火力发电厂厂区污水回收利用方案分析
1 污水回收利用的必要性
近年，我国北方地区火力发电厂均加大了节水的投资，在采取提高循环水浓缩倍率等节水方法的同时，开始关注厂区生产及生活污水回收利用问题，一些电厂已开始进行投资建设。其必要性是：
a. 国家环境保护的政策和法规越来越严，污水超标排放的惩罚也越来越重，污水排污 费和城市污水处理费也逐年上升，迫使电厂加大污水治理的投资，从而减少污水的排放量。
b. 地下水超量开采，水库存水渐少，严重威胁着电厂正常生产用水需要，迫使电厂重 视节水工作。
c. 国家南水北调的工程已经正式启动，为了促进公民的节水意识及筹集南水北调的工 程资金，北方地区的生产和生活用水的费用还将大幅度上升，因此加强污水回收等节水工作是降低企业运行成本、提高企业竞争能力的需要。
d. 新的水处理技术的应用和发展为污水回收利用提供了技术支持。
2 污水的水质特点
2.1 生产污水的水质特点
厂区的生产污水主要来自设备检修、正常环境及设备维护时用水的排放，一些电厂由于早期设计与管理上的原因，工业排水也可能进入厂区排水管网，这就构成了电厂生产污水的来源。其特点为：
a. 水中可能含有工业油成份，其它有机 物成份较少。
b. 水中含盐量发生变化，水的电导率较原水升高，水的腐蚀和结垢倾向增 大。
c. 水的浊度增大，水量随时间的波动大，在机组大小修期间等特殊时期，水质变化较 大。
2.2 生活污水的水质特点
厂区的生活污水主要来自洗手间和洗浴间排放的水，水中人体代谢物较多，与生产污水相比，水中有机物和氨氮含量增加，细菌成分复杂，气味难闻，但与居民生活区的污水比较，其水中成份相对固定，水质也相对较好。
2.3 其它来源
厂区的污水来源，除上述2部分外还可能有雨季的雨水。
在厂区的污水收集系统中，上述几种污水很难分别收集，大都汇集混合在一起，因此在处理厂区生产和生活污水（含雨水等）时，应综合考虑。
2.4 污水的特点
一天内厂区生产和生活污水的水质与排量白天和晚上的变化幅度大，但是均呈长期相对稳定的规律性变化；污水中的油、有机物、含盐量和氨氮含量较原水有大幅度提高，但有机物和氨氮含量较城市污水相对较低。根据长期对河北省南部电网电厂的厂区污水分析统计结果表明，其水中COD含量一般为10～20 mg/L，小于城市污水COD的含量。
3 污水处理及回收的技术分析
3.1 生化处理方案的不足
近年投产的火力发电厂均设计安装了污水处理设备，对于厂区生产和生活污水一般采用生化处理方案，但使用情况都不理想。首先，电厂缺少专业管理和运行维护人员，难以保证系统的正常运行；其次，对电厂污水的水质特点和水量变化缺乏足够了解，造成系统设计不合理，无法满足运行要求；第三，由于电厂污水中COD含量较低，无法满足生化处理中细菌生长繁殖的营养需要。因此，在电厂生产和生活污水处理回用的过程中，应慎重考虑利用生化方案处理水中有机物。
3.2 用于冲灰水
根据电厂生产和生活污水的特点，最好优先用做冲灰水。它的优点为：
a. 做冲灰水 的设备投资不大。
b. 利用灰渣对污水进行吸附过滤，即可除去水中的部分有机物，使排 水达到环保排放要求，因此对污水的厂区治理比较容易完成。
c. 当电厂生产和生活污水用于 冲灰后，减少了循环水的排污量。
d. 通过提高循环水浓缩倍率的节水工艺，比将污 水达到循环水补充水的工艺更成熟，投资更少。
3.3 用于循环水补充水
为节约用水和综合利用粉煤灰，一些电厂在采用干法除灰或粗细灰分离技术后，循环水排污水降低，因此可以将电厂生产和生活污水用于循环水补充水。根据对循环水的要求，将电厂生产和生活污水应用于循环水补充水时应重点分析其对循环水阻垢、腐蚀、杀菌方面的影响。
a. 电厂生产和生活污染水与原循环水补充水相比，其硬度含量升高，因此结垢倾向加 大，若将处理后的电厂污水用于循环水，应通过试验确定其处理工艺和控制倍率。
b. 电厂生产和生活污水的含盐量较原循环水补充水的高，水质成份复杂，腐蚀性增强 ，特别是污水中的有机生物对凝汽器管材、循环水管道和水泥构件都构成腐蚀威胁。
c. 电厂生产和生活污水中复杂的有机物和细菌将会给循环水系统的安全运行构成极大 威胁，目前国内以城市中水和严重污染的地表水是做为循环冷却水的电厂中，其循环水pH值降低，凝汽器管材、循环水管道和水泥构件腐蚀严重。这除了与循环水补充水的处理工艺有关，还与其本身有机物含量高和成份复杂有直接关系。而有机物含量高将为细菌的生存提供养料，同时部分细菌还将直接和间接地腐蚀凝汽器管材、循环水管道和水泥构件。因此，加强杀菌技术的研究与控制将是电厂生产和生活污水应用于循环水的关键。
4 污水用于循环水补充水的预处理
4.1 方案流程
根据污水水质特点，在水中COD含量不高的情况下，考虑循环水处理要求，拟采用下列处理方案应更经济和可行，见图1。
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4.2 污水杀菌处理
对污水进行杀菌处理，一方面是防止细菌繁殖对澄清处理产生不良影响；另一方面是因为杀菌剂一般为氧化性物质，在中性和酸性条件下有较好的杀菌效果，故在前期采用杀菌处理效果更佳。
4.3 除油设备
无论采用生化处理还是澄清过滤处理，均不能有效除去水中的油类物质，而电厂污水中的油脂含量比较高，因此利用油水分离原理设计除油设备是必需的。
4.4 澄清处理
4.4.1石灰处理
根据水的离子成份，石灰加入后将会发生下列反应：
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由上述反应可以看到，采用石灰处理可有效去除水中的钙、镁，为循环水浓缩后防垢创造了条件。石灰处理工艺在除去水中重碳酸盐的同时，还具有较好的除去水中有机物的效果。研究表明其除去有JP2机物的比例优于目前常用的聚合铁、聚合铝、硫酸铁、硫酸铝等混凝剂。此外，石灰处理还具有良好的脱色、除臭、杀菌等作用。
4.4.2聚合铁处理
由于聚合铁的pH值适用范围比聚合铝的大，在澄清处理工艺中，为更大限度地除去水中浊度，采用了辅助的加聚合铁处理工艺。
4.5 加硫酸处理
加硫酸可调整水的pH值，因经过石灰处理后水的pH值较高，将可能在过滤器和补水管道结垢，同时较高的pH值对提高循环水的浓缩倍率也不利。
4.6 过滤器及过滤水的杀菌
过滤器可降低循环水补充水的浊度。浊度的降低可防止粘泥的形成，有利于凝汽器的安全运行。加入过滤水进行杀菌，可进一步降低补水的细菌含量，防止细菌对循环水系统造成恶劣影响。
4.7 其它措施及注意事项
石灰处理是整个工艺的关键，其主要作用是除去重碳酸盐硬度和有机物，但该工艺的缺点是投资多、占地面积大、运行成本高、维护工作量大，同时其除去有机物的效果有限，一些特殊的菌种可能会导致循环水pH值降低及循环水管道、凉水塔水泥构件、凝汽器管材腐蚀加剧等后果。根据上述情况和目前水处理技术的发展，推荐利用微滤和超滤技术除去水中的浊度和有机物，然后采取加硫酸或弱酸处理工艺除去水中部分硬度，提高循环水浓缩倍率。
伴随着循环水处理的杀菌、阻垢、防腐加药处理工艺，水原有的稳定态会产生变化，可能对凝汽器系统构成腐蚀威胁，因此在节水工艺选用后，循环水加药方案一定要进行重新验证或调整试验。
5 结论
a. 在水质COD含量不高的情况下，应优先考虑采用非生物法处理污水，如石灰处理，而 微滤和超滤处理是下一步应该关注和研究的方向。
b. 杀菌处理是保证污水利用的关键，杀菌效果不好，将会导致循环水系统pH值降低、凝汽器污垢热阻上升、循环水系统腐蚀等系列后果。
c. 污水的深度处理工艺应将除浊、除去有机物、除硬、杀菌统筹考虑。
d. 循环水系统的腐蚀是污水能否利用的关键，应进行深入研究，确保万无一失。
e. 污水利用前应根据污水量和水质特点进行循环水系统的模拟试验，并根据模拟试验结果确定新的循环水加药处理工艺。
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