賈丹瑤 郝偉峰

摘要：隨著國家環(huán)保水平的提高，對電廠的節(jié)水要求逐年提高，本文以設(shè)計單位的視角，針對火電廠綜合節(jié)水工作，系統(tǒng)梳理全廠各水處理系統(tǒng)，提出可以采用的具體方法和措施建議。

關(guān)鍵詞：火電廠;節(jié)水;廢水減排

中圖分類號：TM621 ?????????文獻標識碼：A?????文章編號：1671-2064（2019）16-0000-00

1概述

隨著國家環(huán)保要求的提高，在電廠建設(shè)過程中，對水資源的高效利用、廢水排放的要求越來越嚴格，并相繼出臺了節(jié)水及廢水排放的有關(guān)政策。電廠需要做到深度節(jié)水、廢水回用、盡可能降低外排水量，最終實現(xiàn)廢水零排放的遠期目標。

從取水方面考慮，應(yīng)切實落實國家政策，在設(shè)計階段應(yīng)充分考慮地區(qū)水資源分布，如在北方缺水地區(qū)采用空冷機組，在沿海地區(qū)使用海水，內(nèi)陸地區(qū)限制使用地下水，在煤礦區(qū)使用疏干水，增加城鎮(zhèn)再生水的使用比例等。

火電廠節(jié)水工作是一項系統(tǒng)性的任務(wù)，需要統(tǒng)籌規(guī)劃，分步實施，遵循清污分離、雨污分離;分類處理、分質(zhì)回用的原則，實現(xiàn)水資源的綜合利用。已投產(chǎn)的電廠，應(yīng)首先開展全廠水平衡試驗，優(yōu)化全廠用水流程。

2電廠節(jié)水措施建議

下面針對各電廠水系統(tǒng)的節(jié)水具體措施分別提出建議，設(shè)計過程中可根據(jù)實際工程情況結(jié)合水質(zhì)特點，考慮采用相應(yīng)節(jié)水措施循環(huán)利用。

2.1原水預(yù)處理系統(tǒng)

原水預(yù)處理系統(tǒng)的處理工藝一般為絮凝-澄清-過濾，產(chǎn)生的廢水包括沉淀池排泥水、濾池排泥水、脫水機排水等?？蓪⑽勰喑恋沓氐乃?、污泥脫水系統(tǒng)排水回流至原水預(yù)處理系統(tǒng)的前端。排泥水經(jīng)過濃縮、脫水處理后將上清液回至系統(tǒng)進口重新處理。也可考慮不單設(shè)污泥脫水系統(tǒng)，將系統(tǒng)所產(chǎn)生的廢水排入工業(yè)廢水集中處理站的泥漿池。

2.2鍋爐補給水處理系統(tǒng)

鍋爐補給水處理系統(tǒng)常用的處理工藝是離子交換法和全膜法。

常規(guī)處理工藝產(chǎn)生的廢水包括過濾器反洗水、超濾反洗水、反滲透濃水、反滲透沖洗水、離子交換器投運沖洗排水、離子交換樹脂再生排水等。

過濾器、超濾反洗水可回收至原水預(yù)處理系統(tǒng);反滲透濃水特點是濁度低、含鹽量高，屬于高含鹽量廢水應(yīng)優(yōu)先用于脫硫工藝用水。根據(jù)2016版《火力發(fā)電廠石灰石-石膏濕法煙氣脫硫系統(tǒng)設(shè)計規(guī)程》中關(guān)于脫硫工藝用水的水質(zhì)要求，CL^-應(yīng)控制在600mg/L，經(jīng)與該規(guī)程的編制單位溝通，規(guī)程主編單位的解釋是：氯根指標控制這么低的本意主要是從出于保護脫硫設(shè)備的角度考慮。但是北方大部分地區(qū)由于原水的氯根濃度就比較高，濃水肯定超出規(guī)程范圍。據(jù)了解已有電廠采用高氯根濃水用作脫硫工藝水的成功運行經(jīng)驗。對于這部分水質(zhì)較差的水如果不能作為脫硫工藝水，則需要上蒸發(fā)結(jié)晶零排放系統(tǒng)，需增加投資，從經(jīng)濟性方面考慮，建議按反滲透濃水去脫硫系統(tǒng)考慮，運行過程中視腐蝕情況更換部分設(shè)備。

根據(jù)離子交換樹脂再生工藝，再生階段和置換階段產(chǎn)生的酸堿廢水應(yīng)集中回收、單獨處理。原則上應(yīng)將運行及再生過程中的低含鹽水量與高含鹽水量分離，低含鹽廢水水質(zhì)較好，直接回用或循環(huán)使用;含酸堿的高含鹽廢水進入廢水處理系統(tǒng)。具體措施為：離子交換器酸堿、置換廢水單獨收集至工業(yè)廢水處理站進行酸堿中和后回用;離子交換器的正洗、沖洗、反洗等沖洗水的特點是含鹽量低，可進入一級除鹽系統(tǒng)也可用于循環(huán)水塔補水;在系統(tǒng)內(nèi)增加閥門、管道及控制系統(tǒng)，實現(xiàn)相應(yīng)步序的自動控制。

采用全膜法處理工藝的鍋爐補給水處理系統(tǒng)，除上述節(jié)水措施外，二級反滲透濃水可回收至超濾產(chǎn)水箱，EDI濃水可回收至超濾產(chǎn)水箱或一級反滲透產(chǎn)水箱。

2.3凝結(jié)水精處理系統(tǒng)

凝結(jié)水精處理系統(tǒng)產(chǎn)生的廢水包括前置過濾器反洗排水、精處理樹脂再生排水、樹脂輸送排水等。精處理系統(tǒng)廢水水量與其再生頻率有直接關(guān)系，因此，對于精處理系統(tǒng)首先應(yīng)提高混床周期制水量，降低再生頻率。其次再生過程中廢水的分質(zhì)回用與處理。機組啟動期間，前置過濾單元反洗廢水水質(zhì)較差，廢水可排往工業(yè)廢水處理系統(tǒng);正常運行期間，前置過濾單元反洗廢水及樹脂輸送排水水質(zhì)較好，可直接回用。可在廢水樹脂捕捉器排水口安裝氣動閥門，自動控制混床樹脂再生酸堿廢水和置換廢水收集至工業(yè)廢水處理站進行酸堿中和處理后回收，其他排水可直接回用。有的電廠將陽樹脂再生劑由鹽酸改造為硫酸，再生廢水沒有額外增加氯離子，可以大量減少排到脫硫廢水的氯離子，從而減少脫硫廢水量。

2.4循環(huán)冷卻水系統(tǒng)

循環(huán)冷卻水系統(tǒng)產(chǎn)生的排污水，常因其量大而制約火電廠廢水零排放的實現(xiàn)，一般可通過提高濃縮倍率的方法降低循環(huán)水排污水量，同時對排污水應(yīng)采用合適的處理方法進行減量化處理，產(chǎn)水可回用于化學(xué)除鹽水系統(tǒng)、循環(huán)水系統(tǒng)補水或脫硫系統(tǒng)補水等;循環(huán)水排污水的水質(zhì)特點是含鹽量高、濁度大，常用的處理方法是加硫酸降低補給水堿度、旁流處理、優(yōu)化阻垢劑選型等。

旁流處理是抽取一部分循環(huán)水進行旁流過濾、軟化或除鹽處理后再送回循環(huán)水系統(tǒng)，以達到去除其中雜質(zhì)的目的。包括循環(huán)冷卻水旁流過濾、旁流軟化處理、旁流除鹽處理。通過開展靜態(tài)模擬試驗和動態(tài)模擬試驗，篩選出針對循環(huán)冷卻水水質(zhì)阻垢緩蝕效果、經(jīng)濟性較好的一種藥劑，通過優(yōu)化阻垢劑的選型及投加比例，達到提高循環(huán)水濃縮倍率的目的。

循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的排污水含鹽量高，并含有大量懸浮物，有機物和膠體，生物黏泥等?？赏ㄟ^預(yù)脫鹽技術(shù)進行處理，回收的淡水可作為鍋爐補給水處理系統(tǒng)的水源，也可以直接補入循環(huán)水系統(tǒng)以改善水質(zhì)、提高系統(tǒng)濃縮倍數(shù)，以降低全廠取水量。預(yù)脫鹽通常采用反滲透處理技術(shù)，可有效地去除循環(huán)排污水中的硬度、微生物等有害成分，有較高的脫鹽率，水回收率可以達到75%～90%。反滲透處理一般采用絮凝澄清-超濾作為預(yù)處理工藝，超濾反洗水可回收至絮凝澄清系統(tǒng)進口。

由于水質(zhì)的原因，使得脫硫廢水量增加、脫硫廢水的水質(zhì)更加復(fù)雜，且增加了后續(xù)零排放處理的難度，在設(shè)計廢水零排放處理系統(tǒng)時，應(yīng)充分考慮這部分對脫硫系統(tǒng)的運行存在的影響。

2.5灰渣用水系統(tǒng)

電廠灰渣系統(tǒng)采用灰渣分除方式，一般采用干除灰，濕除渣。除渣系統(tǒng)補水由工業(yè)冷卻水和凝汽器冷卻水組成。灰渣廢水包括撈渣機鏈條沖洗水、軸封排水、爐底密封水、灰漿泵軸封排水及沖洗水等，水質(zhì)特點是固體含量高、溫度高，可通過沖灰管和沖渣溝進入灰漿池。首先應(yīng)保證灰渣廢水實現(xiàn)閉式自循環(huán)，盡量不外排，如有外排應(yīng)集中收集，沉淀后循環(huán)使用。其次全廠除渣系統(tǒng)補水應(yīng)采用復(fù)用水，即采用較差水質(zhì)補水，如循環(huán)水排污水等。撈渣機內(nèi)可增設(shè)內(nèi)置式渣水冷卻器，實現(xiàn)渣水零溢流。內(nèi)置式渣水冷卻器目前已有部分電廠成功應(yīng)用。

2.6生活用水系統(tǒng)

對于生活用水，應(yīng)采用節(jié)水型龍頭和潔具，以減少生活污水量。廠區(qū)及企業(yè)的綠化管理區(qū)水源主體是生活污水處理系統(tǒng)的出水和冷卻塔排污水，備用綠化水源是工業(yè)廢水處理系統(tǒng)的出水。在主體水源能夠完成綠化任務(wù)的前提下，不考慮工業(yè)廢水處理系統(tǒng)的出水投入。

消防水系統(tǒng)要形成專水專管的獨立水系，禁止從消防水系統(tǒng)接入任何非消防使用的各種取水點。在特殊情況下需使用消防水從事臨時用水工作時，要按管理程序提請消防用水申請單，根據(jù)用水需求批復(fù)后，嚴格控制使用過程和時間。

2.7污廢水處理系統(tǒng)

含油廢水、油庫區(qū)初期雨水屬于非經(jīng)常性廢水，經(jīng)油水分離器處理后的水回用。大多數(shù)電廠因含油廢水較少，系統(tǒng)運行時間較短，電廠應(yīng)加強對含油廢水處理系統(tǒng)的維護保養(yǎng)工作，防止因長時間停運造成設(shè)備的銹蝕損壞等。

全廠含煤廢水處理系統(tǒng)，通常采用混凝、澄清、過濾高效一體化含煤廢水處理工藝或電絮凝工藝，由于含煤廢水懸浮物和色度高、水質(zhì)復(fù)雜，建議完全收集并單獨處理后在本系統(tǒng)內(nèi)循環(huán)利用，處理后出水可用于輸煤系統(tǒng)地面、棧橋沖洗，實現(xiàn)輸煤系統(tǒng)含煤廢水閉路循環(huán)。

生活污水的水質(zhì)特點是COD含量高、濁度較低。集中收集后進行生化處理，常用工藝有曝氣生物濾池法、厭氧-接觸氧化工藝和MBR工藝等，去除生活污水中懸浮物、有機物、氮和磷污染物，出水可用于廠區(qū)綠化。

化學(xué)取樣水和鍋爐排污水水質(zhì)好，含鹽量非常低、pH高、溫度高，應(yīng)回收至熱力系統(tǒng)或排至鍋爐補給水處理系統(tǒng)原水箱直接回用。回收至熱力系統(tǒng)時夏季時可將排污水排到化學(xué)生水池或返回水塔;冬季時可排到供熱管網(wǎng)，充分利用余熱。閉式水系統(tǒng)排水的水質(zhì)特點是濁度低，含鹽量低，屬于非經(jīng)常性廢水，應(yīng)收集后用于循環(huán)水塔的補水。夏季空冷塔沖洗水的水質(zhì)特點是含鹽量低、固體雜質(zhì)含量高。應(yīng)集中收集后進行沉淀處理，可用于循環(huán)水塔補水等。實驗室的廢水可能含有有毒試劑，含鹽量低。應(yīng)對其分類收集，對含有毒試劑的廢水應(yīng)交與有資質(zhì)單位處理，其余可用于循環(huán)水塔補水。事故水，如氨區(qū)、酸堿站、燃油泵房等，其水質(zhì)復(fù)雜，最好設(shè)計事故水池，根據(jù)不同水質(zhì)進行不同處理。

由于濕法脫硫工藝用水對水質(zhì)要求較低，優(yōu)先選擇合適的復(fù)用水。經(jīng)過上述對電廠用水排水的節(jié)水優(yōu)化，不難發(fā)現(xiàn)電廠實現(xiàn)廢水零排放的難點，主要集中在如何處理脫硫高鹽廢水。脫硫高鹽廢水因水質(zhì)惡劣應(yīng)杜絕外排，需采用可靠的工藝進行處理后回用。

3結(jié)語

火電廠節(jié)水工作是一項系統(tǒng)工程，也是一項艱巨而長遠的任務(wù)，需要在設(shè)計階段、基建階段、生產(chǎn)階段，經(jīng)設(shè)計單位、建設(shè)單位、設(shè)備供貨商等所有相關(guān)方的通力配合，根據(jù)用水系統(tǒng)和排水系統(tǒng)的水質(zhì)、水量特征，選擇合理的節(jié)水措施和技術(shù)，實現(xiàn)廢水減量化;采用適用的廢水處理方式，提高水資源的重復(fù)利用率，做到一水多用?；痣姀S應(yīng)根據(jù)自身用水環(huán)境條件，加強水務(wù)管理，落實節(jié)水措施，擴展廢水回用途徑。只有這樣，才能做到滿足國家環(huán)保政策要求，緩解水資源短缺的矛盾，實現(xiàn)火電行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

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收稿日期：2019-07-16作者簡介：賈丹瑤（1982—），女，北京人，碩士研究生，高級工程師，研究方向：水處理、項目管理等。