火電廠廢水的綜合治理探討
摘要：我國是個能源大國、人口大國，水資源總量豐富，但人均占有量極少，隨著城市建設的發展，人們對水資源需求量也在不斷增加，這進一步加重了我國水資源短缺的現象。火電廠作為水資源消耗的大戶，其每年的廢水排放量占總體的10%左右，且水費以及排污費繳納數量的不斷增加，也給火電廠企業帶來了更大的壓力。為此，火電廠有必要加大節水力度，而廢水處理和回收技術的應用，對于提高污水處理效率，實現節約用水目的有著顯著效果，在火電廠企業中應加大對其推廣力度，進而為行業的發展做出貢獻。
關鍵詞：火電廠；廢水；綜合治理
引言
水資源是影響人類社會發展的關鍵資源。近年來，圍繞著水資源征收的各種費用越來越趨于合理化。火電廠在運行中，需要在用水方面投入很大的成本，這對于當前火電廠的發展建設具有直接的影響，也制約著火電行業的可持續發展。黨的十八大以來，隨著新發展理念的提出，人們對于生態環保的重視程度顯著提高，火電企業必須要更加重視自身的節能環保工作，才能跟上社會的發展要求。各級環保部門對于新建的火電廠在環保方面也提出了相當高的要求，同時，老舊的發電機組改革工作也進一步加快，廢水零排放將是火電行業發展的趨勢。基于此，本文重點探討了煙道蒸發技術、三聯箱技術、蒸發結晶技術、水力排渣技術、離子交換處理技術，以供參考。
1煙道蒸發技術
煙道蒸發技術通過將廢水噴入煙道內，霧化后經煙氣加熱蒸發。污染物(包括結晶析出的溶解性鹽)隨煙氣中的煙塵一起被除塵器捕集，廢水中的水蒸氣冷凝回用，從而實現對污染物的去除。煙道蒸發技術又分為主煙道蒸發處理技術和旁路煙道蒸發處理技術。
1.1主煙道蒸發工藝
廢水經霧化噴射裝置(一般采用雙流體霧化噴嘴)霧化噴入煙道，液滴在鍋爐尾部煙氣的加熱作用下迅速蒸發形成水蒸氣，廢水中的鹽分結晶后隨煙氣中的灰一起進入除塵器而被捕集去除。廢水蒸發形成的水蒸氣隨除塵后的煙氣進入脫硫吸收塔，在噴淋水的冷卻作用下，水蒸氣凝結進入脫硫塔的漿液循環系統循環利用，從而實現廢水的“零排放”處理。該技術的特點在于投資費用較低，但其處理量有限;雙流體霧化噴嘴易堵塞;存在煙道腐蝕與積灰風險。
1.2旁路煙道蒸發工藝
廢水經過霧化噴射裝置(一般采用旋轉霧化噴嘴)霧化后，利用鍋爐熱煙氣(鍋爐脫硝后進空氣預熱器前的熱煙氣)作為熱源，在噴霧干燥塔或旁路煙道內將廢水蒸發，水分以蒸汽形式進入煙氣，鹽分結晶形成小顆粒進入空氣預熱器后段隨煙氣被除塵器去除。該技術的特點為:無煙道腐蝕與積灰風險;旋轉霧化噴嘴適應性強;投資費用較高;影響鍋爐熱效率。旁路煙道蒸發技術已發展為煙道蒸發零排放路徑的代表性技術。煙道蒸發產生的固態污染物通過研磨處理后可用作水泥、混凝土組分，還可作為原料代替黏土生產水泥熟料的原料，制造燒結磚、空心砌磚，鋪筑道路等。目前煙道蒸發技術在國內電廠工程應用較少，相關研究人員的研究內容主要集中在蒸發過程的模型模擬，包括蒸發固化的速度、程度與煙氣流速、噴射方式、液滴切割粒徑、溫度等影響因素之間的關系。
2三聯箱技術
當前，在處理火電廠廢水工作過程中，運用最多的工藝技術是三聯箱工藝，這種工藝技術主要包括“絮凝—沉淀—中和”三個步驟。通過在廢水中添加堿性物質及有機硫等絮凝劑，廢水中各種懸浮物就能得到很好地控制，此時，沉淀池中會留存大量污泥，待水澄清后，再加入中和物質使水的pH值有所降低，達到中性，但此時水中仍含有大量氯離子，氯離子是不夠能直接外排的，必須再通過蒸發結晶程序去除水中氯離子，而污泥也需要經過脫水機進行脫水，脫水液再回流至中和箱繼續反應，直至水中各項指標都符合排放標準。三聯箱處理技術如圖1所示。
3蒸發結晶技術
在當前廢水處理中，蒸發結晶技術有著相對廣泛的應用，該技術能夠實現零排放的理想效果。從基本原理看，這種技術是將一定量的廢水輸送到蒸發器中，通過加熱的方式使廢水處于沸騰狀態，這樣廢水中的水分子不斷蒸發，水蒸氣在經過冷凝處理后形成水被重復利用，廢水中的各種有毒有害物質就會被截留到剩余的殘液中，在廢水不斷被蒸發的過程中，殘液的濃度會不斷提升，最終各種有毒有害物質以結晶的方式呈現出來。
（1）多效蒸發系統。這種系統讓能量得到最大限度的利用，尤其是循環使用，一般是把新鮮蒸汽作為首先加熱蒸汽，在經過一系列操作處理后，蒸汽實現冷凝，從而得到高質量的淡水，整個系統流程也就完成了。從理論上看，效數和蒸汽實際利用率呈正比例關系。但是在實際操作中，如果效數超過了一定數量，那么蒸發操作將難以開展，這是因為多效蒸發的第一效加熱蒸汽溫度和冷凝器的操作溫度都受到了限制，在特定的環境中，如果效數持續增多，就會對其他內容產生直接影響，最終嚴重影響蒸發操作的順利進行。
（2）MVC系統。從基本原理上看，該系統是借助二次蒸汽的作用，將電能轉化為熱能，這樣二次蒸汽的焓就會顯著增加，最終在相關操作后，二次蒸汽既有的熱能會被重復利用，減少對外部環境中新鮮蒸汽的實際利用量，依托于蒸發器自身的循環達到蒸發循環的基本目的。經壓縮機增壓升溫后蒸汽，在作為再生熱源而循環應用于對處理液的熱傳遞和連續蒸發的同時，本身也得到迅速冷卻，并最終成為可回用冷凝水。從當前的技術應用上看，在廢水實際處理中，效果最為明顯的是蒸發結晶，通過這種方式可以將廢水中的各種固體物質分離出去，進而實現零排放的效果。
4水力排渣技術
該處理工藝的原理是將廢水直接排入渣水系統，使其產生化學反應，再經過過濾系統，徹底脫除廢水中的雜質。此外，廢水中的水可對渣水系統進行補充，達到了節約水資源的目的。這種工藝技術的好處是不需要對水力除灰系統進行改造，也不必增設其他廢水處理設備，節省了投資，操作起來也十分方便。如果廢水的流量比較小，應用此項工藝技術就可實現廢水零排放目標。當前，這種處理方式已被廣泛應用于濕法排渣的電廠廢水處理中，但需要注意的是，在運用該處理方式時，會對排渣方式有所限制，并不應用于國內所有電廠。如果廢水的流量比較大，就不能與渣水系統保持水量平衡，在特定環境下，不得不將廢水直接外排。此外，由于廢水中含有高濃度的氯離子，使渣水系統管道受到侵蝕，必須要引起重視。
5離子交換處理技術
離子交換處理技術的應用就是將一定量的離子加入廢水中，使其與廢水中剩余離子相互結合，當水中離子含量出現下降趨勢時，廢水水質的硬度就會大大降低，實踐證明，離子交換處理技術具有很高的可靠性與穩定性，經過離子交換技術處理之后，廢水的硬度就會明顯下降。從系統建設和運行成本層面而言，離子交換技術的應用主要是通過添加特殊化學藥品達到軟化水質的目的，這一方法能為廢水的進一步處理奠定良好基礎。
結語
在“超低排放”標準(環發［2015］164號文《全面實施燃煤電廠超低排放和節能改造工作方案》)的要求下，越來越多的電廠開始考慮對廢水進行深度處理和回用，實現零排放。電廠廢水實現零排放技術可行性已無疑問，且具有巨大的經濟效益、社會效益以及環境效益。
參考文獻
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