燃煤电厂排水梯级利用与零排放

樊星，陈临泉

(重庆远达水务有限公司，重庆400060)

燃煤电厂排水梯级利用与零排放

樊星，陈临泉

(重庆远达水务有限公司，重庆400060)

随着水资源日益紧缺和环保要求的严格，作为工业行业的耗水大户－燃煤电厂，必须提高水资源的重复使用率实现排水的梯级利用。介绍了燃煤电厂排水系统及水质情况特点，提出排水系统的梯级利用的实现方案以及燃煤电厂废水零排放的实现途径。

燃煤电厂;节水;梯级利用;零排放

0 引言

水资源危机是当今世界面临的重要问题，水资源的严重匮乏已经成为制约我国国民经济发展的一个重要因素。燃煤发电厂是用水大户，其耗水量约占工业耗水量的40%左右，在我国不少地区，水源问题已经成为制约电力生产发展的主要因素［1］。通过从燃煤电厂供排水系统不同环节的分析，采用先进的水处理工艺技术，实施废水处理和梯级利用，实现废水零排放，将是企业节约水资源、实现可持续发展的重要课题［2－3］。

1 燃煤电厂排水系统及水质情况

燃煤电厂各用水系统的排水量和水质直接涉及到排水工程和废水处理或再利用的规模，是水系统的梯级利用和建立水平衡的重要内容。燃煤电厂排水分为经常性排水和非经常性排水，其主要排水为冷却水系统循排水、烟气湿法脱硫系统排水、除灰渣系统用水、运煤系统排水、化学水处理系统排水、生活污水、非经常性排水以及其他用水。

1.1 循环冷却水系统排水

对于敞开式循环冷却水系统，水中的杂质浓度会随着水分的蒸发而发生浓缩。循环水中含盐量(硬度、Cl－、SO42－)以及循环水中的悬浮物含量相应增加。

为将这些物质的浓度控制在某个许可的范围内，减少系统的腐蚀和结垢，保证循环水系统的运行效果，必须不断地从循环系统中排放一定量的水，这就是循环水系统的排污水。其排水量较大，水量决于循环冷却水运行的浓缩倍率。表1列出了某600MW的机组循环水系统不同浓缩倍数下的补水和排水的水量，从表中可以看出，随着循环水浓缩倍数的增加，系统排水水量降低，特别是在高浓缩倍数下，水量降低幅度很明显。

表1 某600MW机组循环水系统不同浓缩倍数的补水和排水的水量

因此，对冷却塔排污水进行处理后再用和梯级利用对废水零排放的实现起着极为重要的作用。

1.2 烟气湿法脱硫系统排水

燃煤电厂烟气湿法脱硫过程产生的废水来源于吸收塔排放水。为了维持脱硫装置浆液循环系统的物质的平衡，需要定时从吸收塔排出废水。表2为某电厂烟气湿法脱硫废水中主要杂质及其含量，pH值为6.7，其中很多物质为国家环保标准中要求严格控制的第一类污染物。

表2 某电厂湿法脱硫废水中主要杂质及含量mg/L

所以，脱硫废水的处理应考虑对脱硫废水作深度处理，处理后的水回到循环水系统或其他工艺系统重复使用。

1.3 除灰渣系统排水

由于冲灰系统选用水灰比不同，冲灰水排水可占电厂水损失的10%～45%。冲灰水的大量排放既浪费水资源，又由于冲灰水中悬浮物、高碱度和含有重金属等，对水体造成污染。因此，减少冲灰水用量和回收再利用也是节水研究的重要内容。

1.4 运煤系统排水

煤场及输煤系统排水包括煤场的雨水排水、灰尘抑制、输煤设备的冲洗水等，主要杂质成分为煤尘。运煤系统排水经处理后可以回用。

1.5 化学水处理系统排水

化学废水包括锅炉补给水处理系统的再生废水、凝结水处理系统的再生废水、锅炉排污水、试验室废水、锅炉水侧酸洗后的部分冲洗废水、冷却塔的冲洗废水。这些废水主要是pH值和悬浮物不合格，应处理后才能回收再利用。

1.6 生活污水

燃煤电厂的生活污水指的是厂区职工在日常生活中所产生的废水，包括洗涤、沐浴、卫生间冲洗排水、食堂排水、家属区生活污水等。生活水化学耗氧量和生物耗氧量含量较高，应处理后达到回用指标。

1.7 非经常性排水

(1)锅炉停用保护排水及启动前冲洗水。由于调试、计划检修及临时性事故等原因，热力设备停用少则数小时，多则数月，在设备停用期间，多使用碱性联氨水溶液保护热力设备。锅炉启动前排放的停炉保护水和冲洗水的一个显著的特点是联氨含量高，短时间排量大。

(2)热力设备化学清洗排水。热力设备化学清洗废液的种类取决于清洗方式。清洗液中还要加入缓蚀剂、还原剂、除油剂等添加剂。钝化过程中所采用钝化剂有亚硝酸钠、联氨、磷酸盐等化合物，故化学清洗液中必然含有大量上述各种化学试剂的残余物及被清洗下来的可溶性物质。

(3)除尘器和空气预热器冲洗水。除尘器和空气预热器冲洗排水的水质特点是铁含量高，属于高铁及重金属排水。

2 燃煤电厂排水梯级利用

2.1 各排水系统梯级利用措施

根据燃煤电厂各子系统排放废水水质的情况，制定排放废水梯级利用方案。对水质要求较高的用水设备采用第一级供水，由净水站净化后的清水供给;第二级供水系统的对象为循环水，采用一级供水系统中设备的排水，不足部分由一级供水系统提供;第三级供水系统的水源主要为冷却塔排污水和经处理合格后的工业废水、生活污水等，供水脱硫系统、输煤系统、除灰、渣系统等对水质要求不高的系统。

(1)水质较好水量较大的循环水系统排污水，可以利用于冲灰渣系统、运煤系统、脱硫等系统的补水，减少新鲜水的耗量。当循环水排水作为锅炉补给水的水源时，要充分考虑循环水处理方式、投加药剂等对补给水处理系统、处理方式的影响，避免造成经济上的浪费和技术上的困难，在运行中一定要控制进入循环水系统的各复用水都达到工业设备用水的要求［4］。

(2)对于自身可循环利用的废水，应加强其循环利用，如灰水系统用水，遵循系统闭式循环、灰渣水浓浆输送、接纳全厂其他浓相废水的原则。

(3)对于一些难处理的废水，可进行深度处理后利用，如电厂制水系统排水，主要是树脂再生废水和膜法制水的浓水，可考虑通过机械蒸汽压缩蒸馏脱盐后重复利用或将其小流量与其他低含盐量废水掺混后使用［5］。

(4)在制定梯级利用方案时，应充分利用工艺系统对废水的吸纳，如脱硫系统可帮助消化大量的排水，降低废水处理的难度。

2.2 燃煤电厂排水梯级利用方案

排水梯级利用方案见图1。图中冲灰渣水系统和运煤系统用水为闭路循环，主要水量消耗在于灰渣含水、煤粉含水以及系统蒸发损失，该部分主要控制其用水量。机组用水包括两部分，一部分是凝汽器冷凝用水，这部分水属于循环水系统;另一部分是蒸汽冷凝产生的凝结水，这部分水经过凝结水精处理系统处理后，返回锅炉补给水;凝结水精处理部分排放浓缩水进入废水集中处理系统。废水集中处理系统主要收集烟气脱硫系统排放废水、化学水处理系统再生废水、其他用水系统排放杂水等，经废水集中处理系统处理后的再生水混合后，再经酸碱中和处理后，经反渗透处理，出水作为循环水补充水原水，高浓水可以作为冲灰渣系统的补给水。

图1 排水系统梯级利用示意

3 燃煤电厂排水零排放措施

燃煤电厂零排放系统，指针对电厂整个生产系统各个用水环节用水、排水进行综合考虑，采用梯级利用的方案，最终使系统外排废水量几乎为零的一系列技术、措施和运行管理的系统工程［6－9］。实现燃煤电厂废水零排放主要措施体现在下列几方面:

(1)选择合适的水源。保护水资源是基本出发点，应尽量减少用水量。可结合当地的环境，对电厂的水和废水的来源、流程及其对策有一综合性的考虑，并尽量使用较低质量的水，对废水再利用、降低系统运行的费用、提高水资源的重复利用率。

(2)兼顾水系统的设计和整个电厂生产系统的运行设备系统的设计。整个系统必须总体布局合理、结构紧凑、运行经济、维修方便。即当水和废水系统运行状况改变时，要能较为自如地调整适应，设计方案要留有余地，以增加电厂在零排放条件下运行的经济性和可靠性。

(3)提高浓缩倍率、减少排污水量，同时最大程度地对水进行重复循环使用和梯级利用，是当前实现零排放的重要手段。

(4)尽量采用先进的运行管理方法如可适当采取先进的取样监测手段，配备足够的监测仪器、微机调控设备等，以提高整个水系统的运行效益。

(5)废水零排放系统的关键在补充水的预处理、循环冷却水的高浓缩倍率运行和水质稳定处理、旁路的处理、对各子系统排污污水进行梯级使用和灰渣处理处理后再用。

4 结语

根据燃煤电厂的各子系统的水质、水量特点，采用废水回收、梯级回用技术改造等工艺，减少电厂的总用水量。其主要特点是能最大限度地使用日益紧张的水资源，减少电厂的总用水量，从而可有效地缓解燃煤电厂水资源短缺所产生的问题。燃煤电厂排水梯级利用工艺对最终实现废水零排放，节约利用水资源和环境保护有着重要意义，具有广泛的开发、推广前景。

［1］魏飞，张雅杰.火电厂废水处理发展现状［J］.内蒙古环境保护，2004，17(3):22－25.

［2］王文兵.火电厂废水零排放改造方案［J］.电力建设，2000(12): 41－44.

［3］龙国庆.火电厂废水零排放工艺综述［J］.机电工程技术，2004，33(8):9－10.

［4］赵洁，谢秋野，朱京兴.火力发电厂水资源综合利用对策［J］.电力环境保护，2007，23(1):2－6.

［5］胡志光，齐萌.火电厂节水技术综述［J］.电力环境保护，2007，23 (3):5－8.

［6］晟裘，李磊.火电厂水务管理与零排放设计研究［J］.水利电力机械，2004，26(5):49－53.

［7］张胜寒，边娜，韩丽燕.电化学水处理技术的研究和应用［J］.电力环境保护，2009，25(5):46－48.

［8］孔江.不同混凝剂在水厂原水处理的混凝效果比较［J］.电力科技与环保，2010，26(1):32－35.

［9］杨洁，姜梅，张得君，等.中水回用于火电厂循环水存在问题探讨［J］.电力科技与环保.2011，27(2):35－37.

Cascade utilization of drainage process and zero－discharge of wastewater system for the thermal power plant

With the increasing shortage of water resources and the stringent environmental requirements，thermal power plant，as the major industrial water consumption，the drainage system can be cascade utilized by reuse of water resources.It introduced summarily the water quality characteristics of thermal power plant，expatiated the cascade utilization of drainage system and measures of realizing zero－discharge of waste water.

power plant;water saving;cascade utilization;zero－discharge of waste water

X703.1

B

1674－8069(2016)05－026－03

中电投集团科技项目“脱硫废水处理技术优化研究”(2014140CQKKJX)

2016-02-25;

2016-03-11

樊星(1984-)男，工程师，主要从事水污染控制研究。E－mail:fanstarry@163.com