程學(xué)鳴

（杭州華電半山發(fā)電有限公司，浙江杭州 310011）

在火力發(fā)電廠生產(chǎn)經(jīng)營建設(shè)期間，水資源短缺問題已成為制約電力事業(yè)發(fā)展的重要因素。為實(shí)現(xiàn)火力發(fā)電廠可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)，應(yīng)加強(qiáng)廢水處理及回用管控力度，控制電廠運(yùn)行期間的耗水量，結(jié)合火力發(fā)電廠廢水種類及特征，不斷優(yōu)化廢水處理及回用系統(tǒng)。

1 火力發(fā)電廠廢水種類

1.1 工業(yè)廢水

火力發(fā)電廠工業(yè)廢水主要產(chǎn)生于鍋爐補(bǔ)給水處理系統(tǒng)與凝結(jié)水處理系統(tǒng)、鍋爐化學(xué)清洗系統(tǒng)排水、鍋爐空氣預(yù)熱器、沖洗排水等方面。

廢水內(nèi)部種類復(fù)雜，特性各異，需要經(jīng)過專項(xiàng)處理達(dá)標(biāo)后進(jìn)行排放。依照工業(yè)廢水物理及化學(xué)性質(zhì)，可將其分為含酸堿廢水、含重金屬廢水、含懸浮物廢水、脫硫廢水等。含酸堿廢水是重要的處理對(duì)象，若未對(duì)其進(jìn)行充分處理便排出，將會(huì)對(duì)周邊生態(tài)環(huán)境造成嚴(yán)重影響。

1.2 循環(huán)水廢水

循環(huán)水廢水主要為火力發(fā)電廠循環(huán)冷卻水再經(jīng)過濃縮后進(jìn)行排放，此廢水內(nèi)部含鹽量較高，水質(zhì)不穩(wěn)定，受運(yùn)行情況的影響較大。在循環(huán)水濃縮度不斷增加的情況下，其后期處理難度會(huì)更大。

1.3 含油廢水

國內(nèi)大部分火力發(fā)電廠以燃煤為主，部分火電廠內(nèi)機(jī)組靠燃燒重油或原油。在火力發(fā)電廠內(nèi)部機(jī)械設(shè)施運(yùn)行期間，應(yīng)定期補(bǔ)給潤滑油，保障系統(tǒng)運(yùn)行效率。未對(duì)含油設(shè)施、油庫或油罐進(jìn)行處理的情況下，廢水內(nèi)部含油量將日漸增高。

1.4 沖灰廢水

火力發(fā)電廠產(chǎn)出的粉煤灰，應(yīng)運(yùn)輸?shù)街付▋?chǔ)灰場所，運(yùn)輸方式可為高速空氣流動(dòng)或大量流水沖刷。經(jīng)過實(shí)際調(diào)查發(fā)現(xiàn)，國內(nèi)火電廠大多以水力輸灰方式，與粉煤灰進(jìn)行充分接觸，會(huì)對(duì)水體造成嚴(yán)重污染。

1.5 生活廢水

隨社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度不斷加快，火電廠建設(shè)規(guī)模擴(kuò)大，工作人員日漸增多，生活廢水成為須重視的廢水處理對(duì)象。在生活廢水中，如大量懸浮物、有機(jī)物及微生物，應(yīng)結(jié)合具體情況進(jìn)行專項(xiàng)處理及利用。

2 火力發(fā)電廠不同廢水治理與回用要點(diǎn)

2.1 工業(yè)廢水治理與回用

在含酸堿廢水處理過程中，多數(shù)采用中和處理方式。如自然中和處理，將含酸堿的廢水輸送到中和池內(nèi)，利用壓縮空氣進(jìn)行攪拌處理后排放。在自然中和處理效果不佳的情況下，可投入少量的其他酸堿物質(zhì)，綜合廢水酸堿值，使其能夠達(dá)到正常排放標(biāo)準(zhǔn)[1]。在廢水含酸堿物質(zhì)較多情況下，可配合使用過濾中和方式，將廢水從大理石濾層中排出，控制廢水內(nèi)酸堿污染物含量。

在處理含有懸浮物、有機(jī)物廢水期間，可采用沉淀、絮凝、澄清處理方式。對(duì)重金屬含量較高的廢水進(jìn)行氧化、酸堿值調(diào)整、絮凝處理。待工業(yè)廢水達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)后，可進(jìn)行排放或循環(huán)利用。

2.2 循環(huán)廢水處理與回用

為降低傳統(tǒng)流水沖灰緩解造成的水資源污染量，應(yīng)增設(shè)干除灰系統(tǒng)，重視循環(huán)廢水的回收工作，將其使用到可行生產(chǎn)建設(shè)流程中。例如，火力發(fā)電廠可將經(jīng)過處理的循環(huán)水作為補(bǔ)充水再次使用。在將其作為鍋爐補(bǔ)給水時(shí)，應(yīng)對(duì)循環(huán)水進(jìn)行深度的除鹽、反滲透與離子交換處理方式，防止廢水中的殘留物質(zhì)對(duì)鍋爐及其他設(shè)備正常運(yùn)行造成嚴(yán)重不利影響。

2.3 含油廢水處理與回用

在處理含油廢水過程中，需要以火力發(fā)電廠建設(shè)規(guī)模、使用的燃油類、廢水水量及水質(zhì)排放標(biāo)準(zhǔn)為主[2]。將含油廢水集中排放到指定處理場所，經(jīng)隔油池、油水分離器、氣浮池處理，將其進(jìn)行回收利用或統(tǒng)一排放。

2.4 沖灰排水處理與回用

沖灰排水處理過程中，可通過爐煙內(nèi)二氧化硫及二氧化碳?xì)怏w，中和沖灰水中的堿性物質(zhì)。

由于沖灰水內(nèi)部含有管道結(jié)垢中的游離氧化鈣，需在灰漿泵前設(shè)置灰漿池，確保沖回水內(nèi)部氧化鈣可快速溶出。為切實(shí)提升廢水資源利用率，大部分火力發(fā)電廠采用了更完善的沖灰水回收循環(huán)利用系統(tǒng)，配合增加阻垢劑等方式，防止系統(tǒng)內(nèi)部管道結(jié)垢。

2.5 生活廢水處理與回用

生活廢水的處理難度較小，可回收利用率高。在實(shí)際處理過程中，可使用一、二級(jí)處理、過濾處理、深度處理等方式。在廢水處理前，應(yīng)細(xì)致分析廢水內(nèi)部主要物質(zhì)，在水污染程度不高情況下，適宜使用一級(jí)處理方式，控制廢水處理及回用成本。

3 火力發(fā)電廠廢水處理系統(tǒng)

本文以火力發(fā)電廠工業(yè)廢水為例，提出當(dāng)前運(yùn)行效果較好的工業(yè)廢水集中處理系統(tǒng)[3]。

工業(yè)廢水主要包括鍋爐補(bǔ)給水處理系統(tǒng)內(nèi)的再生排水、凝結(jié)水精處理系統(tǒng)再生排水、鍋爐化學(xué)清洗排水、鍋爐空氣預(yù)熱器沖洗排水、機(jī)組啟動(dòng)排水以及化學(xué)實(shí)驗(yàn)室排水等?，F(xiàn)階段，國內(nèi)大部分火力發(fā)電廠是在建廠后增設(shè)脫硫設(shè)施，脫硫系統(tǒng)廢水與脫硫設(shè)備一同完成，未將其匯入工業(yè)廢水集中處理系統(tǒng)中，當(dāng)前工業(yè)廢水集中處理系統(tǒng)缺乏專項(xiàng)脫硫廢水處理環(huán)節(jié)。

3.1 廢水集中處理流程

在工業(yè)廢水集中處理過程中，應(yīng)事先調(diào)整廢水內(nèi)部酸堿值，經(jīng)過混合水池、澄清池處理后，可以回收利用或排放。如廢水內(nèi)部污染物質(zhì)含量較多、對(duì)周邊污染程度較大，需對(duì)廢水進(jìn)行氧化處理。工業(yè)廢水處理后產(chǎn)生出的泥漿可經(jīng)濃縮池、澄清處理后制作成泥餅，實(shí)現(xiàn)工業(yè)廢水的完全循環(huán)利用目標(biāo)。

3.2 廢水集中處理容量

在火力發(fā)電廠工業(yè)廢水集中處理系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程中，應(yīng)嚴(yán)格遵守國家及有關(guān)部門頒布的火力發(fā)電廠廢水治理設(shè)計(jì)規(guī)程，確保集中處理系統(tǒng)不會(huì)影響全場內(nèi)部機(jī)組正常的運(yùn)行效率，并可處理最大容量機(jī)組在實(shí)際維修及運(yùn)行期間產(chǎn)出的廢水量。

3.3 廢水集中處理系統(tǒng)應(yīng)用案例

以某火力發(fā)電廠為例，該廠內(nèi)廢水集中處理系統(tǒng)分兩次建成投產(chǎn)，當(dāng)前運(yùn)行情況依舊良好。在規(guī)定工業(yè)廢水集中處理系統(tǒng)存儲(chǔ)容量時(shí)，應(yīng)細(xì)致分析火力發(fā)電廠在正常運(yùn)行期間的鍋爐化學(xué)清洗廢水及時(shí)處理系統(tǒng)正常運(yùn)行期間產(chǎn)生的廢水總量[4]。該火力發(fā)電廠鍋爐的化學(xué)清洗主要采用鹽酸酸洗方式，清洗排水量約為3 500～4 000 m3。加入鍋爐補(bǔ)給水處理系統(tǒng)排廢水、凝結(jié)水處理系統(tǒng)排廢水、循環(huán)水弱酸處理系統(tǒng)排廢水總量值，工業(yè)廢水存儲(chǔ)池有效容積應(yīng)為5 000 m3，并設(shè)置5格形式。

在工業(yè)廢水集中處理系統(tǒng)中，主要包括廢水儲(chǔ)存、酸堿調(diào)整槽、斜板澄清池、最終中和池、清凈水池酸堿度調(diào)整槽可直接影響工業(yè)廢水處理效果，需要細(xì)致分析廢水內(nèi)部酸堿度實(shí)際情況，加入適當(dāng)?shù)哪蹌?，使廢水內(nèi)形成可凝聚的粒子，最后沉淀并排出。

4 火力發(fā)電廠廢水回用技術(shù)

為有效緩解水資源緊張的社會(huì)矛盾問題，火力發(fā)電廠灰場排水后變作為回收利用對(duì)象。因發(fā)電廠內(nèi)部循環(huán)水排廢水再循環(huán)過程中，會(huì)經(jīng)過不斷濃縮處理，如直接進(jìn)入循環(huán)系統(tǒng)內(nèi)，將會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)設(shè)備出現(xiàn)嚴(yán)重腐蝕、結(jié)構(gòu)情況。為從根本上提升廢水利用率，結(jié)合廢水總量、內(nèi)部污染物性質(zhì)等因素，不斷優(yōu)化廢水回收系統(tǒng)。

4.1 循環(huán)水排廢水回收利用

受到火力發(fā)電廠技術(shù)水平、經(jīng)濟(jì)水平等因素影響，循環(huán)水排廢水回收利用率較低[5]。預(yù)處理回收系統(tǒng)大多仍使用傳統(tǒng)的凝聚、澄清、過濾等方式，可去除水內(nèi)有機(jī)物、膠體，但對(duì)廢水內(nèi)部的細(xì)粉煤灰處理效果不佳，占地面積較大。為提升水資源利用率，可配合使用膜處理技術(shù)，縮小處理系統(tǒng)整體面積。部分火力發(fā)電廠廢水循環(huán)利用要求較高，可使用超濾技術(shù)，但實(shí)際運(yùn)行成本大。

在循環(huán)水排廢水實(shí)際應(yīng)用過程中，應(yīng)細(xì)致分析原始水質(zhì)、運(yùn)行情況與實(shí)際用途，不斷優(yōu)化工藝處理系統(tǒng)。例如，將回收后的水作為循環(huán)水補(bǔ)充水，可配合使用澄清、過濾等工藝。在廢水水質(zhì)良好的情況下，可使用較先進(jìn)的超濾、微濾膜處理方式，提升廢水處理與回收利用效果。處理后的廢水主要作為鍋爐補(bǔ)給水使用，在經(jīng)過系統(tǒng)與處理后，需要配合使用反滲透、離子交換等技術(shù)，去除廢水內(nèi)部污染物質(zhì)。

4.2 廢水回用技術(shù)應(yīng)用案例

以某火力發(fā)電廠廢水回用系統(tǒng)為例，該火力發(fā)電廠所處地區(qū)的淡水資源極度匱乏，影響了電廠建設(shè)發(fā)展。為從根本上控制耗水量，火力發(fā)電廠對(duì)廢水回收系統(tǒng)進(jìn)行了優(yōu)化改造。在原廢水回收系統(tǒng)基礎(chǔ)上，使用了連續(xù)微濾與反滲透系統(tǒng)相結(jié)合方式，通過試驗(yàn)方式檢測微濾設(shè)備在循環(huán)水排廢水回收應(yīng)用過程中的可靠性。

在廢水回收處理過程中，將廢水集中排放到儲(chǔ)水池內(nèi)，加入氯離子進(jìn)行殺菌處理，對(duì)水內(nèi)酸堿度值進(jìn)行綜合調(diào)節(jié)。通過泵送方式將廢水送到過濾設(shè)備內(nèi)，通過混凝器、反沖洗及化學(xué)沖洗方式，將廢水內(nèi)部懸浮物、有機(jī)物、膠體形成儀沉降的絮凝顆粒，最后經(jīng)微濾膜將磁性物質(zhì)分離開，通過微孔過濾器、反滲透裝置，對(duì)其進(jìn)行脫鹽處理，提升了廢水回用效果。

5 結(jié)語

綜上所述，火力發(fā)電廠實(shí)際運(yùn)行期間的水資源消耗量較大，為了切實(shí)提升水資源利用率，減少廢水排放對(duì)周邊環(huán)境的污染程度，應(yīng)引進(jìn)更先進(jìn)的工業(yè)廢水處理及循環(huán)水利用技術(shù)，結(jié)合火力發(fā)電廠運(yùn)行期間的實(shí)際要求，不斷優(yōu)化廢水處理及回用系統(tǒng)，確保該系統(tǒng)運(yùn)行期間的生態(tài)效益與經(jīng)濟(jì)效益均保持在較高水平。加強(qiáng)水資源利用管控力度，充分考慮廢水處理回用要求，實(shí)現(xiàn)火力發(fā)電廠的可循環(huán)發(fā)展目標(biāo)。