火电厂废水治理现状与方案

近年我国越来越重视水环境保护：2013 年印发了《关于加快推进水生态文明建设工作的意见》;2015 年施行了新的《中华人民共和国环境保护法》，颁布《水污染防治行动计划》(即“水十条”)，修订了《取水许可管理办法》;2016 年印发了《控制污染物排放许可制实施方案》(即排污许可证制度)，修订了《中华人民共和国水法》;2018 年施行新的《中华人民共和国水污染防治法》。

我国火电工业用水量占工业用水量的40%以上，排污量占废水排放总量的0.4%。火电厂节水废水处理对生态文明建设具有积极的推动作用。国家对火电厂废水处理提出了具体要求。《污染防治行动计划》要求逐步提高电厂使用可再生水的比例，新建电厂必须使用城市用水;发电企业必须对废水进行深入处理和再利用;排放废水标准，集中减少高盐废水;减少水的摄入量和外部位移，并排放符合排放标准的污水。“排放许可证制度”率先向火电行业企业发放排放许可证。

1发电组的废水排放要求

发电集团致力于推动科技进步，打造优秀节能环保企业，积极履行环保责任，积极开展火电厂废水处理相关研究。截至2017年8月，本发电集团已投产的114座火电厂中，39%的发电厂不允许安装排污口。其他有排污口的电厂(主要污染物种类及限值)排放要求见表1。

发电机组火力发电厂废水的主要污染物类型和限度

1)根据表1，可以看出发电组22个火力发电厂排放的废水实施了一级污水综合排放标准(GB8978-1996)。

2)其37座热电厂主要执行电厂所在地的地方排放标准。与《污水综合排放标准》(GB8978-1996)相比，地方排放标准的排放限值较低，总氮限值要求较高。此外，辽宁省地方排放标准

提高了氯化物的排放要求，提高了山东省的地方排放标准。

3)市区8个下属火电厂的污水排入城市污水处理厂，“污水排放到城市污水水质标准”(GB / T 31962-2015)的C级标准为实现。该标准要求低水平的常规污染物悬浮液，化学需氧量(COD)，氨氮，总氮和磷排放，但需要有限量的盐。

4)沿海地区两座发电厂排放的污水排入海洋，执行《海水水质标准》(GB 3097-1997)三项标准。

水处理系统的2个典型问题

2.1脱硫废水处理系统

脱硫废水处理系统大多采用传统的三槽工艺，少数电厂采用电絮凝工艺。脱硫废水处理系统的主要问题如下。

(一)烟气超净排放转化产量不足，脱硫吸收塔入口处烟气温度降低，而一些电厂脱硫吸收塔的加水量没有相应减少，导致脱硫吸收塔排出的水量增加。脱硫废水超过了原脱硫废水处理系统的产量。

2)进水固体含量超过设计值。由于脱硫系统，旋风分离器的设计能力和旋流喷嘴的尺寸往往选择不当，或旋风喷嘴受到废水的旋转效应，而废水旋风分离器的顶部含有固体含量超过4%，超过三箱系统进水固体含量的设计值。因此，脱硫废水处理系统通常存在诸如连接管道堵塞，混合器过度搅拌，搅拌电机燃烧以及污泥过滤系统过载运行等问题。

3)三室澄清池的设计缺陷往往是由于三室澄清池在脱硫系统中停留时间短、絮凝效果差、明矾粒径小，造成泥水分离效果差、出水浊度高、悬浮物含量高、水质差。

4)加法系统缺陷部分电厂脱硫废水中氟化物离子浓度高，但加法系统只加用nefer溶液，只能调节ph值，对氟离子没有去除能力，产生脱硫废水处理系统。水氟离子不符合标准。此外，部分电厂石灰喷射系统采用机械振动、气动流化放电方式，存在排放困难、测量不准确等问题。

5)污泥脱水系统的缺陷有些电厂采用离心脱水机作为脱硫废水处理系统的污泥脱水设备，在运行过程中无法正常工作。脱硫废水处理污泥硬度比较大，离心脱水机耐磨性差，易磨损;同时离心脱水机要求进料固含量稳定，固体含量波动会使离心机转动不平衡，易损坏。此外，与进口板框式压滤机相比，国产板框式压滤机故障率高，污泥含水率高，易夹紧。

2.2 循环水系统

循环水补充水来源为中水热电厂，循环水补充水一般采用石灰混凝澄清工艺处理，主要去除临时硬度、悬浮物、磷及部分有机物;循环水补充水为地表水热电厂，循环水补充水一般采用混凝澄清工艺处理，主要去除悬浮物。

设有冷却塔的湿冷热电厂约有50%的厂房以城市水作为循环用水补充水源，但其他一些电厂没有城市水处理设施或城市水处理设施运行不畅，导致回收用水浓度低(小于3.0倍)。电厂的进水量和污水排放量较大，循环用水浓度比有待进一步提高。

一些发电厂对循环水排放进行了深度处理和循环利用。当使用“凝结澄清 - 过滤 - 反渗透”工艺处理循环水排放时，通常存在反渗透膜污染，并且安全过滤器的压力差快速上升。系统恢复率不符合设计要求和其他问题。

2.3其他废水处理系统

2.3.1工业废水处理系统

火电厂工业废水处理系统一般采用混凝澄清，混凝澄清 - 过滤，混凝澄清 - 气浮 - 过滤工艺。工业废水处理系统存在的主要问题是：1)加药系统腐蚀严重; 2)曝气风扇，搅拌电机和澄清器刮

机械设备老化，故障率高;3)工业废水池容积小，不能充分储存机组启停排水、锅炉酸洗废水、空气预热器冲洗水等非经常性工业废水;4)工业废水不回用，直接或间接排放，造成浪费水资源。

2.3.2家庭污水处理系统

目前，火电厂生活污水大部分采用埋地接触氧化和生物曝气过滤技术。生活污水处理系统存在的主要问题如下：1)雨水，工业用水和工业废水混入生活污水处理系统。生活污水处理系统有大量的进水，有机物浓度低，生活污水处理系统的微生物活性低，处理效果好。较差的; 2)埋设设备操作不良，维护困难; 3)生活污水中大量悬浮固体杂质未被拦截和清除，导致处理系统堵塞和淤积; 3)生活污水不能重复使用，直接或间接外排，造成水资源浪费。

2.3.3煤废水处理系统

目前，火电厂含煤废水的处理一般采用化学絮凝法和电絮凝法。含煤废水处理系统的主要问题如下：火力发电厂含煤废水来源丰富，分布分散，部分火力发电厂的采煤系统不完善;

设计不充分，反应装置中的悬浮固体高于设计值，导致后续处理装置堵塞，操作压力高; 3)煤处理系统采用高盐废水，造成设备腐蚀，导致设备无法运行; 4)处理含煤废水该设施已投入运营，但在雨季期间

总产量不能满足含煤雨水的初期处理。

某火电厂废水处理的3项措施

对发电集团下火电厂的现状和存在问题进行了系统的调查，并结合相关法律制定了“火电厂污水排放控制指导意见”(以下简称“指导意见”)，指导他们的火灾的法规，标准和文献。电厂进行废水处理工作。污水处理步骤：第一步是进行水质检查，改进污水监测系统;二是加强节水管理，优化污水处理方案设计;第三步是加强项目建设和项目管理，加强运营和维护。

3.1水平衡试验及排水监测系统的改进

火电厂应在总结和积累日常节水管理相关数据的基础上，根据相关技术标准进行水平衡试验，梳理出全电厂与各系统的水平衡关系;找出废水处理的关键点。

火电厂应改进现有的全厂水系统计量仪表，实现主要水量的在线监测，主要供排水流量(闸门流量计)的监测和数据记录，及时发现和消除异常用水发电厂。所有仪表应连接到控制系统并与工厂级监控信息系统同步，以使整个工厂水系统的在线数据与离线数据紧密集成。仪表的记录，采集周期，定期维护检查和存储模式必须满足运行分析和技术监督的需要。

加强全厂水系统主要水质监测。监测对象包括全厂水源、处理后的生活污水、工业废水、脱硫废水以及全厂排放的废水总量。根据相关技术标准和管理制度，对上述水质进行定期或不定期的监测分析，并将监测结果及时录入运行管理制度。采样、检测是监测的主要手段，可根据环境保护风险的具体情况配置必要的在线监测设备。

3.2加强节水管理，优化废水处理方案的设计

3.2.1加强水管理

1)优化全厂的水流。具体措施包括：避免设备冷却水直接排放，循环利用到冷却塔;消除输煤系统、灰渣系统、脱硫系统中的新鲜水“优质低耗”现象;保证消防用水系统在正常情况下不消耗水;以及合理控制生活用水量。

2)调整操作模式。具体措施包括：过滤设备自用水，仅1项悬浮质量浓度高于原水，并可循环至原水预处理系统或工业废水系统再利用;化学车间的回渗透浓缩水可用作脱硫工艺水;可根据高盐和低盐废水分类收集精细处理和化学再生废水，将低盐废水送到工业废水系统处理和再利用;并将高盐废水与脱硫废水结合处理，调整运煤补水和排渣系统，实现含煤废水和矿渣溢流的循环利用。绿化用水不使用工业用水，经标准处理后的生活污水可使用[3,9]及……

3.2.2优化污水处理计划的设计

进行可行性研究。根据当地环保政策的发展趋势和电厂的实际要求，结合电厂的实际情况，经过充分的技术经济比较和选择，设计了一个具有一定前瞻性的改造方案，并根据实际情况，对该方案涉及的核心工艺进行了分析。对循环水、污水回用处理工艺、末端出水浓度等方案进行了试验和论证。

3.3加强项目设立以及工程管理和业务维护

根据集团批准的相关要求，将审查可行性研究计划。评估专家涉及电力规划院，电力设计院，发电公司，电厂化学，环保，技术等专业的不同单位，并严格控制。

选择具有丰富工业工程经验的设计单位进行污水处理工艺初步设计;加强设备供应控制，特别是关键设备和核心工艺包的供应;注重项目实施管理，选择信誉好、技术力量强的承包商。加强施工管理，确保工程质量;项目投产后，选择具有丰富经验和咨询资质的第三方单位进行污水处理工艺初步设计。对项目的绩效进行评估，对项目的质量和体系的绩效进行检查，保证项目的预期效果。各电厂应加强设施的运行和维护，包括及时更换腐蚀管道和配件，避免管道泄漏;应根据运行数据定期进行膜处理设备的维护清洗或离线化学清洗，以提高膜处理设备的使用寿命。零部件及设备输出;根据实际情况及时更换滤芯、滤料等易耗品;做好日志记录。

4火电厂高盐废水处理技术

高盐废水的处理是火电厂废水处理的难点和关键。火电厂高盐废水主要包括：脱硫废水，精制处理系统的炼油废水，化学脱盐系统的再生废水，循环污水膜处理系统的浓缩水。高盐废水水质复杂。以脱硫废水为例，其水质具有硬度高，盐度高，浊度高，腐蚀性强的特点。标准处理后，控制重金属，悬浮物和pH值等环境指标。然而，离子质量浓度基本上是恒定的，因此需要进一步处理。在进行高级处理和浓缩干燥时，必须考虑工艺设备的特性，如防垢，防腐和生物污染。

高盐废水的浓缩可分为两个阶段：软化预处理阶段和浓缩还原阶段。浓度降低阶段包括膜浓度和热浓度。根据不同的蒸发热源，末端高盐废水的蒸发干燥技术可分为蒸发结晶和烟气余热干燥。高盐废水经浓缩、干法处理后的固体物包括杂盐、混合盐、工业盐、含粉煤灰盐等。综合利用的方式和成本直接影响高盐废水零排放工艺路线的选择。

4.1高盐废水的改性预处理

高盐废水的软化处理包括石灰 - 碳酸钠软化，氢氧化钠 - 碳酸钠软化，化学反应 - 管微滤过滤软化，硫酸钠软化，离子交换软化，纳滤膜软化等。

石灰-碳酸钠软化工艺和氢氧化钠-碳酸钠软化工艺是两级化学反应和沉淀澄清处理。采用化学试剂反应去除高盐废水中的钙、镁离子和硅酸盐，满足后续膜浓缩工艺防垢的要求。化学反应管式微滤软化是将化学反应软化与膜过滤技术相结合的一种软化分离工艺。在一定条件下，它可以替代两级化学反应软化澄清工艺。硫酸钠软化是利用硫酸钙具有相同的离子效应和低溶解性的特点，进一步提高硫酸钙在水中的过饱和度，诱导硫酸钙过饱和溶液自发结晶，从而在一定程度上降低钙离子的质量浓度。达到软化的目的。纳滤膜具有选择性的离子分离能力，可用于高盐废水的预处理。纳滤膜有两种类型：滚动式纳滤膜和振动式纳滤膜。振动膜是近年来出现的一种新型膜分离技术。该技术的主要特点是采用振动剪切强化过滤技术解决静态膜分离中膜污染和堵塞问题。离子交换软化是一种非常成熟的软化脱盐工艺，广泛应用于电厂水处理系统中。但高盐废水的硬度很高。如果直接使用离子交换软化，树脂会很快失效，需要频繁再生。因此，它只能与其他软化工艺结合使用，也可以在化学剂软化后作为系统的软化保障设备进行布置。为了保证软化过程出水水质的稳定性。

4.2高盐废水的浓缩处理

4.2.1膜浓度降低处理过程

膜浓缩过程包括纳滤、反渗透、电渗析、正渗透和膜蒸馏。在高浓度含盐废水的浓缩和还原过程中，特别是后期需要进行盐结晶时，纳滤工艺是一种较为合适的浓缩工艺。纳滤膜对二价离子具有很高的分离效率，可以分离氯化钠和硫酸钠的混合溶液。纳滤水的主要成分是氯化钠，它可以被送到结晶系统中生产精制工业盐。

目前用于高盐废水浓缩的反渗透技术主要有：海水反渗透(swro)、盘管反渗透(dtro)和高效反渗透(hillor)。dtro适用于分离高浓度的原料，具有适合于高浓度、高含盐量污水处理的膜成分。在垃圾渗滤液的处理方面有多年的工程经验，但在高盐废水处理中仍需解决废水结垢问题。

电渗析(ED)是一种膜分离技术。在外部DC电场的作用下，离子交换膜的选择性渗透性用于实现溶液的浓缩和分离。与反渗透技术相比，电渗析具有较高的废水浓度，溶液可浓缩至含盐量15%以上，最高可达20%。 FO是一种新颖的膜分离过程，由自发渗透驱动，使用溶液之间的渗透压差。正向渗透浓缩过程包括两个正向渗透膜处理和提取液回收循环系统，并且回收提取液所需的能量占整个系统的绝大部分能量消耗。 FO主要适用于超高温盐处理，超出反渗透经济处理范围或不能通过反渗透处理。

MD是膜分离与蒸馏相结合的分离过程，即水在热侧溶液中在膜表面蒸发，经膜进入冷侧后冷凝成蒸馏水。该技术仍处于实验室或小型工厂的试验阶段。

4.2.2热浓度和还原处理工艺

热浓缩是一种传统的化学过程，包括蒸汽加热蒸发，烟气蒸发，自然蒸发，加湿和除湿。其中，蒸汽加热蒸发包括多效蒸发(MED)，机械蒸汽再压缩(MVR)，热蒸汽再压缩(TVR)等[15];自然蒸发主要包括蒸发池和机械喷雾蒸发;烟气蒸发是火力发电厂一种独特的蒸发浓缩方法，主要利用烟气的余热蒸发浓缩;加湿和除湿主要包括自然蒸发和脱盐(NED)，低温蒸发结晶(LTEC)和载气提取(CGE)。为降低高盐废水热预富集预处理成本，提出了一种硫酸钙晶种降膜蒸发技术。该方法的核心是向蒸发液中加入硫酸钙“晶种”，以提供硫酸钙沉淀晶体生长。晶核实现了防止硫酸钙结垢的目的。

热浓缩还原处理工艺的蒸发过程是将含有非挥发性溶质的溶液加热煮沸，使溶剂部分蒸发，达到浓缩溶液的目的。为了保证连续蒸发，必须不断地向溶液提供热能。为了提高蒸发能源效率，开发了MED、MVR、TVR等节能技术，可根据项目具体情况进行选择。另一种降低热浓缩过程热耗和高盐废水减量的技术途径是利用电厂锅炉尾部烟气蒸发的废水，主要包括低温烟气蒸发工艺和烟气废H。吃闪蒸过程。低温烟气蒸发工艺将脱硫废水浓缩塔与电厂电除尘器和脱硫塔相连，使脱硫废水在浓缩塔中循环蒸发。烟气余热闪蒸工艺利用电厂锅炉尾部除尘器入口烟气余热蒸发产生的废水，采用多效强制循环蒸发器按“种法”工艺运行。

此外，利用自然蒸发原理的蒸发池过程、机械喷雾蒸发增强的自然蒸发过程、载体气体的加湿除湿过程等都在处理高盐废水集中还原过程中得到了不同程度的研究和应用。

4.3高盐废水干燥处理工艺

在高含盐废水的干燥处理过程中，需要利用外部加热能量将废水中的残余水蒸发，产生固体盐。根据蒸发热源的不同，终端高盐废水的蒸发干燥技术可分为两类：蒸汽热源和烟气余热。

4.3.1蒸汽热源的蒸发和结晶过程

蒸汽热源蒸发结晶过程使用蒸发结晶器进一步蒸发和沉淀末端高盐废水进行分离和固化，干燥后包装并包装成固体盐。当采用不同的结晶方法时，可以使用不同的结晶器，例如真空冷却结晶器，强制循环蒸发结晶器，Oslo(OSLO)蒸发结晶器，引流管加挡板(DTB)蒸发结晶器等。火力发电厂末端高盐废水的结晶过程通常使用强制循环蒸发结晶器。

蒸发结晶过程的最终产物可以是混合盐、混合盐或工业盐，这取决于预处理和浓缩阶段的选择。从国内盐市场的现状来看，由于法律、标准和技术的限制，很难实现资源的有效利用和市场化。回收盐的质量存在不确定性。如果判断为固体废物甚至危险废物，处理成本过高，影响了主体产业的可持续发展。此外，如果将回收的盐作为产品出售，则需要获得盐业和环境保护部门的许可。因此，在选择高含盐废水的干燥处理工艺时，需要充分的技术经济论证。

4.3.2烟气废热蒸发干燥工艺

烟气余热蒸发干燥过程利用电厂锅炉尾部的烟气热量直接接触烟气与终端废水进行热交换，使终端废水中的水迅速蒸发，沉淀将固体盐与烟道气飞灰混合并收集和处理。烟气余热蒸发干燥过程将末端废水雾化成细小液滴，直接喷入空气预热器和静电除尘器之间的烟道中;或者喷射到单独布置的旁路烟气蒸发器中，并在空气预热器之前提取的少量烟气直接暴露于加热和蒸发。将终端废水直接喷入烟道的过程受锅炉负荷波动，水量波动，烟道布置，流场变化等影响，容易出现烟道结垢，喷嘴堵塞等问题，有一定的问题。技术风险。旁路烟气蒸发干燥过程分别设置烟气蒸发器，该烟气蒸发器相对独立于主烟道系统并具有高可靠性。该工艺系统简单，设备小，投资和运行成本低，能耗小，无需额外的热量输入。无液体排放，无二次污染，盐分蒸发成粉煤灰，无多余固体。但是，绕过烟气

热蒸发干燥过程具有高温条件，含氯化镁的结晶水分解产生氯化氢气体，导致后续脱硫吸收塔中的氯离子上升，破坏原吸收塔的氯平衡，影响结晶盐进入飞灰的质量。需要证明这个过程。旁路烟气余热蒸发干燥技术已在中国完成现场工业试验，大型工程建设也在快速推进，具有良好的应用前景。

5 结 语

一个发电小组根据对下属火力发电厂用水现状和存在问题的调查，结合有关法律法规、标准，编制了《火力发电厂废水排放控制指南》，以及文献资料,使火电厂能够进行废水处理工作.有规矩要遵守。火电厂废水处理项目应采取以下步骤：第一步是进行水检，改进废水监测系统;第二步是加强节水管理，优化方案设计;三是加强项目建设和项目管理，加强运营和维护。高盐废水的处理是火电厂废水处理的难点。该组对各种预处理、浓缩和干燥工艺进行了大量研究。但由于各厂条件不同，尚未形成统一的技术路线。根据各电厂的实际情况，选择经济合理的技术方案。