管 闖 呂 揚

山東國舜建設集團有限公司

1 燃煤電廠水源消耗情況

我國燃煤電廠數(shù)量眾多，廢水零排放系統(tǒng)的開發(fā)，必須了解到燃煤電廠在常規(guī)運行下的耗水量，以此為廢水零排放系統(tǒng)開發(fā)實現(xiàn)提供數(shù)據(jù)參考。以某燃煤電廠為例，該廠中的2×600MW機組中，循環(huán)冷卻水系統(tǒng)運行期間，不進行廢水回收，在此基礎上對2×600MW消耗水量進行統(tǒng)計發(fā)現(xiàn)，春季冷卻塔蒸發(fā)損失以及冷卻塔風吹損失、循環(huán)水系統(tǒng)濃縮排污損失中，需水量分別為1605m3/h、70m3/h、331m3/h，所產(chǎn)生的廢水量為0、0、0，耗水量為1605m3/h、70m3/h、331m3/h。秋季冷卻塔蒸發(fā)損失以及冷卻塔風吹損失、循環(huán)水系統(tǒng)濃縮排污損失中，需水量分別為1790m3/h、81m3/h、307m3/h，所產(chǎn)生的廢水量為0、0、0，耗水量為0、1605m3/h、1790m3/h。其他系統(tǒng)數(shù)據(jù)詳見表1。

表1 2×600MW機組其他系統(tǒng)耗水分析表（單位m3/h）

結合表1的數(shù)據(jù)統(tǒng)計發(fā)現(xiàn)，燃煤電廠正常機組運行中，春季耗水量少于秋季耗水量，全面產(chǎn)生費數(shù)量較大。

2 廢水零排放系統(tǒng)開發(fā)難點分析

燃煤電廠開發(fā)廢水零排放系統(tǒng)期間，其循環(huán)水排污系統(tǒng)以及含煤廢水、脫硫廢水、工業(yè)廢水等種類較多，廢水中含有大量重金屬、懸浮物、鹽類以及有機物等。燃煤電廠的零排放系統(tǒng)設計與應用中，處理廢水量比較少[1]。燃煤電廠開發(fā)廢水零排放系統(tǒng)，需要在當前廢水處理系統(tǒng)上，控制循環(huán)冷卻水濃縮率。但是在實際處理中，循環(huán)冷卻水的廢水排放量依然較高。廢水零排放系統(tǒng)設計，要求循環(huán)水濃縮率必須達到10倍，實際濃縮率為5倍，限制廢水處理效率。面對這種情況，在廢水處理中添加緩蝕劑，將循環(huán)水中的硬度與堿度降低，以此調整濃縮倍率。除了緩蝕劑之外，還可以添加殺菌劑、阻垢劑等。廢水零排放系統(tǒng)開發(fā)中主要難點集中在末端廢水處理方面。通常有著懸浮物含量高、腐蝕性較強、含鹽量高以及弱酸性性質[2]。當使用化學沉淀處理技術時，雖然可保證出水水質符合國家標準規(guī)定，但是仍存在腐蝕性較強、氯離子含量高、硬度高等特點，使得出水的二次利用受到阻礙，因此燃煤電站廢水排放的主要難點就是脫硫廢水。

3 燃煤電廠廢水零排放系統(tǒng)開發(fā)與工程運用

3.1 廢水零排放系統(tǒng)構建

廢水零排放系統(tǒng)構建積極從水源循環(huán)利用方面出發(fā)，根據(jù)凈水站、在設備冷卻以及鍋爐補水處理系統(tǒng)、工業(yè)廢水處理裝置、脫硫系統(tǒng)、脫硫廢水預處理裝置、脫硫廢水蒸發(fā)裝置、生活污水處理裝置等系統(tǒng)，打造梯級廢水處理結構。結合燃煤電廠廢水種類，通過循環(huán)冷卻水系統(tǒng)，有效處理冷卻塔廢水，做到循環(huán)使用[3]。根據(jù)冷卻水處理后將其轉換為冷卻塔補充水。濃縮處理后的廢水進入到脫硫廢水處理系統(tǒng)中轉變?yōu)檠a充水。將污泥從廢水中有效分離出來，隨后通過蒸發(fā)結晶處理的方式，將廢水中的鹽分離出來，廢水變?yōu)槟Y水，將其輸送到冷卻塔。真正實現(xiàn)廢水有效處理，一水多用的零排放系統(tǒng)。廢水零排放系統(tǒng)建設是必然選擇，但是在實際建設中，不僅對處理技術要求十分嚴格，消耗大量技術投入與資金投入，這方面缺乏系統(tǒng)、嚴謹?shù)墓芾碇贫扰c監(jiān)督制度，這方面還需要不斷完善優(yōu)化。雖然燃煤電廠對廢水零排放系統(tǒng)建設十分重視，并且節(jié)水方法不斷改進。但是建設的目的是確保燃煤電廠運行安全，建設高度沒有真正上升到節(jié)水與環(huán)保方面，必須改變先用水、再節(jié)水的觀念。

3.2 廢水零排放系統(tǒng)建設組成

3.2.1 循環(huán)冷卻水倍率濃縮技術

以水量平衡標準為基礎進行分析，需要保證循環(huán)冷卻系統(tǒng)的濃縮排放量在80m3/h～90m3/h之間，以此為根據(jù)可知濃縮倍率應在10上下。但是循環(huán)冷卻水倍率濃縮技術在實際應用中資金成本高，倍率濃縮控制方面還要進一步優(yōu)化。想要真正解決這一現(xiàn)象，應根據(jù)實際需求開展高濃縮倍率實驗，以此明確科學合理的藥劑，保證水環(huán)水水質符合國家標準需求，防止腐蝕等問題的出現(xiàn)。我國研究人員通過實驗發(fā)現(xiàn)，當循環(huán)水污染程度在20NTU內，并科學運用相關藥劑時，若藥劑使用濃度達到相關標準，且循環(huán)冷卻水系統(tǒng)濃縮倍率控制在10以內，可從基礎上解決結垢、腐蝕等問題的出現(xiàn)[4]。

3.2.2 廢水軟化技術

廢水零排放系統(tǒng)中，脫硫廢水預處理期間，需要通過軟化技術將廢水中的Si、Mg2+等去除，這樣才能確保脫硫廢水預處理后，脫硫廢水蒸發(fā)與冷卻塔廢水處理等系統(tǒng)正常運行，規(guī)避廢水處理中出現(xiàn)結垢現(xiàn)象。脫硫廢水軟化處理技術中，添加絮凝劑等化學藥劑，化學藥劑中包括氫氧化鈉以及石灰、碳酸鈉等，有效軟化廢水中的物質。根據(jù)廢水處理具體情況，選擇在不同級別添加助凝劑以及有機硫等化學藥劑。經(jīng)過實驗研究發(fā)現(xiàn)，脫硫廢水系統(tǒng)處理中，碳酸鈉軟化效果較好，但是在投放化學藥劑期間，不同化學藥劑軟化效果與投放數(shù)量差別較大。其中添加石灰-鹽酸納進行廢水軟化技術應用已經(jīng)非常成熟，石灰-碳酸鈉通過沉淀將Mg2+去除，并且這種軟處理技術不需要過高的成本。氫氧化鈉-碳酸鈉廢水軟化技術應用同樣非常成熟，相較于石灰-碳酸鈉軟化技術，這種技術應用成本較高。石灰-煙道氣軟化技術是廢水零排放系統(tǒng)研究中的新技術，軟化原理是通過煙道將碳酸鈉用CO2代替沉淀，該技術在應用中不需要過多的成本，在未來廢水處理中具有較大的應用空間。

3.2.3 結晶鹽與廢水污泥的應用

經(jīng)過分離后形成的結晶鹽與廢水污泥的處理若存在問題，就會在遇水后導致二次污染的出現(xiàn)。想要防止二次污染問題的出現(xiàn)，就需要根據(jù)實際需求綜合應用結晶鹽與廢水污泥資源。針對污泥制磚實驗為基礎進行分析，當石灰與水泥等固化材料和污泥的比例保持為7:3 時，污泥磚強度符合我國標準，通過浸出試驗發(fā)現(xiàn)，污泥磚中不含有重金屬符合可持續(xù)發(fā)展標準。由于污泥磚中的含有大量污泥鹽，因此無法在房屋建筑施工中使用，僅可應用在路面鋪設與圍墻施工中。為了實現(xiàn)結晶鹽提取純度不斷提升，應科學合理的運用不同鹽在水中的溶度積，確保結晶鹽中氯化鈉的含量快速提高，滿足我國二級工業(yè)鹽需求，進而廣泛應用在印染行業(yè)中。

3.2.4 煙道蒸發(fā)方法

通過壓縮空氣將脫硫廢水霧化處理，導入靜電除塵設備與空氣預熱設備煙道中，運用熱氣的溫度蒸發(fā)廢水，同時廢水中存在的大量結晶物質就會跟隨煙氣進入到靜電除塵設備中。應用煙道蒸發(fā)方法時，受客觀因素影響，脫硫廢水會出現(xiàn)霧化濕壁，進而引發(fā)煙道、除塵器腐蝕問題，這就需要在最短時間內確保脫硫廢水快速蒸發(fā)。我國某研究人員以脫硫廢水煙道蒸發(fā)期間的數(shù)據(jù)信息為基礎進行研究與分析，了解了霧化直徑、煙氣溫度以及霧化滴液速度等與蒸發(fā)時間的聯(lián)系。我國研究人員針對脫硫廢水煙道蒸發(fā)后物質特性進行分析后發(fā)現(xiàn)，主要物質為氯化鈉、硫酸鈣等，這對于綜合運用灰飛不會產(chǎn)生任何影響。

4 結束語

綜上所述，燃煤電廠運行過程中會需要大量水資源的支持，因為其消耗水量較大，所以產(chǎn)生的廢水較多。必須加大廢水零排放系統(tǒng)開發(fā)力度，控制使用水量的同時盡可能做到廢水循環(huán)利用，為燃煤電廠可持續(xù)發(fā)展創(chuàng)造有利條件，同時減輕水源緊張壓力。為其他電廠廢水循環(huán)利用提供參考。改善燃煤電廠發(fā)展現(xiàn)狀，協(xié)調燃煤電廠與環(huán)境、自然資源的關系。