引言：目前，各燃煤火力發(fā)電站的全廠水務(wù)管理日益嚴(yán)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(zhì)[2-4]。未經(jīng)處理的脫硫廢水由石膏攜帶進(jìn)行消納，導(dǎo)致石膏含水率過高、重金屬含量超標(biāo)等，影響了石膏品質(zhì)[3-5]。因此，有必要提高對火電廠耗水和廢水排放指標(biāo)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(zhì)監(jiān)測和末端含鹽脫硫廢水零排放改造的關(guān)鍵技術(shù)，通過分質(zhì)、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(zhì)排水、低品質(zhì)排水、劣品質(zhì)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(zhì)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(shè)備，影響廢水輸送和處理設(shè)施的壽命;(2)沖擊污水生化處理系統(tǒng)，致使污水處理設(shè)施不能正常運行;(3)影響中水的進(jìn)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(fù)用性。部分電廠采用排入水沖灰，渣水系統(tǒng)和干灰調(diào)濕的方法處理高鹽廢水，但這種方法的局限性很大，干灰調(diào)濕吸納不了廢水量，影響了排放。
火電廠廢水水質(zhì)、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(yù)處理泥水、脫硫廢水及外排的循環(huán)水排污水外，均進(jìn)入復(fù)用水池進(jìn)行回用，未能充分做到廢水的分質(zhì)分量回用，影響回用水的品質(zhì)。
(2)循環(huán)水排污水排至事故泵房，僅少量回用，大部分進(jìn)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(shè)備冷卻水、疏水等作為事故排水進(jìn)行外排，未做到對廢水的分質(zhì)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(fù)用水池。各類廢水混合復(fù)用，復(fù)用水的品質(zhì)受到影響。經(jīng)復(fù)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(jī)用水及脫硫用水。未能充分做到廢水的分質(zhì)分量回用，影響回用水的品質(zhì)。
(5)生活污水原設(shè)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?，F(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(biāo)，回收至中水調(diào)節(jié)池，影響中水水質(zhì)，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(zhì)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(jī)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(jìn)行消納，石膏含水率過高、重金屬含量超標(biāo)，影響了石膏品質(zhì)。
(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(jī)循環(huán)水補(bǔ)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(shè)計值60%。
(11)凝結(jié)水精處理的問題包括由于凝結(jié)水精處理系統(tǒng)進(jìn)水含鐵量較高，經(jīng)精處理系統(tǒng)處理后的水質(zhì)含鐵指標(biāo)達(dá)不到設(shè)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(jī)，大的雜質(zhì)進(jìn)入生活污水處理設(shè)施，造成污堵，影響生物反應(yīng)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(shè)計方面的原因，運行不暢，系統(tǒng)出水水質(zhì)不穩(wěn)定，不能滿足后續(xù)零排放處理的需要，而且不能達(dá)到脫硫廢水處理系統(tǒng)設(shè)計處理能力16 m3/h。
廢水零排放系統(tǒng)改造的技術(shù)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(shù)路線按照圖1的原則進(jìn)行。
圖1的廢水零排放技術(shù)路線通過分質(zhì)、分量收集廢水，實現(xiàn)廢水的梯級利用減量，包括：
(1)高品質(zhì)排水直接回水利用。根據(jù)現(xiàn)場調(diào)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(jī)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(zhì)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(zhì)較好的或低含鹽量的低品質(zhì)排水如預(yù)處理超濾濃水、化學(xué)取樣水、生活污水等，不經(jīng)處理或進(jìn)行簡單處理，用于對水質(zhì)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(dá)到節(jié)水的目的。
(3)污染較嚴(yán)重的或稍高含鹽量的劣品質(zhì)排水，針對其水質(zhì)特性，增加相應(yīng)的前置處理設(shè)施，用做脫硫系統(tǒng)吸收塔補(bǔ)充水。根據(jù)現(xiàn)場調(diào)研，高含鹽量的劣品質(zhì)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(bǔ)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(dá)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(yù)處理+膜法分鹽+膜濃縮+蒸發(fā)結(jié)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(zhì)的固態(tài)鹽，達(dá)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(shù)，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(jì)效益顯著，同時社會效益和滿足國家環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)方面的意義也是重大的。
結(jié)論：針對燃煤火力發(fā)電站，分析廢水排放方式、水質(zhì)監(jiān)測和末端含鹽脫硫廢水零排放改造的關(guān)鍵技術(shù)，通過分質(zhì)、分量收集廢水，對廢水綜合梯級利用，實現(xiàn)廢水資源化。結(jié)果表明：
(1)全廠廢水水質(zhì)、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(zhì)分量回用;循環(huán)水排污水外排水量巨大;各類廢水混合復(fù)用，復(fù)用水的品質(zhì)受到影響;生活污水處理站生化處理失效，導(dǎo)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(jī)循環(huán)水補(bǔ)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(zhì)排水直接回水利用，低品質(zhì)排水經(jīng)處理后用于對水質(zhì)要求不高的下一級系統(tǒng)或自身系統(tǒng)內(nèi)循環(huán)重復(fù)利用，劣品質(zhì)排水經(jīng)收集后用作脫硫補(bǔ)充水，末端高含鹽脫硫廢水零排處理后產(chǎn)生淡水回用，達(dá)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(yù)處理+膜法分鹽+膜濃縮+蒸發(fā)結(jié)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。
