利用廢水，必須構(gòu)建以“循環(huán)利用、梯級(jí)使用、一水多用”結(jié)構(gòu)的廢水零排放處理系統(tǒng)。補(bǔ)充冷卻塔的水是處理后的生活污水、設(shè)備冷卻水等；補(bǔ)充脫硫系統(tǒng)的工藝中的水可以用冷卻塔的排污水，污水脫硫系統(tǒng)后是脫硫廢水；脫硫廢水是電廠內(nèi)的末端廢水，預(yù)處理后分離里面的污泥，鹽分分離可以采用蒸發(fā)結(jié)晶處理技術(shù)，產(chǎn)生的凝結(jié)水可以回到冷卻塔內(nèi)，形成了“循環(huán)利用、梯級(jí)使用、一水多用”結(jié)構(gòu)的廢水零排放處理系統(tǒng)。

3.2 廢水零排放的關(guān)鍵技術(shù)

3.2.1 循環(huán)冷卻水的極限濃縮倍率技術(shù)

循環(huán)冷卻系統(tǒng)中濃縮排污水量一定要控制在80～90m3/h這樣才能達(dá)到水量平衡的效果，根據(jù)濃縮排污水量可以推出濃縮倍率在10左右。要做高濃縮倍率的模擬試驗(yàn)，找到合理的藥品、嚴(yán)控循環(huán)水的水質(zhì)指標(biāo)，減少結(jié)垢和腐蝕的產(chǎn)生。根據(jù)相關(guān)試驗(yàn)結(jié)果，合理挑選藥劑、調(diào)節(jié)合理的循環(huán)水濁度下，當(dāng)加藥濃度到達(dá)某個(gè)值的時(shí)候，其循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的濃縮倍率(以氯離子或堿度計(jì))控制在10.5以下，可以控制其結(jié)垢和腐蝕[4]。

河源電廠的環(huán)冷卻水系統(tǒng)設(shè)計(jì)了旁流安裝過濾裝置；旁流過濾器的容量跟冷卻塔補(bǔ)水的水質(zhì)以及冷卻塔周圍的空氣質(zhì)量有關(guān)；旁流過濾器的反洗廢水中含有很多懸浮物的污染物，鹽含量跟循環(huán)水水質(zhì)相當(dāng)，然后到電廠工業(yè)廢水的處理系統(tǒng)進(jìn)行處理。在循環(huán)水系統(tǒng)中加入殺菌劑、緩蝕劑與阻垢劑，生產(chǎn)中時(shí)刻監(jiān)測(cè)藥品濃度和水質(zhì)的指標(biāo)，藥品濃度要高于標(biāo)準(zhǔn)值，嚴(yán)格控制水質(zhì)指標(biāo)的范圍。如果循環(huán)水的鹽度、硬度、硅含量或者氯離子含量與標(biāo)準(zhǔn)值比較接近，可以將處理后的水輸送到水池中重復(fù)使用，補(bǔ)充缺少的水量來保證循環(huán)系統(tǒng)沒有結(jié)垢和腐蝕。

3.2.2 開發(fā)末端脫硫廢水的蒸發(fā)結(jié)晶處理系統(tǒng)

確保整個(gè)系統(tǒng)的安全運(yùn)行，石膏—石灰石濕法的脫硫系統(tǒng)必須定時(shí)排一些廢水才能正常運(yùn)行，這個(gè)稱為脫硫廢水。脫硫廢水是全系統(tǒng)的最后產(chǎn)生的廢水，pH是5～6，但是鹽的含量是25000～55000mg/L，廢水中有Cl-、過飽和亞硫酸鹽、懸浮物、重金屬與硫酸鹽等，此廢水容易結(jié)垢，有很強(qiáng)的腐蝕性。運(yùn)用常用的工藝處理以后，采用常規(guī)工藝處理后，排放的污水達(dá)標(biāo)有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，可是這個(gè)廢水的硬度很高、Cl-沒有減少，有很強(qiáng)的腐蝕性，不能直接重復(fù)利用，必須經(jīng)過外排或者是加入粉煤灰來調(diào)節(jié)濕度。國內(nèi)外還沒有先例將脫硫的廢水輸送到前端的設(shè)備繼續(xù)使用。必須去除廢水中氯離子濃度和硬度的濃度，以免設(shè)備結(jié)垢或者受到腐蝕，只有解決這個(gè)問題，脫硫的廢水才能重復(fù)使用。河源電廠開發(fā)了 “多效蒸發(fā)結(jié)晶+二級(jí)預(yù)處理”脫硫廢水進(jìn)行處理工藝的先例，實(shí)現(xiàn)了鹽分和污泥的完全分離，污水經(jīng)過上述工業(yè)處理后水質(zhì)跟蒸餾水無異，通過管道回水至前端的處理工藝，整個(gè)過程無廢水排放，真正達(dá)到工業(yè)廢水零排放。

具體的運(yùn)行工藝原理是：設(shè)計(jì)含有曝氣處理過程的廢水的緩沖池，作用是讓廢水均勻混合，使后續(xù)的工序穩(wěn)定運(yùn)行。在一級(jí)反應(yīng)器內(nèi)加入石灰乳試劑，增加PH高于10.0，使Fe3+、Mg2+、Zn2+、Cu2+、Ni+、Cr3+等重金屬離子經(jīng)過化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生出難溶于水的氫氧化物；例如，石灰乳試劑內(nèi)的Ca2+離子與廢水內(nèi)的F-離子產(chǎn)生反應(yīng)產(chǎn)生出難溶的CaF2；在一級(jí)反應(yīng)器內(nèi)要加入絮凝劑，作用是將廢水內(nèi)細(xì)小且分散的顆粒以及膠體物質(zhì)在容器內(nèi)發(fā)生反應(yīng)聚合成大的顆粒物；也要加入助凝劑可以變大較小的絮凝物，大的絮狀物更容易沉積。廢水經(jīng)過處理后產(chǎn)生的重金屬、絮狀物的廢渣在一級(jí)澄清器內(nèi)進(jìn)一步濃縮，然后脫水后外排污泥。

3.3.3 結(jié)晶鹽和廢水污泥的綜合利用

經(jīng)過處理后的結(jié)晶鹽與廢水污泥若不經(jīng)過處理，遇水后仍能對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重的。為避免這個(gè)情況的發(fā)生，可以將結(jié)晶鹽和廢水污泥制成產(chǎn)品加以使用是最好的解決方案。經(jīng)過試驗(yàn)，水泥、石灰等一些固化料和污泥按一定比例混合時(shí)制作成污泥，可以達(dá)到磚的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)；污泥磚經(jīng)過浸水的試驗(yàn)沒有金屬析出，可以達(dá)到環(huán)保的要求。污泥鹽分的含量較高，因此污泥磚只能在公園路面、圍墻等建設(shè)使用，不能在房屋建筑中使用。 結(jié)晶鹽也可以提煉純度高的產(chǎn)品，根據(jù)不同鹽分的特點(diǎn)，增加結(jié)晶鹽NaCl的含量比重，提取的結(jié)晶鹽符合二級(jí)工業(yè)鹽標(biāo)準(zhǔn)(GB/T5462-2003)，可以在作印染等行業(yè)中使用。

4 總 結(jié)

國家對(duì)工業(yè)廢水排放的標(biāo)準(zhǔn)要求越來越高，不管是正在發(fā)展的中小型企業(yè)還是資金雄厚的國有大型企業(yè)對(duì)工業(yè)廢水的處理水平要求更高?，F(xiàn)在水處理行業(yè)的必然趨勢(shì)是精細(xì)化的生產(chǎn)方式取代原有的粗放擴(kuò)張的生產(chǎn)方式。全國產(chǎn)生了很多工業(yè)廢水“零排放”技術(shù)，一些重點(diǎn)排污企業(yè)實(shí)現(xiàn)了工業(yè)廢水的零排放，本文簡(jiǎn)述工業(yè)廢水零排放項(xiàng)目的運(yùn)行情況，重點(diǎn)簡(jiǎn)述了中國首例零排放項(xiàng)目-廣東河源電廠的廢水零排放工程的零排放技術(shù)，開發(fā)末端脫硫廢水的蒸發(fā)結(jié)晶處理系統(tǒng)以及結(jié)晶鹽和廢水污泥的綜合利用技術(shù)，為以后相關(guān)企業(yè)實(shí)施零排放項(xiàng)目提供了寶貴的經(jīng)驗(yàn)。

研究表明，工業(yè)廢水實(shí)現(xiàn)零排放對(duì)我國環(huán)境的保護(hù)起到了關(guān)鍵的作用，經(jīng)濟(jì)發(fā)展的同時(shí)注重環(huán)境保護(hù)是可持續(xù)發(fā)展方針的最好解讀。零排放是先進(jìn)企業(yè)的對(duì)環(huán)境保護(hù)重大責(zé)任心的表現(xiàn)，我國也有很多成功工業(yè)廢水零排放的先例。國家要大力支持零排放項(xiàng)目的實(shí)施，要對(duì)更多工業(yè)企業(yè)項(xiàng)目做零排放的試驗(yàn)和實(shí)施標(biāo)準(zhǔn)，只有這樣零排放才能在我國越來越多的企業(yè)實(shí)行。

[1]章淵，吳鳳平.基于LMDI方法我國工業(yè)廢水排放分解因素效應(yīng)考察[J].產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)研究，2015，(06)：99-110.

[2]王元月，魏源送，張樹軍.厭氧氨氧化技術(shù)處理高濃度氨氮工業(yè)廢水的可行性分析[J].環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào)，2013，(09)：2359-2368.

[3]范小杉，羅宏.工業(yè)廢水重金屬排放區(qū)域及行業(yè)分布格局[J].中國環(huán)境科學(xué)，2013，(04)：655-662.

[4]趙建亮，方怡向，應(yīng)光國.工業(yè)廢水毒性鑒定評(píng)價(jià)方法體系的建議及其應(yīng)用示例[J].生態(tài)環(huán)境學(xué)報(bào)，2011，(03)：549-559.

[5]郭璇，唐翠梅，趙春彥.淺談國內(nèi)石化廢水深度處理回用技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀[J].環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展，2015，40(5)：75-77.

[6]官愛令，溫健麟，常艷群.生化與臭氧生物炭組合工藝處理反滲透膜生產(chǎn)廢水的研究[J].環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展，2016，41(2)：165-167.

[7]鄧晨輝，朱盈喜，吳偉，梁蘇岑，陳勇.膜蒸餾技術(shù)處理低放射性廢水研究現(xiàn)狀與應(yīng)用展望[J].環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展，2016，41(4)：139-142.

[8]劉輝，盧清峰，李麗珍，等.關(guān)于玉米發(fā)酵酒精廢水處理技術(shù)綜述[J].環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展，2015，40(1)：189-190.

Analysis on the Technology and Effect of “Zero Emission” in Industrial Wastewater

LIU Jiansong

(Yuyao Environmental Protection Bureau，Zhenjiang Yuyao 315400)

Some enterprises in our country have realized the zero discharge of industrial wastewater. This paper briefly introduces the operation of the zero discharge project of industrial wastewater，focusing on the zero discharge technology of the zero discharge project of China′s first zero-emission project，which is Guangdong Heyuan Power Plant，Wastewater evaporation crystallization system and the comprehensive utilization of crystalline salt and wastewater sludge technology for the future implementation of zero-related projects to provide a valuable experience

industrial wastewater；zero discharge；crystallization salt；waste water sludge

劉建松，碩士，工程師，主要從事環(huán)境保護(hù)方面的工作

X703

A

1673-288X(2017)03-0092-03

引用文獻(xiàn)格式：劉建松.探析工業(yè)廢水“零排放”技術(shù)及成效[J].環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展，2017，42(3)：92-94.