周学军
国家电投山东核电有限公司 山东烟台 265100
摘要：随着经济的高速增长，水环境负荷日益加重，水环境污染和水资源短缺不仅制约经济社会的绿色可持续发展，也造成了水资源的进一步短缺，电厂脱硫废水成分复杂、有害成分多，历来是电厂污染治理的难点。我国复杂的煤质和石灰石品质进一步导致脱硫废水水质多变，增加了废水处理难度。在环境容量和水资源短缺的双重夹击下，能否实现脱硫废水等电厂高盐末端废水的零排放，已逐渐成为发电企业生存和发展的制约因素。鉴于此，文章结合笔者多年工作经验，对发电厂的深度节水与废水零排放提出了一些建议，仅供参考。
关键词：发电厂；深度节水；废水零排放；策略
引言
电厂现有水处理系统普遍存在一定的运行问题。通过优化全厂水平衡系统，实现废水分类处理、分类回收、梯级利用，可降低废水产生总量。废水回用处理系统将反渗透浓水作为脱硫用水使用，实现全厂废水只有脱硫废水，即废水零排放处理只处理脱硫废水。因此，废水分质、分量梯级利用是实现电厂废水零排放的基础和关键，特别是将反渗透浓水作为湿法脱硫系统工艺补给水是降低废水排放量、实现废水梯级利用的重要手段；脱硫废水零排放工艺是最终实现全厂废水零排放的重要保证，建议采用旁路热烟气蒸发技术。两联合运用可实现全厂废水零排放。
1、发电厂废水零排放关键
我国水资源短缺且分布不均匀，只有提高废水循环利用效率，才能走出当前缺水和环境污染的困境，国家政府以及各界人士不断呼吁重视环境保护问题，因此人们对于环保的要求不断提高，这对发电厂废水处理提出了更高的要求。发电厂废水零排放是重复利用产生的各种废水，并将这些废水综合处理（即脱硫废水）。根据来源不同，发电厂废水主要分为生产废水、生活污水和冷却水排水。其中，生产废水包括化学再生废水、脱硫废水、含油废水、含煤废水、污泥排放废水、除灰废水及其他工业废水。各种类型的废水经过重复使用、梯度利用和回收进行再利用，经过回收利用后会产生高盐度废水，将其用于脱硫装置中以形成脱硫废水，其中各种膜工艺形成的浓缩水和各种循环水都可做脱硫工艺水，经过脱硫后的废水，基本消除各种重金属、无机盐、化学需氧量以及生物需氧量。综上所述，发电厂废水零排放的关键技术是脱硫废水的零排放。
2、发电厂废水系统普遍存在的问题
2.1高、低盐废水混排
某电厂原有废水系统对含不同污染因子，比如含油废水、含煤废水等都在设计上规定了单独收集处理，但没有对离子交换器再生的高盐和低盐废水进行分类收集，高低盐废水混排，这部分废水占了全厂废水的70%～80%，不仅造成大量低盐废水的浪费，也导致产生庞大的废水排放量，而高低盐混排的现象主要发生在凝结水精处理离子交换混床和化学补给水的离子交换器的再生废水，由于树脂再生废水掺入低含盐的冲洗水，废水量放大了3～4倍，同时除盐水浪费严重。
2.2缺乏实时监测数据
发电厂作为用水大户，每年取用的淡水严格按照关口计量统计和收费，不同地区、同一地区的不同季节水质（主要含盐量）相差很大，甚至有些内陆缺水地区还用当地污水处理厂提供的城市中水作为发电厂水源。由于存在水质差异，电力生产所需纯水的制取成本相差很大，产生的废水量和盐量、以及废水处理的成本也相差极大，虽然淡水取用入厂后，主要的淡水管线都安装了流量监测设备，但大部分用水支管或用户缺乏实时监测手段，不能实现动态水平衡，无法实时判断和深度挖掘节水潜力，废水排放也缺少流量水质监控。没有实时监测数据支持，不能实时动态反映取、耗水和酸碱耗的信息。淡水取用管理粗放，造成淡水的浪费，废水排放量失控。
3、发电厂的深度节水与废水零排放策略
3.1蒸发结晶技术
蒸发结晶技术指利用高温对废水进行蒸发浓缩，95%的废水经过蒸发、冷凝后可被再利用，而剩余5%的浓浆经处理后变为固体颗粒，根据其成分进行回收处理。目前成熟应用的蒸发结晶技术主要有多效蒸发（MED）、蒸汽机械再压缩（MVR）、热力蒸汽压缩（TVR）、低温常压蒸发（NED）。MED和MVR在国内电力行业均有应用实例，如广东河源电厂采用了MED技术。NED在国内电力行业无应用实例，但在石化行业有应用实例。该处理工艺成熟，蒸发回收后的水质良好。但脱硫废水中含有Ca2+，Mg2+，需经过软化处理或者使用阻垢剂来防止在蒸发过程中出现结垢，增加了运行成本。而且浓缩液蒸发产生的结晶盐固体纯度低，增加了后续处置费用。总体来看，该方法投资运行成本较高。
3.2膜浓缩减量工艺
处理高盐废水常用的膜浓缩减量工艺有DTRO（碟片反渗透）和HERO（高效反渗透）技术。DTRO（碟片反渗透）的核心是碟片式膜片、导流盘、O型橡胶垫圈、中心拉杆和耐压套管所组成的膜柱。和其他膜组件相比，DTRO技术具有流体通道宽、流程短、湍流行等特点，抗污染、抗污堵强，但其投资及运行维护成本较高。HERO工艺的预处理步骤要根据水化学和现场的专门设计规范来定制的。有一个步骤是不变的，这就是RO是在高pH条件下运行的。为了使RO能在高pH条件下运行，所有会引起膜结垢的硬度和其它阳离子成分必须除去。悬浮固体物应降至接近零以避免膜的堵塞，二氧化碳要除到一定程度以减少水的缓冲性。HERO技术对预处理要求较严格，但其投资成本相对于DTRO工艺更低。
3.3开发废水回用技术和实施废水回用
由于我国发电厂行业废水排放量巨大，目前绝大部分发电厂企业都已建立了废水深度处理与回收利用装置，水资源重复利用率大有提升，极大地降低了工业新鲜水用量和企业废水排放量，为企业带来了巨大的环保效益、社会效益和经济效益，但在工艺结构、管理方式、技术水平、吨油耗水量、吨油排水量等方面与国外先进水平相比仍有不小的差距，废水回用潜力很大，故此做好废水回用工作可以使废水成为一个巨大的潜在水源，对于缓解很多缺水企业和地区的用水有着深远的意义。
3.4废水资源化
3.4.1实行清污分流
在对废水进行处理的过程中，必须要采取清污分流的处理方式，将清水与污水分离;循环水系统内排出的清水、后期产生的雨水以及用于测试系统的清水需要与发电厂装置生产所产生的废水区分开，清水直接进入到循环利用;废水经过处理后再进行循环利用，坚决不能出现清水与废水混合的现象，尽可能地减轻废水处理系统的压力负荷。
3.4.2提高循环水的处理水平减少排污和新鲜水补充量
目前，鉴于我国发电厂的发展速度在不断加快，大多数企业也都会采用与其工艺技术相匹配的、先进的循环水处理技术，有效提高了循环水的浓缩倍数。现如今，有些企业的水处理系统处理后的循环水浓缩倍数已经达到了5倍甚至超过5倍，有效减少了水资源的使用以及污水的排放量。
结束语
综上所述，采用蒸发结晶技术，膜浓缩减量工艺，开发废水回用技术和实施废水回用，废水资源化，彻底消除环保隐患，经济效益及环境效益显著。
参考文献
[1]徐胜朋,于洋,刘文钊,黄传启,张猛,陶明峰,袭建学.火电企业节水及废水减排的技术与经验——评《火电厂深度节水及废水零排放》[J].灌溉排水学报,2019,38(10):137.
[2]张江涛.火电厂废水零排放技术路线比较及影响因素分析[J].中国电力,2018,50(06):120-124.
[3]张利权.发电厂废水零排放设计监理[D].华北电力大学(北京),2018.
[4]曹红梅,郭鹏飞,魏继林,王宏宾.火电厂废水零排放技术路线比较及影响因素分析[J].中国电力,2018,50(06):120-124.
[5]董娟.发电厂废水零排放设计监理[D].华北电力大学(北京),2018.