引言：目前，各燃煤火力發(fā)電站的全廠水務管理日益嚴格，外排廢水日益減少，同時不可回用的含鹽廢水的稀釋用水也減少[1-3]。電廠原有廢水排放存在諸多問題，影響回用水的品質[2-4]。未經(jīng)處理的脫硫廢水由石膏攜帶進行消納，導致石膏含水率過高、重金屬含量超標等，影響了石膏品質[3-5]。因此，有必要提高對火電廠耗水和廢水排放指標的要求，改變火電廠原有水資源利用方式，提高水資源利用率。
本研究針對燃煤火力發(fā)電站，分析廢水排放方式、水質監(jiān)測和末端含鹽脫硫廢水零排放改造的關鍵技術，通過分質、分量收集廢水，對廢水綜合梯級利用，實現(xiàn)廢水資源化。本文的分析有助于了解廢水排放的運行方式和存在問題，通過對高品質排水、低品質排水、劣品質排水和末端高含鹽脫硫廢水綜合回收利用，實現(xiàn)廢水零排放和低碳、節(jié)能、環(huán)保的火電廠可持續(xù)發(fā)展目的。
一、廢水水質監(jiān)測及處理方式分析
外排的高鹽廢水的危害包括：(1)腐蝕金屬管道和設備，影響廢水輸送和處理設施的壽命;(2)沖擊污水生化處理系統(tǒng)，致使污水處理設施不能正常運行;(3)影響中水的進一步回用;(4)影響水體生態(tài)環(huán)境，引起土壤鹽漬化，污染地下水。這基本決定了高鹽廢水的不可復用性。部分電廠采用排入水沖灰，渣水系統(tǒng)和干灰調濕的方法處理高鹽廢水，但這種方法的局限性很大，干灰調濕吸納不了廢水量，影響了排放。
火電廠廢水水質、水量及原處理方式，存在的問題包括：
(1)全廠廢水，除了生活污水、預處理泥水、脫硫廢水及外排的循環(huán)水排污水外，均進入復用水池進行回用，未能充分做到廢水的分質分量回用，影響回用水的品質。
(2)循環(huán)水排污水排至事故泵房，僅少量回用，大部分進行廠外排放，外排水量巨大，影響周邊水體環(huán)境。
(3)部分可回收使用的設備冷卻水、疏水等作為事故排水進行外排，未做到對廢水的分質回用。
(4)工業(yè)廢水集中處理站出水，煤水處理站出水，以及反滲透濃排水均被排入復用水池。各類廢水混合復用，復用水的品質受到影響。經(jīng)復用水泵房升壓，供給煤灰雜用水，包括卸煤溝及道路沖洗水、煤倉間除塵器用水、煤場噴灑用水、皮帶及棧橋沖洗和灰?guī)鞌嚢铏C用水及脫硫用水。未能充分做到廢水的分質分量回用，影響回用水的品質。
(5)生活污水原設計為經(jīng)生化處理后，與污水處理廠的中水混合后，作為電廠原水使用。現(xiàn)生活污水處理站生化處理失效，生活污水處理站懸浮物及COD超標，回收至中水調節(jié)池，影響中水水質，因而定期外排生活污水。
(6)部分有壓排水與無壓排水混合排放，觀察井內(nèi)經(jīng)常冒汽且水質被污染。
(7)脫硫裝置采用降低吸收塔內(nèi)氯離子的濃度(控制在<10000 mg/L)、排放廢水至石膏皮帶脫水機的方式維持塔內(nèi)平衡。未經(jīng)處理的脫硫廢水由石膏攜帶進行消納，石膏含水率過高、重金屬含量超標，影響了石膏品質。
(8)深度減排脫硫提效改造后，排放的高含鹽量脫硫廢水未妥善處理。
(9)給水、排水系統(tǒng)存在的問題包括輔機循環(huán)水補水量大、濃縮倍率低、排污量大。
(10)反滲透回收率方面存在除鹽水處理過程中，反滲透產(chǎn)水率偏低的問題，實際運行產(chǎn)水率約53%，低于設計值60%。
(11)凝結水精處理的問題包括由于凝結水精處理系統(tǒng)進水含鐵量較高，經(jīng)精處理系統(tǒng)處理后的水質含鐵指標達不到設計要求，致使目前鍋爐排污量偏大，造成水資源的浪費。
(12)生活污水處理系統(tǒng)的問題包括生活污水處理站因廢水收集口無格柵清污機，大的雜質進入生活污水處理設施，造成污堵，影響生物反應效果。目前，生活污水處理站長期間斷運行，系統(tǒng)生化處理功能已失效，廢水間斷性地通過事故水池外排。
(13)脫硫廢水處理系統(tǒng)問題包括由于現(xiàn)場布置場地及設計方面的原因，運行不暢，系統(tǒng)出水水質不穩(wěn)定，不能滿足后續(xù)零排放處理的需要，而且不能達到脫硫廢水處理系統(tǒng)設計處理能力16 m3/h。
廢水零排放系統(tǒng)改造的技術路線
根據(jù)電廠用水及廢水特性，電廠全廠廢水零排放的技術路線按照圖1的原則進行。
圖1的廢水零排放技術路線通過分質、分量收集廢水，實現(xiàn)廢水的梯級利用減量，包括：
(1)高品質排水直接回水利用。根據(jù)現(xiàn)場調研，可直接回收利用的排水有：1)鍋爐排污水，2)脫硝尿素水解疏水及伴熱疏水，3)取樣排水，4)機組啟動排水，5)煤倉間及輸煤汽暖疏水。這類廢水在使用過程中水質未發(fā)生大的變化，可通過集中收集至工業(yè)回收水池，并經(jīng)自清洗過濾器過濾后送至清水池。
(2)水質較好的或低含鹽量的低品質排水如預處理超濾濃水、化學取樣水、生活污水等，不經(jīng)處理或進行簡單處理，用于對水質要求不高的下一級系統(tǒng)或自身系統(tǒng)內(nèi)循環(huán)使用，達到節(jié)水的目的。
(3)污染較嚴重的或稍高含鹽量的劣品質排水，針對其水質特性，增加相應的前置處理設施，用做脫硫系統(tǒng)吸收塔補充水。根據(jù)現(xiàn)場調研，高含鹽量的劣品質廢水包括循環(huán)水排污水以及反滲透濃排水。該類排水經(jīng)收集后可用作脫硫補充水。
(4)末端高含鹽量的脫硫廢水同零排放處理后產(chǎn)生淡水回用，達到全廠廢水零排放的目的，同時節(jié)約用水，固廢回收利用。需深度處理的末端廢水為高含鹽量的脫硫廢水。
末端高含鹽脫硫廢水零排放處理是指通過軟化預處理+膜法分鹽+膜濃縮+蒸發(fā)結晶干燥的特殊工藝，使高含鹽的脫硫廢水中的水份與鹽份分離，回收利用水份，產(chǎn)生具有工業(yè)品質的固態(tài)鹽，達到節(jié)約用水，固廢回收利用的目的。
電廠通過實施全廠廢水零排放技術，每年可減少外排廢水約29萬m3，在脫硫提效項目改造后，全廠廢水零排放項目實施前后相比，以年運行5500 h計，每年可節(jié)約中水取水約15萬 m3。廢水零排放改造的經(jīng)濟效益顯著，同時社會效益和滿足國家環(huán)保標準方面的意義也是重大的。
結論：針對燃煤火力發(fā)電站，分析廢水排放方式、水質監(jiān)測和末端含鹽脫硫廢水零排放改造的關鍵技術，通過分質、分量收集廢水，對廢水綜合梯級利用，實現(xiàn)廢水資源化。結果表明：
(1)全廠廢水水質、水量及原處理方式的存在問題包括未能充分做到廢水的分質分量回用;循環(huán)水排污水外排水量巨大;各類廢水混合復用，復用水的品質受到影響;生活污水處理站生化處理失效，導致定期外排生活污水;高含鹽量脫硫廢水未妥善處理;給水、排水系統(tǒng)存在的問題包括輔機循環(huán)水補水量大、濃縮倍率低、排污量大。
(2)廢水零排放系統(tǒng)的改造，使高品質排水直接回水利用，低品質排水經(jīng)處理后用于對水質要求不高的下一級系統(tǒng)或自身系統(tǒng)內(nèi)循環(huán)重復利用，劣品質排水經(jīng)收集后用作脫硫補充水，末端高含鹽脫硫廢水零排處理后產(chǎn)生淡水回用，達到全廠廢水零排放的目的，實現(xiàn)節(jié)約用水和固廢回收利用。
(3)需深度處理的末端廢水為高含鹽量的脫硫廢水，脫硫廢水零排放處理工藝為軟化預處理+膜法分鹽+膜濃縮+蒸發(fā)結晶干燥。通過實施全廠廢水零排放改造，每年可減少外排廢水約29萬m3，每年可節(jié)約中水約15萬m3。
