火力发电企业废水零排放技术研究与应用

摘要：随着全球对环境保护意识的增强，火力发电企业废水零排放技术的研究与应用成为当前工业领域的重要课题。火力发电过程中产生的废水，包括化学废水、含油废水、生活污水及脱硫废水等，若未经妥善处理直接排放，将对环境造成严重污染。因此，本文旨在系统阐述火力发电企业废水零排放技术的研究进展及其实际应用情况，重点分析预处理、浓缩减量、膜分离等关键技术，并探讨其在实现废水零排放目标中的重要作用。通过对现有技术路线的综合评估，本文旨在为火力发电企业废水零排放技术的进一步优化与应用提供理论依据与实践指导。

关键词：火力发电企业；废水零排放；蒸发结晶；膜分离技术

1 火电厂废水种类及处理回用方式

1.1 循环水排污水

循环水作为火电厂机组冷却的重要水源，其排污水具有含盐量高、水质稳定性大、水量大的特点。目前多采用浓缩脱盐的方式进行处理，具体工艺为“预处理(软化+混凝+澄清)+深度除盐(膜处理/电渗析)”，通过此工艺将循环水排污水中的离子脱除。为了降低运行成本，研究者开发了丸粒化结晶造粒技术，进行循环水排污水的除硬软化，大幅降低钙硬度及部分镁硬度，并实现副产品的资源化回收。

1.2 化学水系统排水

化学水系统排水主要包括锅炉补给水系统和凝结水精处理系统的混床酸碱再生废水、反渗透膜(RO)浓水和系统的冲洗排水。酸碱再生废水和系统冲洗排水通过酸碱中和的方法将pH值调节到6～9的范围，并将处理后的水输送到回用清水箱。对于离子含量和悬浮物不达标的废水，可进一步采用“絮凝沉淀+过滤澄清”的工艺流程进行处理。RO浓水含盐量高，可采用化学除盐、电化学等方法进行脱盐处理。化学水系统排水可根据废水氯离子含量，选择与其他废水混合后用于脱硫工艺水补水。

1.3 除灰渣废水

除灰渣废水主要包括湿式除渣废水和水力除灰废水，具有高pH、高含盐量、高悬浮物含量的特点。多采用调节pH、去除悬浮物的方法进行回用处理，一般采用“絮凝沉淀+澄清+过滤”工艺。煤灰渣废水采用闭式循环处理，处理后的煤灰渣废水返回原系统。目前，也有将脱硫废水引入渣水系统，利用渣水高pH的特点去除脱硫废水中重金属、悬浮物等污染物的研究和应用。

1.4 含煤废水

含煤废水具有悬浮物高、COD值较高、色度和浊度高的特点。一般采用“预沉淀+混凝澄清+过滤”的处理工艺，处理后出水悬浮物(SS)浓度小于20 mg/L。采用电絮凝或高效微孔陶瓷过滤的方式，出水SS的浓度则能够低于10 mg/L，实现含煤废水循环利用。如果废水中含有油，则需要在沉淀之后采用气浮工艺处理。

1.5 含油废水

含油废水中含有浮油、分散油、乳化油和溶解油等，处理工艺通常是采用几种方法联合处理，以除去不同状态的油。目前常用的处理工艺有“物化隔油+气浮分离+过滤/吸附”的处理工艺。对于乳化油含量较高的废水，可在物化隔油后增加絮凝床，油污与絮凝床中填料反应分解后与絮凝剂形成沉淀排出。

1.6 生活污水

生活污水中悬浮物、色度、油的含量较高，排放量较小。生活污水一般采用生物接触氧化或曝气生物滤池的生化方式进行处理，常用的处理工艺为“生化处理+沉淀+过滤+消毒”，处理后的出水可用作循环水补充水、脱硫系统工艺用水、厂区绿化用水。对于企业外部有市政污水管网的，也可将生活水排入市政污水管网系统。

2 脱硫废水零排放技术

2.1 预处理技术

由于脱硫废水中含有大量悬浮物颗粒、重金属，以及Ca2+、Mg2+、SO42-等结垢性离子，为了满足后续水处理单元的进水水质要求，脱硫废水必须进行预处理。目前常用预处理方式有石灰(或烧碱)-碳酸钠、石灰-硫酸钠-碳酸钠(硫酸钠辅助软化，SAP)等方式。

石灰(或烧碱)-碳酸钠软化法已广泛应用于废水的软化处理。投加石灰(或烧碱)可以形成Mg(OH)2沉淀，降低脱硫废水中Mg2+含量；然后投加Na2CO3去除水中的Ca2+。该工艺具有稳定性和可靠性好的优点，但消耗大量的化学药剂，产生大量污泥，增加污泥处理成本。相比之下，烧碱软化废水具有有效利用率高、对镁硬度去除率高等优点。石灰-硫酸钠-碳酸钠软化法是用价格较为低廉的硫酸钠，取代一部分碳酸钠，用于去除废水中部分Ca2+，起到辅助软化的作用；最后再投加Na2CO3去除剩余Ca2+。该技术可以降低软化成本，比传统石灰-碳酸钠软化法节约药剂费用约40%～70%。

2.2 浓缩减量技术

浓缩减量技术主要是通过将经过预处理的脱硫废水进行浓缩，降低废水量，提高后续处理效率。浓缩减量主要包括膜浓缩和热浓缩技术。反渗透(RO)是一种以压力差为推动力，从溶液中分离出溶剂的膜分离操作，在膜的低压侧产出淡水，在高压侧得到浓盐水。正渗透(FO)依靠选择性渗透膜两侧的渗透压差为驱动力自发实现水传递的膜分离过程，具有能耗低的特点。

热法浓缩技术包括多效蒸发(MED)和机械式蒸汽再压缩技术(MVR)。MED技术是通过多次重复利用蒸汽热能来减少热能消耗，降低运行成本。MVR技术则是利用压缩机提高二次蒸汽的压力和温度，使其作为热源重新加热料液，从而实现循环蒸发。

2.3 膜分离技术

膜分离技术在脱硫废水处理中具有重要作用。超滤(UF)和反渗透(RO)是两种常用的膜分离技术。UF能够去除废水中的大分子物质、胶体、细菌和悬浮物，而RO则能够进一步去除废水中的溶解性盐分和有机物。通过UF-RO组合工艺，可以显著提高废水处理效果，实现废水的深度净化。

2.4 生物处理技术

生物处理技术因其环保高效而广受欢迎。通过菌群降解有机物，助力零排放目标的实现。同时，结合化学处理，可进一步提升处理效率。生物处理技术主要包括好氧生物处理和厌氧生物处理两种方式。好氧生物处理通过好氧微生物的作用，将废水中的有机物分解为二氧化碳、水和无机物等无害物质。厌氧生物处理则是在无氧条件下，通过厌氧微生物的作用，将废水中的有机物转化为甲烷等气体。

3 火电厂废水零排放技术的应用

3.1 预处理技术的应用

预处理技术作为废水处理的第一道工序，对于提高后续处理效率具有重要意义。在火电厂废水处理中，预处理技术主要包括格栅、沉淀池、中和池等物理和化学方法。通过预处理技术，可以去除废水中的大颗粒物质、悬浮物、重金属离子等污染物，为后续处理提供有利条件。

3.2 浓缩减量技术的应用

浓缩减量技术通过降低废水量，提高后续处理效率。在火电厂废水处理中，浓缩减量技术主要包括膜浓缩和热浓缩两种方式。膜浓缩技术以其高效、节能、环保的特点，在火电厂废水处理中得到了广泛应用。通过膜浓缩技术，可以将废水中的水分和盐分有效分离，实现废水的减量化和资源化利用。同时，热浓缩技术也作为一种有效的废水浓缩方式，在火电厂废水处理中发挥着重要作用。

3.3 多种技术的综合应用

在火电厂废水零排放的实现过程中，往往需要多种技术的综合应用。例如，可以将预处理技术与浓缩减量技术相结合，先通过预处理技术去除废水中的大颗粒物质和悬浮物，再通过浓缩减量技术降低废水量；或者将膜分离技术与生物处理技术相结合，利用膜分离技术去除废水中的溶解性盐分和有机物，再通过生物处理技术进一步降解废水中的有机物。多种技术的综合应用可以充分发挥各种技术的优势，提高废水处理效率和处理效果。

4 结束语

火力发电企业废水零排放技术的实现对于环境保护和可持续发展具有重要意义。通过预处理技术、浓缩减量技术、膜分离技术、生物处理技术以及蒸发结晶等多种技术的综合应用，可以有效去除废水中的污染物，实现废水的零排放。同时，技术创新与优化也是推动火电厂废水零排放技术不断进步和发展的重要途径。

参考文献

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