文章分析了火電廠廢水的特點，提出了火電廠廢水新的分類方法(如將廢水分成無需脫鹽處理、需要脫鹽處理、可循環使用和不能回用等4類)；分析了火電廠各類廢水的回用現狀；討論了廢水的回用方式(如低含鹽量、高含鹽量廢水的回用和其他廢水的回用)；指出了廢水綜合利用的技術要點，特別強調了廢水綜合利用的關鍵是在提高灰水比和循環水濃縮倍率的基礎上使高含鹽量的廢水量與沖灰系統的補水量相匹配。
關鍵詞：電廠污水處理,火電廠廢水處理,廢水回用,水資源
火電廠的節水途徑包括采用空冷技術、提高循環水濃縮倍率、開展廢水回用等。其中，空冷具有耗水量少的優點，但熱效率低，只能用于北方嚴重缺水的地區。廢水回用是火電廠節水減排的重要途徑，通過廢水回用，可以替代火電廠30％ 以上的新鮮水，節水潛力巨大；同時又可以減少電廠的廢水外排量，減輕對環境的污染。因此，對廢水綜合利用，實現廢水資源化，已成為火電廠實現可持續發展的必由之路。
1 火電廠廢水的特點和分類
1．1 廢水的特點
與化工、造紙等工業廢水相比，火電廠的廢水有以下特點：
(1)廢水的種類很多，水質水量差異很大。電廠主要的廢水包括循環水排污水、灰渣廢水、工業冷卻水排水、機組雜排水、含煤廢水、油庫沖洗水、化學水處理工藝廢水、生活污水等。
(2)廢水中的污染成分以無機物為主。在生產過程中進入水體的有機污染物主要是油，其他有機成分很少。
(3)間斷性排水較多。
表1為火電廠幾種主要廢水的特點分析。
| 表1 火電廠廢水的特點分析 |
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1．2 廢水的分類
對廢水進行合理的分類是廢水綜合利用的基礎，同一類廢水可以采用同一類處理工藝實現回用。目前，火電廠廢水的分類主要是按照廢水的來源確定的，種類很多，與回用沒有直接的關系。根據火電廠各類廢水的水質水量特點，以處理回用為目標，可以將火電廠的廢水分為以下幾類：
(1)不需要脫鹽處理即可回用的低含鹽量廢水。這類廢水包括機組雜排水、工業冷卻水系統排水、生活污水等。這部分水的共同特點是在使用過程中含鹽表1 火電廠廢水的特點分析量沒有明顯的升高，回用處理系統不考慮脫鹽，處理后的水質可以達到或接近工業水的水質標準，甚至可以替代新鮮水源。這類水的深度處理成本相對較低，因此目前在電廠中回用的比例較高。
(2)需要脫鹽處理才能回用的高含鹽量廢水。這類廢水的特點是水在使用過程中因為濃縮或者加入了酸、堿、鹽而使含鹽量大幅度升高，一般含鹽量可達工業水的數倍以上。典型的例子有反滲透濃排水、離子交換設備再生廢水、循環水排污水等。這種水除了用于沖灰、除渣、煤場噴淋之外，回用必須經過脫鹽處理，因此回用系統比較復雜，回用成本比較高，所以目前的回收利用率較低。因為經濟的原因，循環水排污水的回收處理必須在較高的濃縮倍率下才能實現。各電廠循環水排污水的含鹽量因補充水水質和濃縮倍率的不同而差別很大。如寶雞第二發電廠，濃縮倍率達到5左右，循環水排污水的含鹽量僅為 1 200 mg／L；而山西某些電廠，濃縮倍率為2，而含鹽量就達到1 000 mg／L以上。
(3)循環使用的廢水。這類廢水包括含煤廢水、沖灰除渣廢水。這部分廢水的水質比較特殊，通常懸浮物很高。含煤廢水的懸浮成分主要是煤粉，灰水則主要是灰粒。另外，灰渣廢水的含鹽量和pH都比較高(以前的水膜除塵系統灰水的pH較低，現在已比較少)。由于組分比較特殊，因此通常不與其他廢水混合處理，而是單獨處理后循環使用；處理工藝以沉淀為主，目的是除去水中的懸浮物。
(4)不能回用的極差的廢水。這些廢水水質極差，因處理成本極高而沒有回用價值。例如脫硫廢水，其含鹽量、懸浮物、重金屬離子含量都很高，但水量較小，一般單獨處理后達標排放。還有一些非經常性廢水，如化學清洗廢水、空預器煙氣側沖洗廢水等都只能排放。
2 廢水的收集問題
(1)因為各排水點的分布比較復雜，不可能將每種廢水單獨收集，但可以盡量地按照廢水處理工藝的異同來收集。
(2)電廠的廢水一般是無壓水，其收集主要通過溝道完成。廢水收集溝道的泄漏是普遍存在的問題。在南方地區，因為地下水位高，地基軟，溝道容易因不均勻沉降而發生開裂，導致廢水外溢或內滲。外溢對地下水的水質有污染，而且廢水在收集過程中損耗過大，不利于水量的平衡；內滲水則會影響廢水的水質。如果地下水含鹽量比廢水的高，則有可能影響廢水的回用。如在有些濱海電廠，淺層地下水的含鹽量很高，即使少量滲入也會使廢水的含鹽量很高，影響其使用。地下水的水位還受海潮潮位的影響：漲潮時，地下水位升高，內滲嚴重；落潮時，地下水位降低，廢水外溢。
(3)在用海水冷卻凝汽器的電廠，海水會因隔離不完善而混入廢水收集系統。因海水的含鹽量極高，往往少量的泄漏也會使廢水的水質劣化，使收集的廢水失去使用價值。常見的泄漏發生在主廠房廢水收集系統。
(4)某些欲回收的間斷性廢水的收集系統有時需要改造。如循環水排污水的瞬時水流量很大，如果處理回用，則必須將其改為連續排污，從循環水泵出水管道引出連續水流進行處理。
3 廢水的回用方式
3．1 低含鹽量廢水的處理回用
這類廢水因含鹽量不高，比較容易進行回用。在電廠較典型的是主廠房排水。這類水通常是通過混凝澄清、過濾等工藝除去水中的懸浮物、油類和有機物等雜質后，補入電廠的循環冷卻水系統。
如果廢水中不含生活污水，一般直接采用混凝沉淀或氣浮、過濾處理后，水質即可達到工業水系統的水質要求。但大多數電廠的廢水中含有一定比例的生活污水，因此，為了降低氨氮的含量和BOD，在深度處理系統中要加進生物處理單元。
有些電廠的生活區與生產區在一起，而且生活污水的量比較大，因此可以通過污水深度處理系統將其處理后回用。這方面的工程實例已經很多，如山東齊魯石化熱電廠、山東黃臺電廠、華能北京熱電廠等。已有的工程實例證明，生活污水經過嚴格處理后，可以用于循環水系統。
3．2 高含鹽量廢水的處理回用
在各種高含鹽量廢水中，循環水系統的排污水量很大，對全廠的水平衡影響也較大，循環水的濃縮倍率的大小直接影響著發電水耗的高低。在干除灰電廠中，循環水排污水占電廠廢水總量的75％ 以上。從水量上講，只有將這些廢水進行回收利用才能實現全廠廢水的高回用率。
對于水力沖灰的電廠，高含鹽廢水不經處理便直接用來沖灰和除渣。隨著干除灰技術的發展，電廠的水平衡發生了重大的變化，高含鹽廢水可直接使用的場合很少。除了煤場噴淋、干灰調濕、水力除渣等能消耗掉少量的水之外，剩余的高含鹽量廢水必須經過脫鹽處理后才具有使用價值。除了含鹽量高外，這些廢水大部分經過濃縮，水中致垢的無機離子 (如Ca¨ 、HCO；等)已經達到過飽和，具有強烈的結垢傾向，容易在用水系統中結垢，所以這種廢水的處理系統很復雜，除了考慮除去對反滲透膜有污染的懸浮物、有機物、膠體等雜質外，還要降低碳酸鈣、硅酸鹽等難溶鹽的過飽和度，以避免在水處理系統中析出沉淀物。
對于循環水排污水，已有的回用方式是通過反滲透脫鹽處理后，將淡水補充到鍋爐補給水處理車間做原水，排出的濃鹽水用于除渣、輸煤系統。由于循環水的水質復雜，很容易對反滲透膜造成污染，因此這種回用方式的處理成本較高。
3．3 其他廢水的回用
(1)含煤廢水的回用。含煤廢水是電廠懸浮物含量較高的廢水，主要來自電廠輸煤皮帶噴淋、輸煤棧橋地面沖洗、煤場排水等。其含有的主要污染物為煤微粒、膠體、油。采用的處理工藝：含煤廢水收集池一煤泥沉淀池(初沉淀)一澄清器一石英砂過濾一煤系統補充水池。含煤廢水中的煤粉微粒很難直接沉降，混凝處理后形成的絮體強度較差，在澄清設備中絮體容易被破碎而上浮，所以需要的澄清分離面積較大。國內近年來也有采用微濾工藝技術處理含煤廢水的工程實例，如上海楊樹浦電廠。微濾的優點是出水水質更好，懸浮物含量可以小于1 mg／L，系統也比沉淀、過濾工藝簡單；缺點是濾元的更換費用較高。
(2)沖灰、除渣廢水的回用。沖灰水的水質特點是懸浮物、pH、含鹽量都比較高(灰場返回的清水因為經過長時間沉淀，懸浮物很低)，其用途與含煤廢水相似，也只能回用于原系統。沖灰水的回用需要解決回水管道的結垢問題。沖灰水在以前曾是火電廠較多的廢水，灰場清水的回用曾經是節水技術領域的熱點。但近年來新建的電廠大多采用干除灰系統，很多老電廠也進行了干灰綜合利用改造；在干灰旺銷季節基本上不再使用水力除灰，因此近年來對沖灰水的關注明顯減少。但是，當干灰銷售不暢時，由于沒有干灰貯存場地，這些電廠仍還要采用水力除灰。
4 廢水綜合利用的技術要點
廢水的綜合利用就是充分、合理地利用電廠的各類廢水資源，以達到節水和廢水減排的目的。廢水綜合利用的D1步是在全廠水平衡優化的框架內制訂方案。
在進行廢水綜合利用時，首先要減少上游廢水量，這是十分重要的。對于采用水力沖灰的循環冷卻型電廠，循環冷卻水系統和沖灰水系統是2個較大的水系統，也是對全廠水平衡影響較大的2個水系統。要實現節水，循環水系統的排水量與沖灰用水量相匹配是很重要的，因為用循環水排污水、酸堿廢水等高含鹽廢水沖灰是較經濟的。水力沖灰的循環冷卻型電廠的節水要點是：
(1)提高沖灰系統的灰水比�；宜仍礁�，需要的沖灰水量越小，從而可以降低沖灰系統的耗水量。
(2)在廢水的使用中，要避免廢水的降級使用。例如，盡量使用高含鹽量廢水來沖灰，省下低含鹽量廢水可用于其他水質要求高的場合。因為沖灰系統對含鹽量沒有要求，水中的過飽和鹽分在與灰漿混合的過程中會沉淀。大部分沉淀會吸附在灰顆粒上。因此回用成本相對較低。對于循環水排污水、水處理系統排出的酸堿廢水、反滲透濃排水等高含鹽量廢水，沖灰系統是其理想的受納體。盡管各種廢水的補入會增加沖灰水系統結垢的可能性，但是從節水和全廠的水平衡優化來講這是值得的。
(3)通過技術經濟分析，在提高沖灰系統灰水比的情況下，根據沖灰系統的耗水量和其他高含鹽量廢水的產生量，綜合考慮水質、凝汽器管材等因素，確定循環水合理的濃縮倍率，使得高含鹽量廢水的水量與沖灰系統的補水量相匹配。因此，對于水力沖灰電廠來講，循環水濃縮倍率、沖灰系統的灰水比是水平衡優化的關鍵，而這些參數需要根據電廠的實際情況(如循環水水質、水系統材質、灰量、灰漿泵型式)來確定。
5 結論
(1)火電廠的廢水種類很多，需要分類處理、分類回用。
(2)按照分類處理的需要，可以將廢水分為低含鹽量廢水、高含鹽量廢水、循環使用的廢水和不能回用的極差廢水4類。同類廢水可以收集在一起處理。
(3)對于高含鹽量廢水，因工藝復雜。處理成本高，為了降低投資和運行成本，首先要從源頭上盡量降低廢水的產生量，以減小廢水處理系統的規模。另外，高含鹽量廢水的處理難度較大，其回用處理技術和經驗還沒有達到成熟應用的階段，因此在很多情況下，工程前期的研究工作是必不可少的。
(4)廢水綜合利用的關鍵是在提高灰水比(水力除灰電廠)和循環水濃縮倍率的基礎上，使得高含鹽量廢水的水量與沖灰系統的補水量相匹配。