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(shè)的發(fā)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(xiàn)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(shù)量的不斷增加，也給火電廠企業(yè)帶來了更大的壓力。為此，火電廠有必要加大節(jié)水力度，而廢水處理和回收技術(shù)的應(yīng)用，對于提高污水處理效率，實現(xiàn)節(jié)約用水目的有著顯著效果，在火電廠企業(yè)中應(yīng)加大對其推廣力度，進而為行業(yè)的發(fā)展做出貢獻(xiàn)。
關(guān)鍵詞：火電廠；廢水；綜合治理
引言
水資源是影響人類社會發(fā)展的關(guān)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(dāng)前火電廠的發(fā)展建設(shè)具有直接的影響，也制約著火電行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。黨的十八大以來，隨著新發(fā)展理念的提出，人們對于生態(tài)環(huán)保的重視程度顯著提高，火電企業(yè)必須要更加重視自身的節(jié)能環(huán)保工作，才能跟上社會的發(fā)展要求。各級環(huán)保部門對于新建的火電廠在環(huán)保方面也提出了相當(dāng)高的要求，同時，老舊的發(fā)電機組改革工作也進一步加快，廢水零排放將是火電行業(yè)發(fā)展的趨勢。基于此，本文重點探討了煙道蒸發(fā)技術(shù)、三聯(lián)箱技術(shù)、蒸發(fā)結(jié)晶技術(shù)、水力排渣技術(shù)、離子交換處理技術(shù)，以供參考。
1煙道蒸發(fā)技術(shù)
煙道蒸發(fā)技術(shù)通過將廢水噴入煙道內(nèi)，霧化后經(jīng)煙氣加熱蒸發(fā)。污染物(包括結(jié)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(xiàn)對污染物的去除。煙道蒸發(fā)技術(shù)又分為主煙道蒸發(fā)處理技術(shù)和旁路煙道蒸發(fā)處理技術(shù)。
1.1主煙道蒸發(fā)工藝
廢水經(jīng)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(fā)形成水蒸氣，廢水中的鹽分結(jié)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(fā)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(jié)進入脫硫塔的漿液循環(huán)系統(tǒng)循環(huán)利用，從而實現(xiàn)廢水的“零排放”處理。該技術(shù)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(fēng)險。
1.2旁路煙道蒸發(fā)工藝
廢水經(jīng)過霧化噴射裝置(一般采用旋轉(zhuǎn)霧化噴嘴)霧化后，利用鍋爐熱煙氣(鍋爐脫硝后進空氣預(yù)熱器前的熱煙氣)作為熱源，在噴霧干燥塔或旁路煙道內(nèi)將廢水蒸發(fā)，水分以蒸汽形式進入煙氣，鹽分結(jié)晶形成小顆粒進入空氣預(yù)熱器后段隨煙氣被除塵器去除。該技術(shù)的特點為:無煙道腐蝕與積灰風(fēng)險;旋轉(zhuǎn)霧化噴嘴適應(yīng)性強;投資費用較高;影響鍋爐熱效率。旁路煙道蒸發(fā)技術(shù)已發(fā)展為煙道蒸發(fā)零排放路徑的代表性技術(shù)。煙道蒸發(fā)產(chǎn)生的固態(tài)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(chǎn)水泥熟料的原料，制造燒結(jié)磚、空心砌磚，鋪筑道路等。目前煙道蒸發(fā)技術(shù)在國內(nèi)電廠工程應(yīng)用較少，相關(guān)研究人員的研究內(nèi)容主要集中在蒸發(fā)過程的模型模擬，包括蒸發(fā)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(guān)系。
2三聯(lián)箱技術(shù)
當(dāng)前，在處理火電廠廢水工作過程中，運用最多的工藝技術(shù)是三聯(lián)箱工藝，這種工藝技術(shù)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(zhì)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(zhì)使水的pH值有所降低，達(dá)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(fā)結(jié)晶程序去除水中氯離子，而污泥也需要經(jīng)過脫水機進行脫水，脫水液再回流至中和箱繼續(xù)反應(yīng)，直至水中各項指標(biāo)都符合排放標(biāo)準(zhǔn)。三聯(lián)箱處理技術(shù)如圖1所示。
3蒸發(fā)結(jié)晶技術(shù)
在當(dāng)前廢水處理中，蒸發(fā)結(jié)晶技術(shù)有著相對廣泛的應(yīng)用，該技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)零排放的理想效果。從基本原理看，這種技術(shù)是將一定量的廢水輸送到蒸發(fā)器中，通過加熱的方式使廢水處于沸騰狀態(tài)，這樣廢水中的水分子不斷蒸發(fā)，水蒸氣在經(jīng)過冷凝處理后形成水被重復(fù)利用，廢水中的各種有毒有害物質(zhì)就會被截留到剩余的殘液中，在廢水不斷被蒸發(fā)的過程中，殘液的濃度會不斷提升，最終各種有毒有害物質(zhì)以結(jié)晶的方式呈現(xiàn)出來。
（1）多效蒸發(fā)系統(tǒng)。這種系統(tǒng)讓能量得到最大限度的利用，尤其是循環(huán)使用，一般是把新鮮蒸汽作為首先加熱蒸汽，在經(jīng)過一系列操作處理后，蒸汽實現(xiàn)冷凝，從而得到高質(zhì)量的淡水，整個系統(tǒng)流程也就完成了。從理論上看，效數(shù)和蒸汽實際利用率呈正比例關(guān)系。但是在實際操作中，如果效數(shù)超過了一定數(shù)量，那么蒸發(fā)操作將難以開展，這是因為多效蒸發(fā)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(huán)境中，如果效數(shù)持續(xù)增多，就會對其他內(nèi)容產(chǎn)生直接影響，最終嚴(yán)重影響蒸發(fā)操作的順利進行。
（2）MVC系統(tǒng)。從基本原理上看，該系統(tǒng)是借助二次蒸汽的作用，將電能轉(zhuǎn)化為熱能，這樣二次蒸汽的焓就會顯著增加，最終在相關(guān)操作后，二次蒸汽既有的熱能會被重復(fù)利用，減少對外部環(huán)境中新鮮蒸汽的實際利用量，依托于蒸發(fā)器自身的循環(huán)達(dá)到蒸發(fā)循環(huán)的基本目的。經(jīng)壓縮機增壓升溫后蒸汽，在作為再生熱源而循環(huán)應(yīng)用于對處理液的熱傳遞和連續(xù)蒸發(fā)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(dāng)前的技術(shù)應(yīng)用上看，在廢水實際處理中，效果最為明顯的是蒸發(fā)結(jié)晶，通過這種方式可以將廢水中的各種固體物質(zhì)分離出去，進而實現(xiàn)零排放的效果。
4水力排渣技術(shù)
該處理工藝的原理是將廢水直接排入渣水系統(tǒng)，使其產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，再經(jīng)過過濾系統(tǒng)，徹底脫除廢水中的雜質(zhì)。此外，廢水中的水可對渣水系統(tǒng)進行補充，達(dá)到了節(jié)約水資源的目的。這種工藝技術(shù)的好處是不需要對水力除灰系統(tǒng)進行改造，也不必增設(shè)其他廢水處理設(shè)備，節(jié)省了投資，操作起來也十分方便。如果廢水的流量比較小，應(yīng)用此項工藝技術(shù)就可實現(xiàn)廢水零排放目標(biāo)。當(dāng)前，這種處理方式已被廣泛應(yīng)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(yīng)用于國內(nèi)所有電廠。如果廢水的流量比較大，就不能與渣水系統(tǒng)保持水量平衡，在特定環(huán)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(tǒng)管道受到侵蝕，必須要引起重視。
5離子交換處理技術(shù)
離子交換處理技術(shù)的應(yīng)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(jié)合，當(dāng)水中離子含量出現(xiàn)下降趨勢時，廢水水質(zhì)的硬度就會大大降低，實踐證明，離子交換處理技術(shù)具有很高的可靠性與穩(wěn)定性，經(jīng)過離子交換技術(shù)處理之后，廢水的硬度就會明顯下降。從系統(tǒng)建設(shè)和運行成本層面而言，離子交換技術(shù)的應(yīng)用主要是通過添加特殊化學(xué)藥品達(dá)到軟化水質(zhì)的目的，這一方法能為廢水的進一步處理奠定良好基礎(chǔ)。
結(jié)語
在“超低排放”標(biāo)準(zhǔn)(環(huán)發(fā)［2015］164號文《全面實施燃煤電廠超低排放和節(jié)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(xiàn)零排放。電廠廢水實現(xiàn)零排放技術(shù)可行性已無疑問，且具有巨大的經(jīng)濟效益、社會效益以及環(huán)境效益。
參考文獻(xiàn)
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