浅谈火力发电厂废水处理

浅谈火力发电厂废水处理学生：罗娜学号：20123698科目：能源动力过程中的环境保护专业：热能与动力工程班级：热动02班重庆大学动力工程学院2015年06月摘要在经济社会飞速发展的背景下，我国水资源的消耗量也是逐年增长，众所周知，电厂是用水量较大的组织，并且排出的废水多种多样，其废水中的污染物也有很多。

电厂对其排放的废水进行有效的处理和回收利用，不仅能在很大程度上降低自身对水资源带来的污染，更能有效的节约水资源，这对于经济社会的可持续发展有着重要意义。

关键词：电厂；废水处理；技术1 引言根据调查显示，全世界有近一半的废水未经处理就排入水体，使水资源受到严重的污染，威胁着人类的身体健康。

而火力发电厂不仅是用水和排水大户，同时也是污染大户。

据统计，火电厂每年排水约占全国工业企业排放量的10%,达标率约为80%[1]。

从环保角度出发，火电厂排水对受纳水体的影响较大，虽然污染物的浓度不高，但由于其排放量大，使得排污总量比较大，从而对环境的污染程度也就较严重。

目前,我国火力发电厂大多具备酸碱废水、含油污水、生活污水处理的设施，加大了对废水治理的力度，工业废水达标率大于90%；灰水闭路循环电厂数量呈上升趋势，灰水回收率在29%左右；浓浆除灰渣系统在增加，灰渣分除工艺在增加，灰场排水回收量也在增加[2-5]。

2 火力发电厂各类废水及其对环境的影响水是火力发电厂重要的工质，除作为能量承载体外，在其全部工序中亦有多处产生废水。

这些废水分为经常性排水和非经常性排水两大部分[6]。

经常性排水包括：锅炉补给水处理系统再生排水、化学实验室排水、凝结水处理再生废水、澄清、过滤设备排放的泥浆废水、锅炉排污水、生活污水、冲灰废水、烟气脱硫废水等。

处理流程如图1所示。

非经常性排水包括：锅炉化学清洗废水、机组启动排水、空预器碱冲洗废水、凝汽器、冷却塔冲洗废水、煤厂废水等。

处理流程如图2所示。

2.1 含油废水火力发电厂虽然以燃煤为主，但其燃煤电厂的重油设施、主厂房、电气设备、辅助设备等都可能排出含油废水。

这些油包括重油、润滑油、绝缘油、煤油和汽油等。

重油设施的含油废水是指水泵的冷却水，重油设施的凝结水，被重油污染的地下水以及事故排放和检修所造成的废水；主厂房含油废水是指汽机和转动机械轴承的油系统泄漏的油而产生的含油废水；电气设备（包括变压器、高压油开关等）所造成的含油废水是由于法兰连接处泄漏引起的。

油珠在废水中的存在形态有三种：悬浮态油珠，其粒径大于25μm，可借助本身与水的密度差上浮于水面，所以可用沉降法进行分离；乳化油珠，其粒径在0.5～2.5μm之间，不易用沉降法去除，必须用气浮法或混凝法去除；溶解态油珠，其粒径小于1.0μm，所以用一般物理法（如离心法，过滤法，浮选法等）不易进行分离。

目前含油废水的主要问题是水中含油量和含酚量超标。

含油废水排入天然水体，且超过一定限量时，一部分轻的石油就会在水面上形成一层油膜，破坏天然水体的自然爆气条件，而重的石油就会沉于水体底部，从而影响水中动植物群体的正常活动，甚至死亡。

为此，渔业水体规定石油类产品的允许浓度为0.05mg/L。

2.2 化学水处理废水化学水处理废水包括澄清设备的泥浆废水、过滤设备的发洗排水，离子交换设备的再生、冲洗废水以及凝结水净化装置的排放废水等，其废水量决定于水处理设备的规模、水质及运行方式。

澄清设备排放的泥浆废水化学成分与原水水质和加入的混凝剂等因素有关。

主要有 CaCO3、CaSO4、Fe（OH）3、Al（OH）2、Ca（OH）2、Mg（OH）2、MgCO3、各种硅酸化合物和有机杂质等。

泥浆废水中的固体杂质含量在1%～2% 左右，其废水量一般为处理水量的0.1%～0.5%。

这种废水排入天然水体，不仅会增加天然水体的碱性物质含量，而且也增加水的浑浊程度。

离子交换设备在再生和冲洗时，会产生一部分再生废水，其水量大约为处理水量的1%左右。

虽然这部分废水水量不大，但水质很差，如阳离子交换设备用酸（H2SO4或HCl）再生时，再生过程中大约有50%的水量上酸性废水，其平均酸度为0.3%～0.5%。

阴离子交换设备用碱（NaOH）再生时，再生过程大约有25%的水量是碱性废水，碱的浓度平均大约为0.5%～0.7%。

这两种再生废水中还含有大量的溶解固体物，平均含盐量为7000～10000mg/L。

如将再生、冲洗废水排入天然水体，不仅会增加水中的重金属含量和含盐量，而且会改变水体的PH值。

水的PH值过高或过低，都会影响水生生物的生长，有时还会对输送管道和设备引起沉积物沉积或腐蚀。

2.3锅炉化学清洗和停炉保护废水对大型机组，不仅要求新建锅炉启动前要进行化学清洗，受热面上的沉积物超过有关规定的运行机组也要进行化学清洗。

锅炉的化学清洗一般是按照水冲洗、碱洗、酸洗、漂洗和钝化几个步骤进行的，而每一步操作都会产生一定量的废水。

其废水总量一般为清洗系统水容积的15～20倍。

其化学成分浓度大小与所采用的药剂组成以及锅炉受热面上被清除赃物的化学成分和数量有关。

目前国内常用的化学清洗剂有 HCl、H2SO4、HF、HNO3、氨化 EDTA、氨化柠檬酸等等，因此，在这种废水中除含有酸、碱、盐及有机物之外，还含有大量的重金属、有机毒物以及重金属与清洗剂之间形成的各种复杂的络合物或螯合物等。

停炉保护是锅炉的主要防腐措施之一，它对锅炉的安全运行有重要意义，这部分废水的排放量大体与锅炉保护的水容积相当。

但其因所采用的化学剂大都是碱性物质，如NaOH，氨水、联氨、磷酸三钠， NH4HCO3、（NH4）2CO3及碳酸环已胺等，所以排放的废水都呈碱性，且含有一定数量的铁、铜的化合物。

以上两种废水排入天然水体，不仅会改变水的PH值，而且会增加水的含盐量，重金属（铁）及有机物等。

由于两种废水都是非经常性废水，具有排放集中、流量大，水中污染物成分和浓度随时都在变化的特点，所以处理比较困难，往往需要几步处理之后才能达到排放标准。

2.4锅炉烟气的除尘器排水和水力冲灰、冲渣废水这部分废水可统称为冲灰废水。

因为我国的火力发电厂是以燃煤为主，因此粉煤灰的排放量是很大的。

据1990年有关资料统计，我国每年的排灰渣量大约为650万吨，如全部采用水力冲灰，且灰水比按1:15计算，则每年可产生的冲灰废水量可达97500万m³。

冲灰废水中杂质的成分不仅与灰、渣的化学成分有关，而且还与冲灰水的水质，锅炉的燃烧条件、除灰与冲灰方式及灰水比等因素有关。

对粉煤灰的化学分析表明，其化学成分不仅有：SiO 2、Al2O3、Fe2O3、CaO、MgO、Na2O、K2O等氧化物，而且还有少量的诸、砷、汞、铅的化合物、氟的化合物和硅的化合物等。

当水和灰、渣接触时，灰、渣中的这些矿物质便溶解于水中，从而产生了冲灰废水。

冲灰废水排入天然水体，不仅会增加水中悬浮物的含量，而且会使一些重金属或有毒元素超过排放标准。

目前我国灰场溢流水主要是悬浮物、PH值和氟化物含量超过排放标准。

2.5生活废水生活污水是指厂区职工与居民在日常生活中所产生的废水，它包括厨房洗涤、沐浴、衣服洗涤、卫生间冲洗等废水。

生活污水量根据厂区职工的生活用水量和居民居住区的用水量来确定。

生活污水的水质成分主要取决于居民的生活状况、生活习惯以及生活水平（如用水量等），它往往含有大量的有机物，如蛋白质、油脂和碳水化合物等。

如将其排入天然水体，会使水中COD剧增，甚至引起富营养化。

3火电厂废水处理技术3.1含油废水的处理含油废水通常采用浮力浮上法进行分离。

所谓浮力浮上法，就是指借助水的浮力，使废水中密度小于或接近于1的固态或液态污染物浮出水面而加以分离的处理技术。

按其污染物的性质和处理原理不同，浮力浮上法又分为自然浮上法、气泡浮上法和药剂浮选法三种自然浮上法是利用油与水之间自然存在的密度差，让其上浮到水面而加以去除的方法，它分离的对象是废水中直径较大的粗分散性可浮油粒，采用的主要设备是隔池池。

气泡浮上法简称气浮[8]，它是利用高度分散的小气泡粘附于废水中的污染物上，并使之随气泡上浮到水面而加以去除的一种工艺。

所以，实现气浮处理的必要条件是使污染物能粘附于气泡上。

药剂浮选法是向废水中投加浮选药剂，选择性地将亲水性油粒转变为疏水性油粒，然后再附着在小气泡上，并上浮到水面加以去除的方法，它分离的主要对象是颗粒较小的亲水性油粒。

如上所述，火力发电厂的含油废水，经隔油板和气浮处理之后，有时仍达不到排放标准，这时还应采用生物转化进一步降低油污染物的含量，图3是某电厂处理含油废水的工艺流程[11]。

3.2化学水处理废水的处理3.2.1酸碱废水处理酸性废水的含酸量一般不大于3%～5%，碱性废水的含碱量一般不大于1%～3%，回收的价值不大，大多是采用自行中和法进行处理。

两种废水都是在化学水处理车间内产生的，但两者往往不是同时产生的。

因此，要想利用自行中和就必须设置中和池，即先将酸性废水（或碱性废水）排入池内，然后再将碱性废水（或酸性废水）排入，搅拌中和，使PH值达到6～9以后排放。

化学水处理酸、碱废水除采用自行中和外，还可采用弱酸型阳树脂处理。

这种处理方式是将化学水处理车间产生的酸性废水和碱性废水交替通过弱酸性阳离子交换树脂，处理后可使两种废水的pH值控制在6～9之间，而且合格率可达到80%以上。

3.2.2无机废水处理[1]无机废水的主要污染物为酸或碱、悬浮物、溶解盐等。

对于酸或碱可采用中和法(中和沉淀法)处理,酸或碱的浓度过高时，应考虑回收利用。

对于悬浮物或胶体，可采用沉淀、混凝等方法去除，而溶解盐的去除，主要应靠吸附、离子交换、电渗析等方法[7]。

3.2.3有机废水处理有机废水是指锅炉有机酸洗的废水, 采用蒸发池进行蒸发处理。

3.3锅炉化学清洗废水和停炉保护废水的处理3.3.1除去重金属离子和悬浮固体在这种废水中所含的重金属离子多半是铁，而且是以Fe2+的形态存在，一般采用化学沉淀的方法除去，首先调节废水的pH值，破坏重金属离子与清洗药剂的络合物，然后再加入沉淀剂，使金属离子以氢氧化物的形式沉降并与废水分离。

3.3.2除去CODCOD是指化学需氧量。

水中的还原性物质有各种有机物、亚硝酸盐、硫化物、亚铁盐等。

但主要的是有机物。

因此, COD又往往作为衡量水中有机物质含量多少的指标，化学需氧量越大,说明水体受有机物的污染越严重，去除COD，也就是降低COD 的意思，就是减少水中还原性物质。

当用有机酸作清洗剂时，便产生有机酸废水，其中 COD含量高达几千甚至上万mg/L，这时采用焚烧法。

先将pH值调节到8～9，然后通过焚烧泵与喷嘴把废水喷入炉膛内焚烧。

废水中的有机酸物质在炉内1000℃高温下，迅速分解二氧化碳和水蒸汽。

而与有机物络合的重金属则变成简单的金属氧化物。