摘要：電廠廢水處理零排放系統(tǒng)在實際運行過程中，具有出水水質(zhì)穩(wěn)定、達(dá)標(biāo)，在投資、運行、管理等方面與常規(guī)技術(shù)相當(dāng)?shù)奶攸c。廢水處理零排放系統(tǒng)能夠有效的解決電廠廢水排放與廢水回收再利用的問題，具有一定的經(jīng)濟(jì)和環(huán)保價值，符合當(dāng)前節(jié)能環(huán)保的理念，滿足當(dāng)前環(huán)保政策要求。

關(guān)鍵詞：燃煤電廠;廢水零排放;廢水處理;工藝

引言

隨著水污染控制技術(shù)的進(jìn)步和污染物排放標(biāo)準(zhǔn)的日益提高，廢水直接排放將受到限制。火電廠生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢水，如輔機(jī)冷卻水、沖洗水、再生酸堿廢水、含煤廢水、生活污水等經(jīng)處理后進(jìn)行回收利用，因此，火電廠廢水零排放的重點和核心是高含鹽量廢水的終端處理。本文介紹了高鹽廢水零排放處理技術(shù)研究和應(yīng)用現(xiàn)狀，重點分析了各種處理技術(shù)的優(yōu)缺點和適用條件，以期為相關(guān)研究和工程項目的實施提供參考。

1 燃煤式發(fā)電廠廢水處理面臨的問題

1.1 老舊燃煤式發(fā)電廠排水廢水改造費用高、難度大

近些年，新建的燃煤發(fā)電廠從設(shè)計、建設(shè)、運行等方面均考慮了廢水問題，并且取得的效果顯著，但對于部分老舊燃煤式發(fā)電廠，其廢水改造費用高、難度大。較早建立的燃煤式發(fā)電廠，在設(shè)計時沒有考慮廢水方面的問題，所采用的工藝技術(shù)也比較落后，已不能滿足當(dāng)前環(huán)保要求。電廠在廢水改造時需要整體更新原有設(shè)備，改造費用較高，電廠承擔(dān)的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)重。此外，由于電廠基建資料嚴(yán)重缺失和地下管網(wǎng)系統(tǒng)復(fù)雜，也增加了改造的難度。

1.2 廢水處理產(chǎn)生的鹽類急需解決

在燃煤式發(fā)電廠廢水處理過程中，通常把廢水中的鹽類與水進(jìn)行分離，分離后得到的純凈水可重復(fù)利用。得到的鹽類大致有兩種處理方法。一是分離后鹽類處理達(dá)到工業(yè)鹽的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行使用。二是與灰渣進(jìn)行混合使用。但第一種處理方法通常由于品質(zhì)不穩(wěn)定、產(chǎn)量不高等原因，無法穩(wěn)定使用;第二種方法中灰渣可能混有鹽中水份，影響灰渣的利用。目前電廠還沒有更好處理鹽類的方法，相關(guān)部門也沒有對此部分鹽類做出明確規(guī)定，隨著我國環(huán)保政策的出臺，將有明確的方法和技術(shù)來處理這部分鹽類。

2 廢水減量化處理技術(shù)

2.1 反滲透膜技術(shù)

反滲透膜技術(shù)是20世紀(jì)60年代興起的一門新型分離技術(shù)，是目前最為先進(jìn)的分離技術(shù)之一，應(yīng)用廣泛。反滲透是滲透的逆過程，它主要是在壓力的推動下，借助半透膜的截留作用，迫使溶液中的溶劑與溶質(zhì)分開的膜分離過程。反滲透膜技術(shù)具有凈化效率高、成本低和環(huán)境友好等優(yōu)點，使得它在近幾十年的時間里發(fā)展非常迅速，已經(jīng)廣泛應(yīng)用于海水和苦咸水淡化純水和超純水制備、工業(yè)或生活廢水處理等領(lǐng)域。反滲透膜技術(shù)的主要缺點在于廢水中雜質(zhì)沉積造成的膜污染和膜氧化，而且膜的截留性能仍需進(jìn)一步提高。

2.2 正滲透膜技術(shù)

正滲透膜技術(shù)屬于膜分離過程。水從高水化學(xué)勢區(qū)通過選擇性滲透膜向低水化學(xué)勢區(qū)進(jìn)行轉(zhuǎn)移。選擇性滲透膜分隔的高水化學(xué)勢區(qū)和低水化學(xué)勢區(qū)所存在的滲透壓差是正滲透過程的驅(qū)動力。正滲透技術(shù)具有低能耗、較高的水通量和回收率、不易結(jié)垢和可處理高濃鹽水等優(yōu)點。

在廢水處理方面，正滲透的高水化學(xué)勢區(qū)為待處理的廢水，低水化學(xué)勢區(qū)為待定選擇的汲取液。正滲透技術(shù)的難點則在于高水通量、良好的耐酸堿性和機(jī)械性能的選擇性滲透膜以及能產(chǎn)生較高滲透壓及水通量的汲取液的選擇。華能長興電廠引進(jìn)了正滲透膜技術(shù)處理脫硫廢水，18m3/h的脫硫廢水可以濃縮至3～4m3/h，濃水中污染物質(zhì)可全部以結(jié)晶和污泥的形式分離，廢水100%回用。運行中蒸汽、藥劑、電的消耗量大大降低，處理1t廢水的能耗由傳統(tǒng)蒸發(fā)結(jié)晶法的20～40kW•h降低到10kW•h，運行成本降低30%。

2.3 膜蒸餾技術(shù)

膜蒸餾是一種新型的分離技術(shù)，是以疏水性微孔膜兩側(cè)蒸汽壓差為傳質(zhì)推動力的膜分離過程。

其特征是：膜是微孔膜;膜不能被所處理的液體浸潤;膜孔內(nèi)無毛細(xì)管冷凝現(xiàn)象發(fā)生;只有蒸汽能通過膜孔傳質(zhì);膜不能改變操作液體中各組分的汽液平衡;膜至少有一側(cè)要與操作液體直接接觸;對每一組分而言，膜操作的推動力是該組分的氣相分壓梯度。

膜蒸餾技術(shù)具有不易被污染、操作壓力低、預(yù)處理簡單、產(chǎn)水品質(zhì)高和可處理高濃度鹽水等優(yōu)點。但該技術(shù)也存在能量利用率較低、膜通量較小和膜污染與膜潤濕等問題。目前，該技術(shù)在大規(guī)模應(yīng)用上仍然不成熟，包括大規(guī)模應(yīng)用下的安裝、長期運行、經(jīng)濟(jì)效益和結(jié)垢污染等情況仍需要進(jìn)一步探究。

3 廢水終端處理技術(shù)

3.1 蒸發(fā)塘技術(shù)

蒸發(fā)塘技術(shù)是依靠太陽能在自然狀況下蒸發(fā)地面上的高鹽水，使其濃縮達(dá)到飽和后結(jié)晶析鹽。該技術(shù)適用于西北干旱少雨的地區(qū)，具有成本低、運營維護(hù)簡單、使用壽命長和抗沖擊負(fù)荷好等優(yōu)點。但該技術(shù)的缺點同樣明顯，原濃水中所含揮發(fā)組分直接進(jìn)入空氣易造成空氣污染，應(yīng)做好防滲透和防溢流處理措施，占地面積大且淡水無法回收利用等。

鑒于蒸發(fā)塘技術(shù)的自然蒸發(fā)效率較低，并容易產(chǎn)生滿塘的危險，研究人員開發(fā)了機(jī)械霧化蒸發(fā)技術(shù)。在蒸發(fā)塘中安裝適當(dāng)數(shù)量的機(jī)械霧化蒸發(fā)器，通過高效霧化噴嘴向空氣中噴灑，加速水分的蒸發(fā)。這種技術(shù)可以將蒸發(fā)效率提高14倍以上。目前，該技術(shù)已在內(nèi)蒙古一家廢水處理公司成功投運。

3.2 多級閃蒸技術(shù)

多級閃蒸技術(shù)是將原料海水加熱后依次引入到若干壓力逐級降低的閃蒸室中，使其逐級蒸發(fā)降溫，熱鹽水逐級濃縮，溫度也逐級降低到接近天然海水溫度，所產(chǎn)生的蒸汽冷凝后即為所需的淡水。該技術(shù)可靠性高、防垢性能好、易于大型化，但也存在設(shè)備腐蝕快、能耗高、傳熱效率低和操作彈性小的缺點。多級閃蒸技術(shù)投資成本較高，只有在大規(guī)模使用的情況下才具有較高的經(jīng)濟(jì)效益。因此，目前該技術(shù)一般應(yīng)用于海水淡化處理，在電廠廢水處理方面尚沒有應(yīng)用先例。

3.3 多效蒸發(fā)結(jié)晶技術(shù)

多效蒸發(fā)技術(shù)是在單效蒸發(fā)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的蒸發(fā)技術(shù)，分低溫和高溫多效蒸發(fā)。低溫多效蒸發(fā)是指鹽水的最高蒸發(fā)溫度不超過70℃，其特征是將一系列的管道與膜蒸發(fā)器串聯(lián)起來，分為若干效組，用一定量的蒸汽通過多次的蒸發(fā)和冷凝，從而得到多倍于加熱蒸汽量的過程。低溫多效蒸發(fā)主要優(yōu)點是操作溫度低，可充分利用電廠的低溫廢熱(50～70℃的低品位蒸汽均可作為理想的熱源);熱效率高;動力消耗小，只有0.9～1.2kW•h/m3左右;操作彈性大。然而，該技術(shù)設(shè)備體積一般較大，投資成本較高，系統(tǒng)往往比較復(fù)雜。

3.4 煙道蒸發(fā)技術(shù)

煙道蒸發(fā)技術(shù)是通過高溫?zé)煔獾募訜幔瑢U水固液分離，氣態(tài)水蒸汽隨煙氣進(jìn)入脫硫吸收塔利用;廢水中的污染物隨水分結(jié)晶為固態(tài)顆粒，同煙氣中飛灰一起被除塵器捕捉、收集，進(jìn)入煙塵干灰中，分為主煙道蒸發(fā)和旁路煙道蒸發(fā)。該技術(shù)優(yōu)點是系統(tǒng)簡單、投資成本和運行成本較低，無新增固廢產(chǎn)生;缺點是抽取的煙氣占煤耗比重。目前，該技術(shù)已在華能上都電廠、焦作萬方自備電廠成功應(yīng)用。

結(jié)束語

當(dāng)前，我國廢水排放標(biāo)準(zhǔn)的要求日益嚴(yán)格，尤其是最新頒布的《水污染防治行動計劃》(簡稱“水十條”)，更是將水環(huán)境保護(hù)上升到了國家戰(zhàn)略層面。火電企業(yè)作為用水、排水大戶，其用水量占工業(yè)用水總量的20%，從經(jīng)濟(jì)運行和保護(hù)環(huán)境出發(fā)，節(jié)約發(fā)電用水，提高循環(huán)水的重復(fù)利用率，實現(xiàn)火電廠廢水“零排放”意義重大。

參考文獻(xiàn)：

[1]錢感，關(guān)洪銀.燃煤電廠脫硫廢水綜合處理工藝[J].水處理技術(shù)，2017，43(02)：136-138.

[2]李兵，張其龍，王學(xué)同，周燦.燃煤電廠廢水零排放處理技術(shù)[J].水處理技術(shù)，2017，43(06)：24-28+33.

[3]單濤.電廠廢水零排放工藝路線探究[J].中國環(huán)保產(chǎn)業(yè)，2017(07)：59-62.

[4]曹蕃.燃煤電廠廢水零排放技術(shù)路線研究[J].華北電力術(shù)，2017(12)：56-62.

[5]張利權(quán).火力發(fā)電廠廢水零排放設(shè)計監(jiān)理[D].華北電力大學(xué)(北京)，2017.