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【中國環(huán)保在線 技術(shù)前沿】以燃煤電廠末端廢水為研究對象，提出高適應(yīng)性零排放工藝路線，工藝路線可根據(jù)電廠自身情況進(jìn)行選擇，適用于任何類型的電廠。對現(xiàn)有的零排放工藝進(jìn)行可行性和經(jīng)濟(jì)性等對比，確定提出的路線可以作為工程項目可行性的工藝方案。
燃煤電廠末端廢水為高含鹽量廢水，主要包括：脫硫廢水、酸堿再生廢水、反滲透濃水、循環(huán)水排污水等，其含鹽量高、結(jié)垢離子含量高，污染成分復(fù)雜，水質(zhì)變化較大，因而，電廠廢水零排放技術(shù)在我國應(yīng)用推廣面臨的主要課題是如何有效解決末端高含鹽廢水的處理問題。
目前燃煤電廠高含鹽廢水的處理現(xiàn)狀是：脫硫廢水經(jīng)過FGD廢水系統(tǒng)處理后排放，酸堿再生廢水和反滲透濃水直接排放，循環(huán)水排污水直接排放或者用做FGD工藝水或者通過膜法處理后回用。膜法和蒸發(fā)法雖然能實現(xiàn)“零排放”，但面臨著系統(tǒng)復(fù)雜、穩(wěn)定性和可靠性不足、投資及運(yùn)行費(fèi)用偏高等難題。
我國不同地區(qū)對環(huán)保要求不同，企業(yè)對于零排放系統(tǒng)成本的接收能力也不同，筆者針對不同類型電廠提出了一套實現(xiàn)燃煤電廠末端廢水零排放的解決方案，可達(dá)到降低造價和投資運(yùn)行成本的目的。
1 電廠廢水零排放工藝
現(xiàn)有燃煤電廠廢水零排放工藝主要有預(yù)處理—膜濃縮減量—多效蒸發(fā)、機(jī)械蒸汽再壓縮蒸發(fā)結(jié)晶等技術(shù)。膜濃縮減量階段常用的高壓反滲透膜和蒸發(fā)器結(jié)晶，兩種工藝投資和運(yùn)行維護(hù)成本高，一般企業(yè)難以承受。
2 燃煤電廠廢水零排放實施層次
廢水零排放是一項系統(tǒng)工程，包含兩個層次：
①采用節(jié)水工藝等措施提高用水效率，降低生產(chǎn)水耗，同時盡可能提高廢水回用率，從而大限度利用水資源；
?、诓捎玫乃幚?/a>技術(shù)，處理含鹽廢水，將無法利用的高鹽廢水濃縮為固體或濃縮液，不再以廢水的形式外排到自然水體。“零排放技術(shù)”并非單項技術(shù)，而是一系列水處理技術(shù)的有機(jī)集成，應(yīng)該形成一個綜合的技術(shù)和工藝路線。
3 廢水回用方案
火電廠廢水回用的難度在于廢水種類多，水量、水質(zhì)差異大，對不同回用目標(biāo)的水質(zhì)要求也完全不同，因此宜采用分類處理、分類回用的方式。根據(jù)火電廠各工藝系統(tǒng)產(chǎn)生的廢水水質(zhì)大體可分為高含鹽量和低含鹽量兩類。
◆◆3.1◆◆
低含鹽量廢水低含鹽量廢水主要包括生活污水、含油污水、預(yù)處理設(shè)備反洗水、鍋爐排污水等。
目前，許多電廠都已將深度處理后的生活污水用作循環(huán)冷卻系統(tǒng)的補(bǔ)充水，但生活污水安全地回用于電廠循環(huán)水系統(tǒng)重點要解決NH3-N和生物粘泥對循環(huán)水系統(tǒng)的影響。對此，以曝氣生物濾池為代表的生物膜法生活污水處理工藝具有抗沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)的特點，出水水質(zhì)能夠滿足電廠循環(huán)水補(bǔ)水水質(zhì)要求，已逐漸推廣開來。
經(jīng)過簡單的混凝澄清處理后的預(yù)處理設(shè)備反洗水及鍋爐排污水可直接回用于循環(huán)水系統(tǒng)。
◆◆3.2◆◆
高含鹽量廢水高含鹽量廢水主要包括循環(huán)冷卻排污水、渣系統(tǒng)溢流水、煤泥廢水、化學(xué)再生廢水、煙氣脫硫廢水等。
在各種高含鹽量廢水中，循環(huán)水系統(tǒng)的排污水量大，占全廠廢水總量的70%以上(具體根據(jù)循環(huán)水濃縮倍率)。要想回用這部分廢水(不包括作為除灰渣系統(tǒng)的補(bǔ)充水)，通常采用旁流弱酸軟化處理或反滲透脫鹽處理。循環(huán)水經(jīng)旁流弱酸軟化處理后，大部分懸浮物、碳酸鹽硬度可被除去，產(chǎn)水可直接補(bǔ)人冷卻塔水池；過濾器和弱酸陽床的反洗或再生水經(jīng)過沉淀澄清處理后可作為煙氣脫硫工藝用水或輸煤除塵用水。反滲透產(chǎn)水含鹽量較低，可以作為循環(huán)水系統(tǒng)和化學(xué)鍋爐補(bǔ)給水處理系統(tǒng)的補(bǔ)充水；反滲透濃水可以用于對水質(zhì)要求較低的末端消耗水系統(tǒng)，如煙氣脫硫工藝用水、渣系統(tǒng)爐底密封冷卻水、輸煤除塵等。
循環(huán)水旁流弱酸軟化處理系統(tǒng)與反滲透脫鹽處理系統(tǒng)比較：前者的優(yōu)點是固定投資相對較低，缺點是只去除了循環(huán)水中的碳酸鹽硬度、再生消耗酸需設(shè)置復(fù)雜的酸再生設(shè)施、占地面積大、產(chǎn)生易析出硫酸鈣等難溶物質(zhì)的再生廢水；反滲透脫鹽處理系統(tǒng)的優(yōu)點是基本將循環(huán)水中的鹽量全部脫除，可較大改善循環(huán)水水質(zhì)，占地面積較小，缺點是固定投資相對較高。
灰渣系統(tǒng)溢流水、煤泥廢水經(jīng)過混凝澄清處理后可回用至原用水系統(tǒng)，達(dá)到循環(huán)利用。末端廢水即經(jīng)過多級工藝梯級使用后產(chǎn)生的廢水，如煙氣脫硫廢水，很難再利用，其大多數(shù)指標(biāo)已超過排放標(biāo)準(zhǔn)，直接排放對水體環(huán)境破壞極大，需要進(jìn)一步處理，以實現(xiàn)廢水零排放。
4 高適應(yīng)性燃煤電廠末端廢水零排放工藝路線
4.1 簡化膜濃縮廢水零排放路線
簡化膜濃縮零排放工藝路線：預(yù)處理+膜濃縮，預(yù)處理采用雙堿軟化法和TMF固液分離膜，然后經(jīng)過濃縮減量處理后，將濃縮十多倍后的濃鹽水送至撈渣機(jī)或用于灰場干灰拌濕。膜濃縮段可根據(jù)業(yè)主對濃縮倍率的需求選擇：卷式高壓膜、電驅(qū)離子膜、膜蒸餾技術(shù)。根據(jù)電廠需求和水質(zhì)不同，上述膜工藝可以并聯(lián)使用，也可以串聯(lián)或單獨(dú)使用。此路線突出特點是造價便宜，以卷式高壓膜為例，造價比普遍采用的碟管式高壓反滲透膜(DTRO)降低了45%，該工藝技術(shù)既達(dá)到了水資源回收、廢水零排放的目的，又大大節(jié)省了設(shè)備造價。適用于當(dāng)?shù)丨h(huán)保要求不嚴(yán)格，預(yù)算不多的電廠。
4.2 蒸發(fā)結(jié)晶全膜法廢水零排放路線
◆◆4.2.1◆◆
蒸發(fā)結(jié)晶全膜法廢水零排放路線。預(yù)處理(+分鹽)+膜濃縮+蒸發(fā)結(jié)晶(MVR)，預(yù)處理和膜濃縮與2.1節(jié)工藝相同。當(dāng)電廠除渣系統(tǒng)和粉煤灰系統(tǒng)無法消納濃鹽水時，可將經(jīng)過膜濃縮后的濃鹽水進(jìn)行蒸發(fā)結(jié)晶，結(jié)晶后的雜鹽根據(jù)現(xiàn)場情況拌入干灰或交于專業(yè)處理公司進(jìn)行處置?；蛟谀饪s段前增加納濾膜，對濃鹽水中的一價鹽、二價鹽進(jìn)行分離，終結(jié)晶干燥的產(chǎn)物是達(dá)到工業(yè)二級鹽標(biāo)準(zhǔn)的工業(yè)鹽，NaCl含量>98%，實現(xiàn)了水、鹽的多種資源回收再利用。適用于當(dāng)?shù)丨h(huán)保要求嚴(yán)格，不允許有任何形式污染物外排的電廠，尤其是周圍有工業(yè)鹽用戶的電廠。以國電某電廠為例，電廠末端綜合廢水經(jīng)過蒸發(fā)結(jié)晶全膜法工藝路線處理后，主要處理指標(biāo)，見表1。
表1 主要性能指標(biāo)
◆◆4.2.2◆◆
蒸發(fā)結(jié)晶全膜法工藝路線與煙氣余熱利用工藝路線比選。煙氣余熱利用廢水零排放是近來比較熱的技術(shù)，經(jīng)常拿來跟蒸發(fā)結(jié)晶式零排放工藝相提并論，但它不能實現(xiàn)水資源和鹽資源的回收和再利用。2種工藝路線比較結(jié)果，見表2。
表2 2種工藝比較結(jié)果
4.3 電解制氯廢水零排放路線
電解制氯廢水零排放技術(shù)路線：預(yù)處理+分鹽+膜濃縮+電解制氯，預(yù)處理和膜濃縮與2.1節(jié)工藝相同。采用開式冷卻水系統(tǒng)的電廠往往要向循環(huán)水系統(tǒng)中加大量殺菌滅藻劑—次氯酸鈉，這種電廠在選擇廢水零排放工藝時，可以考慮采用電解制氯廢水零排放技術(shù)：經(jīng)過預(yù)處理軟化的廢水，通過納濾分鹽或膜濃縮后的濃鹽水中氯化鈉含量較高，采用電解方法提取水中的氯根，制成次氯酸鈉，可用于開式循環(huán)冷卻水的消毒劑，或可因地制宜進(jìn)入市場化銷售。該項技術(shù)不僅系統(tǒng)造價低，還可達(dá)到脫硫廢水的資源化利用，實現(xiàn)零排放的循環(huán)經(jīng)濟(jì)模式。適用于沿海、沿江、開式循環(huán)冷卻系統(tǒng)的電廠。
5 結(jié)論與建議
高適應(yīng)性燃煤電廠末端廢水零排放工藝路線，主要分為：預(yù)處理段+濃縮段+濃鹽水處理段?？筛鶕?jù)電廠需求和水質(zhì)不同，進(jìn)行選擇。簡化膜法工藝路線適用于當(dāng)?shù)丨h(huán)保要求不嚴(yán)格，預(yù)算不多的電廠。蒸發(fā)結(jié)晶全膜法工藝路線適用于當(dāng)?shù)丨h(huán)保要求嚴(yán)格，不允許有任何形式污染物外排的電廠，尤其是周圍有工業(yè)鹽用戶的電廠。電解制氯廢水零排放路線適用于沿海、沿江、開式循環(huán)冷卻系統(tǒng)的電廠。
這3種電廠末端廢水零排放工業(yè)路線，可因地制宜，涵蓋了所有類型的燃煤電廠，提供了工程依據(jù)。
本文作者系陳雪、陳文婷、李向南、趙焰、徐志清、騰東玉、楊東
原標(biāo)題：【技術(shù)匯】燃煤電廠末端廢水零排放工藝路線研究
