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    • 火力发电厂工业废水零排放工艺技术的研究和探讨

        摘    要:

        近些年我国社会现代化建设中,对环境保护工作高度重视。在环境保护中做好工业废水处理是重要治理内容,对工业废水未能采取针对性处理措施,不能优化使用环节,重复进行利用,将会导致大量淡水资源被污染或者流失,不但造成企业经营成本的增加,也会使我国水资源更为稀缺。在各项科学技术发展推动下,更多科学技术在工业废水处理中得到广泛应用。在工业废水处理中,零排放理念开始诞生与全面践行。本文对基于零排放理念的工业废水处理技术进展全面分析,旨在为现代化工业领域发展中的废水处理提供技术参考。

        当前我国社会主义现代化建设中面临着较为严峻的水资源短缺问题,为了能最大程度节约水资源,国家对各企业工业废水处理提出了更多更高的要求,在此发展背景下,各企业逐步开始提出和实施工业废水零排放管理理念,旨在促进企业合理利用和分配水资源,对各用水环节进行管理和优化,提高用水效率,减少水资源浪费。在工业废水处理中全面践行零排放管理理念,能有效优化传统废水处理中粗放式的用水模式,实现废水资源高效化治理和合理利用。随着这一理念在各个企业不断的推广和应用,将对我国环境保护发展具有较大的推动作用。

        1.零排放理念相关概述

        零排放理念诞生对我国废水处理技术全面发展具有良好的指导作用,零排放即应用先进的技术手段对企业生产过程中产生的诸多废水进行进一步处理,促使处理以后的资源能再次用于到其他工业生产环节中。比如发电厂在生产过程中,可能会产生高盐度的浓水、高浊度的废水、低盐度低浊度的锅炉排污水等,实际排放量较大,很多废水进行简单处理达标后就直接进行排放,不能进行重复利用,水资源浪费严重。

        虽然现阶段国家对工业废水零排放没有强制性的要求,各企业的排污口也没有在线监测仪表,对企业工业废水排放情况进行监督和管理,处罚和监管力度较低,但随着国家环保政策的日益严格,如何在满足国家环保政策的前提下,合理利用和优化水资源,使工业废水能够达标排放和零排放,将逐渐成为企业发展中的重要组成部分。

        2.基于零排放理念的火电厂工业废水处理技术进展探析

        (1)电厂各种工业废水的来源

        ①为了保证热力系统中饱和蒸汽和过热蒸汽、炉水的品质,需要对锅炉炉水进行定期和连续排污,定期排污排污率约为锅炉额定蒸发量的2%,连续排污排污率约为锅炉额定蒸发量的2%,此部分废水为低含盐量,低浊度的优质废水。

        ②为了满足锅炉运行需求,需要制备高品质的除盐水作为锅炉的补给水,在制备锅炉补给水的过程中,会产生浊度非常高的过滤器反洗水、产生酸碱废水、产生高浓度盐水,此部分水水质较差,约占电厂制备除盐水量的30%-40%。

        ③为了确保锅炉和汽轮机在生产过程中的传热要求,很多电厂都配备有内冷水系统、循环水系统,为了保证内冷水和循环水的品质达标,必须要求有一定的排污量,排污量约占循环水量的0.2%-0.5%。

        ④电厂脱硫废水,高含盐量、高浊度,不同炉型、不同脱硫方式而确定。

        ⑤其它冲灰等工业废水。

        (2)电厂工业废水的处理方向

        如何合理处理电厂上述类型的工业废水,优化用水环节,达到所有工业废水重复利用,不外排,本文提出了以下处理工艺和方法。

        针对电厂所有工业废水构成复杂,成分偏差较大的特点,除脱硫废水水质太差,必须单独处理外,可以在设计过程中,增设工业废水调节池,将上述提到的锅炉排污水、汽机系统无压放水、水处理浓盐水、酸碱废水、循环水排污水进行混合,混合后进行处理,处理工艺流程可分为以下几步程序:

        ①对混合水进行初步澄清和预脱盐处理,处理工艺如下:

        初步澄清—过滤—预脱盐。

        初步澄清和过滤的目的主要是为了有效去除水中的悬浮物,降低浊度,调节水中的酸碱度,在设备选择中,可选用一体化澄清池、超滤、压力式过滤器(内装滤料活性炭)、纤维过滤器等过滤系统和设备。

        预脱盐设备目的是去除水中的溶解固形物即水中的盐分,工业废水脱盐后,一部分淡水可广泛用于化学水处理补充水、循环水补充水、道路洒水、各部位降尘用水等。在设备选择上,可选用电渗析、反渗透等各种脱盐设备。在膜分离技术应用中,本文推荐使用反渗透作为预脱盐设备。

        ②在上述处理过程中,由于预脱盐设备使用过程中,必然会产生一部分高盐水,约占处理水量的25%左右,此部分水应用范围小,一些电厂用于脱硫系统的补充水,但随着烟气“脱白”技术的应用和发展,全厂将仍然存在用水不平衡现象,因此部分水还需要进一步进行处理,本文拟建议处理工艺如下:

        高效澄清池+活性炭+普通超滤+RO(海水淡化)+DTRO脱盐的处理工艺。

        高盐水经过浓水箱均量调节后,进入高密度沉淀池,在高密度沉淀池内根据来水水质投加氢氧化钠、碳酸钠、絮凝剂等,从而去除水中的硬度及悬浮物;高密度沉淀池的出水进入中间水池,再进入活性炭过滤器和超滤装置,进一步去除浊度。其出水进入超滤产水池;超滤产水池的出水进入反渗透装置,反渗透的产水作为DTRO的进水,DTRO的产水进入淡水箱。

        深度处理回用工艺的选择,是根据原水水质及产水的水质、水量等因素确定的。“超滤+反渗透+DTRO”作为技术工艺组合,具有运行成本较低,操作简单,出水水质稳定,因此本文建议处理工艺采用超滤+反渗透+DTRO为核心的处理工艺,并进行还原剂的投加以保障膜系统正常稳定运行。

        经过以上工艺,对工业废水进行处理后,最后产生的浓水将会大幅度的减少,举例处理100吨左右的工业废水,初步进行处理,浓水产生量为25吨,在经过深度处理后,浓水可缩减至2.5吨左右。

        ③很多企业为了达到工业废水零排放的目的,采用了蒸发结晶的技术,对剩余的浓水进行再度处理,蒸发结晶的工艺原理,介绍如下:

        蒸发结晶技术即是基于蒸发路径进行处理。蒸发结晶即是蒸发溶剂促使溶液从不饱和状态转变为饱和状态继续蒸发,过剩的溶质会以晶体方式析出,其是蒸发结晶。比如在KN03以及NaCl混合物中,NaCl含量较多,KN03含量较少,便能应用此项技术工艺。首先是分离出NaCl,之后分离KNO3。当前国内外开始对各项蒸发技术应用进行探析,比如常见的多效蒸发技术、降膜式蒸发再压缩循环蒸发技术、热力蒸汽再压缩蒸发技术等。蒸汽再压缩蒸发技术应用又能被称为是MVR技术,此项技术主要是基于蒸发器实现二次蒸汽产生,之后通过机械压缩机对蒸汽全面压缩,通过蒸汽中补充热焓作为加热蒸汽,使得料液能全面处于沸腾状态,这样加热蒸汽能有效冷凝生成水。基于蒸汽热量大量回收,能促使热效率全面提高,对能量损耗问题进行控制。降膜式蒸汽再压缩循环蒸发技术应用主要是整合MVR技术,通过蒸发器以及水循环泵对高浓度盐水循环式处理。在此项技术中,通过单效蒸发器合理应用能起到多效蒸发作用。目前降膜式蒸汽再压缩循环蒸发技术属于经济性较高、处理效果良好的高盐废水处理技术。多效蒸发通过整合多个蒸发器应用,能促使蒸发热源升级应用,提高热能综合应用效率[2]。

        生产过程中可以选取废水近零排放技术,就是对精细化生产中产生的多数无机盐进行处理。针对难以处理的废污水选取电渗析以及反渗透等净化技术进行回收。再配套应用机械压缩蒸馏等各项技术,将多项废污水进行强制蒸馏,之后规范化应用电渗析、反渗透膜、超滤、膜反应器等对废水进行回收应用,剩余的较多盐分较高的废水要合理选取规范化的蒸发工艺回收处理,含盐量较高的废水通过科学化的蒸发处理操作之后,能回收较多蒸馏水副产品。比如机械压缩蒸馏技术应用中主要是基于蒸汽循环压缩,将诸多废水转为大量清水,实现废水零排放。基本操作原理就是对蒸发操作中一次蒸汽展开机械化压缩,提升蒸汽热焓,之后输入到系统中,对生产废气进行加热,促使其能有效蒸发。通过产生诸多热气以及在压缩作用中,能建立热力循环,获取较多质量较高的蒸馏水。原水泵将原水全部引入到系统中,基于压缩蒸汽以及换热器实施热量有效转换,能有效提升原水温度值,充分加热之后原水通过不凝气去除系统能将多数不凝气体有效除去。基于浓水分布器能有效将浓水喷出,和传热管中蒸汽热有效互换,之后经过企业分离处理之后转入到压缩机当中。压缩蒸汽前潜热传过换热管壁,对于管外浓水膜有效加热,能促使浓水有效蒸发。

        3.结语

        综合上述,通过以上方法,可以对电厂的工业废水进行充分处理,优化使用环节,达到零排放的目标,笔者认为,在工业废水处理中全面实现零排放目标是今后工业发展的重要方向,也符合国家的相关政策,但各企业需要针对各自不同的生产流程,制定不同的节水方法,选择不同的处理工艺,不能一概而论,例如浓水减量处理后,有的企业就不需要选择蒸发结晶继续处理的方法,可以将此部分浓水用水排灰渣搅拌用水或道路洒水用水等。

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