隨著我國水資源的緊張和環(huán)境保護(hù)要求的提高，電廠所面臨的水資源問題和環(huán)境問題將日益突出，優(yōu)化電廠廢水處理工藝與技術(shù)，實(shí)現(xiàn)廢水資源化，其社會(huì)效益與經(jīng)濟(jì)效益的意義非常深遠(yuǎn)。本文介紹幾個(gè)電廠廢水處理工程案例。
一、水解酸化+BAF工藝處理某電廠工業(yè)廢水
采用水解酸化+曝氣生物濾池(BAF)工藝處理某電廠廢水。介紹了各處理構(gòu)筑物、運(yùn)行參數(shù)。運(yùn)行結(jié)果表明，在進(jìn)水COD、BOD5，SS的質(zhì)量濃度分別為320～490，100～160，80～160mg/L，pH值為6～9時(shí)，用該工藝處理電廠廢水，其出水水質(zhì)可達(dá)《生活雜用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》(CJ25.1—89)的要求。該BAF工藝投資少，處理效率高，操作簡單。無需投加化學(xué)藥劑、不產(chǎn)生二次污染。
某總裝機(jī)容量為700MW的電廠為節(jié)約用水，保護(hù)環(huán)境，增加經(jīng)濟(jì)效益，決定將全廠的車間設(shè)備清洗及地面沖洗、鍋爐沖灰、廠區(qū)辦公與車間的生活用水經(jīng)處理后回用于沖廁、綠化和電廠的冷卻系統(tǒng)等。廢水的主要污染因子為懸浮物、有機(jī)污染物。排放量為600m3/d，平均處理廢水水量為25m3/h。針對(duì)廢水的水質(zhì)情況和出水要求，決定采用水解酸化+曝氣生物濾池(BAF)作為此項(xiàng)工程的核心處理工藝�，F(xiàn)將工程設(shè)計(jì)運(yùn)行結(jié)果介紹如下：
1原水及出水水質(zhì)
設(shè)計(jì)水量為600m3/d，平均處理廢水水量為25m3/h。
2工藝流程與工程設(shè)計(jì)
2.1工藝流程
廠區(qū)各處的廢水經(jīng)下水道進(jìn)入調(diào)節(jié)水池，調(diào)節(jié)水池對(duì)來自不同區(qū)域的廢水進(jìn)行水質(zhì)、水量的調(diào)節(jié)。調(diào)節(jié)池前設(shè)置格柵。廢水再經(jīng)提升泵進(jìn)入水解酸化池，來提高廢水的可生化性，減輕后續(xù)曝氣生物濾池的沖擊負(fù)荷，進(jìn)而提高曝氣生物濾池的處理效果。經(jīng)過曝氣生物濾池處理的出水自流入回用水池：反沖洗水經(jīng)溢流排水槽排至調(diào)節(jié)池。
2.2單元設(shè)計(jì)
2.2.1調(diào)節(jié)池
預(yù)曝氣調(diào)節(jié)池1座，調(diào)節(jié)池有效容積為200m3，HRT為8h，為防止原水厭氧腐化，池內(nèi)設(shè)有穿孔曝氣管，間歇曝氣。這一方面可以降解部分有機(jī)物，另一方面起到使水質(zhì)均勻的作用。
2.2.2水解酸化池
水解酸化池的HRT為3.8h。設(shè)計(jì)流量為25m3/h。有效容積為95m。池內(nèi)上升流速為1.2m/h，池的有效高度為3.56m�？紤]布水區(qū)高度和池內(nèi)超高，池的實(shí)際水深為4.0m。水解酸化池的有效尺寸為7m×4m×4m。水解酸化池內(nèi)設(shè)置彈性生物組合填料，填料高度3.0m。底部采用穿孑L管均勻布水的方式進(jìn)水，孔口流速6.0m/s。
2.2.3曝氣生物濾池(BAF)
曝氣生物濾池由配水區(qū)、布水系統(tǒng)、承托層、曝氣系統(tǒng)、濾料區(qū)、出水區(qū)、反沖洗系統(tǒng)組成，采用上向流進(jìn)水的方式。濾池的總有效容積為42.6m3，HRT為1.7h。濾池內(nèi)設(shè)置陶瓷燒結(jié)濾料，粒徑為3～5mm，填料高度為4.0m，池內(nèi)采用曝氣器進(jìn)行曝氣，氣水體積比為8:1。濾速為10m/h，BOD容積負(fù)荷為1.5kg/(m3·d)，濾池中溶解氧質(zhì)量濃度為5mg/L。
工藝流程
1、工藝流程確定
廢水回用于循環(huán)冷卻水系統(tǒng)，需重點(diǎn)解決以下問題：
(1)防止某些雜質(zhì)離子對(duì)系統(tǒng)中管材的腐蝕，主要控制cl-的含量。
(2)防止產(chǎn)生生物污泥，使系統(tǒng)中銅管發(fā)生堵塞或產(chǎn)生污泥下的腐蝕，主要應(yīng)控制COD、懸浮物和細(xì)菌的數(shù)量。由表1可見，廢水中的cl-已達(dá)到回用要求，可不必考慮。經(jīng)現(xiàn)場調(diào)研得知，電廠定期在工業(yè)循環(huán)水中投加殺菌劑，則再生水中細(xì)菌數(shù)量也不必考慮。因此，本工程主要處理對(duì)象是廢水的pH、COD和懸浮物。
2、工藝流程簡介
各路廢水通過格柵匯集到調(diào)節(jié)池中，在調(diào)節(jié)池頂設(shè)吸泥機(jī)，廢水在調(diào)節(jié)池內(nèi)初步沉淀后，由廢水提升泵送人氣浮池。在氣浮池進(jìn)水管投加凝聚劑，廢水中膠體和微小懸浮物通過混凝反應(yīng)生成小顆粒礬花，被細(xì)微氣泡攜帶浮上水面，由刮渣機(jī)刮除，而清水則由氣浮池下部集水管匯集自流進(jìn)人V型濾池。V型濾池濾后水進(jìn)人中間水池，通過中間水泵送人清水池，在中間水泵出口投加Na3PO4調(diào)整清水pH值。最終產(chǎn)品水由清水泵送至工業(yè)循環(huán)冷卻水池。
二、火電廠工業(yè)廢水處理
工業(yè)廢水亦稱工業(yè)總排廢水，包括工業(yè)冷卻水排水、化學(xué)水處理系統(tǒng)酸堿再生廢水、過濾器反洗廢水、鍋爐清洗廢水、輸煤沖洗和除塵廢水、含油廢水、冷卻塔排污廢水等。由于工業(yè)廢水的種類多，各類廢水的污染物種類、含量和排量不固定，致使工業(yè)廢水的成分相當(dāng)復(fù)雜，其主要污染物有：懸浮物、油、有機(jī)物和硫化物等，這類廢水排入受納水體將會(huì)引起不同程度的環(huán)境污染，造成生態(tài)破壞。
1.再生廢水處理
離子交換設(shè)備在再生和沖洗時(shí)，會(huì)產(chǎn)生一部分再生廢水，其廢水量約為處理水量的1%，這部分廢水雖然水量不大，但水質(zhì)很差，常含有大量的酸、堿，有機(jī)物含量也很高。目前許多電廠常用中和池來處理再生過程中所排放的廢酸、廢堿液。由于酸堿中和反應(yīng)的非線性特性、陰陽離子交換器運(yùn)行周期不同步性、每周期再生時(shí)的排酸和排堿量不確定性等因素，使得中和池運(yùn)行效果不太理想，排水的pH值不穩(wěn)定，中和時(shí)間過長，能耗、酸堿耗高。禹貫省…對(duì)再生廢水中和方法進(jìn)行了改進(jìn)，采用布局合理的空氣攪拌系統(tǒng)處理酸堿廢水，中和時(shí)間縮短到原來的1/60，而中和費(fèi)用只為原來的1/3。對(duì)于酸堿再生廢水中有機(jī)物的處理，王羅春等利用Fenton試劑對(duì)離子交換樹脂再生廢水進(jìn)行催化氧化處理，取得了很好的效果，COD去除率達(dá)70%以上。此外，由于中和池廢水pH超標(biāo)問題較難控制，國內(nèi)已有很多電廠將中和池廢水引入沖灰系統(tǒng)，排入沖灰管路，由灰漿泵直接排至灰廠。
2.爐清洗廢液處理
鍋爐清洗廢液是火力發(fā)電廠新建鍋爐清洗和運(yùn)行鍋爐周期性清洗時(shí)排放的酸洗廢液和鈍化廢液的總稱。其排放時(shí)間短、污染物濃度高、污染物濃度變化大，直接排放對(duì)環(huán)境的影響較大。酸洗廢液中主要含有游離酸(如鹽酸、氫氟酸、EDTA和檸檬酸等)、緩蝕劑、鈍化劑(如磷酸三鈉、聯(lián)氨、丙酮肟和亞硝酸鈉等)及大量溶解物質(zhì)(如Fe、cu、ca和Mg等)。目前鍋爐清洗廢液處理方法主要有：
(1)爐內(nèi)焚燒法：在爐內(nèi)高溫條件下，使有機(jī)物分解成二氧化碳和水蒸氣，廢水中的重金屬被氧化成不溶于水的金屬氧化物微粒。馬鞍山第二發(fā)電廠進(jìn)行了鍋爐檸檬酸廢液的焚燒試驗(yàn)，燃燒過程中檸檬酸基本上完全分解，灰、渣水中COD只略有增加，方法安全，可靠易行。
(2)化學(xué)氧化分解法：在酸洗廢液中，添加一定過量的氧化劑(如HO、NaC10、(NH)SO。)，使COD氧化降解，同時(shí)也有利于金屬離子的沉淀。文獻(xiàn)報(bào)道，HO可使鹽酸洗爐廢液的COD值從g000mg/L降低至100mg/L以下，處理后期再加入氧化劑(NH)sO。，攪拌2h，COD值則會(huì)降到10mg/L以下。
(3)吸附法：廢液中的COD可采用活性炭或粉煤灰吸附的方法去除。粉煤灰是燃煤電廠的廢棄物，粒度小，比表面積大，具有很強(qiáng)的吸附作用，同時(shí)兼有中和、沉淀和混凝等特性，而且以廢治廢，處理費(fèi)用也低，有很好的應(yīng)用前景。原建軍等利用電廠粉煤灰處理鍋爐酸洗廢液，COD去除率可達(dá)78．8%，對(duì)Fe、Cu等金屬鹽的去除率達(dá)99%。漳澤發(fā)電廠對(duì)利用粉煤灰及除灰系統(tǒng)處理鍋爐酸洗廢液的方法進(jìn)行了多次試驗(yàn)和應(yīng)用，取得了較好的效果，灰場排人廢酸液并沒有使水質(zhì)變壞，灰水堿度略有降低，pH值由11．16降低為1O．3O。
(4)化學(xué)處理法(CECP法)：該法流程為凝聚、化學(xué)沉淀及pH調(diào)節(jié)過程。文獻(xiàn)報(bào)道，石灰處理法在pH值為1O一12時(shí)可使廢液中的Fe、cu等金屬去除達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)排放濃度(1mg/L)以下。
(5)活性污泥法：利用微生物對(duì)有機(jī)物的降解、分解作用，將一部分有機(jī)物降解、分解為二氧化碳和水等無機(jī)物，一部分有機(jī)物作為微生物自身代謝的營養(yǎng)物質(zhì)，從而使廢水的有機(jī)物被除去。文獻(xiàn)報(bào)道將鍋爐檸檬酸酸洗廢液和電廠生活污水進(jìn)行活性污泥法聯(lián)合處理，COD和BOD的去除率可達(dá)90%以上。
3.場及輸煤系統(tǒng)排水處理
煤場及輸煤系統(tǒng)排水包括煤場的雨水排水、灰塵抑制水和輸煤設(shè)備的沖洗等，其SS、pH和重金屬的含量可能超標(biāo)。火力發(fā)電廠輸煤系統(tǒng)沖洗水比較污濁，帶有大量煤粉。國外電廠處理煤場排水的工藝流程一般為：從煤場雨排水匯集來的水，先用石灰進(jìn)行中和處理，然后加入高分子凝聚劑進(jìn)行混凝沉淀處理，澄清水排人受納水體或再利用。國內(nèi)很多電廠都設(shè)置了煤水沉淀池，經(jīng)沉淀的輸煤沖洗水用泵打人沖灰渣系統(tǒng)，這一措施有效地解決了輸煤沖洗黑水所造成的污染問題，是該種廢水再利用較為經(jīng)濟(jì)的途徑之一。針對(duì)火力發(fā)電廠煤場廢水的特點(diǎn)，馬悅紅等研究設(shè)計(jì)了序批式煤水回收處理工藝，對(duì)于濃度在1000—3000mg/L的煤場廢水，處理后的出水濁度可降至20NTU以下，工藝系統(tǒng)簡單，投資小，可完全滿足回收要求。
三、火電廠生活污水處理
火電廠生活污水的處理方法與城市生活污水類似，但電廠生活污水中污染物濃度較低，BOD和ss一般在20～30mg/L，傳統(tǒng)的活性污泥處理法適用于污染物濃度高、水質(zhì)穩(wěn)定的污水，而用于火電廠生活污水處理基本上無法運(yùn)行，由于有機(jī)物濃度較低，調(diào)試啟動(dòng)與運(yùn)行困難，有時(shí)要人為地往污水中加入有機(jī)物進(jìn)行調(diào)整(如糞便等)，但生化處理效果仍不理想。
有些電廠生化處理設(shè)施只能起到二級(jí)沉淀和曝氣作用，造成相應(yīng)系統(tǒng)設(shè)備閑置、浪費(fèi)。采用生物接觸氧化法是解決此類生活污水處理的有效途徑，即在處理池中設(shè)置填料并長滿生物膜，污水以一定速度流經(jīng)其中，在充氧條件下，與填料接觸的過程中，有機(jī)物被生物膜上附著的微生物所降解，從而達(dá)到污水凈化的目的。低濃度下接觸氧化池中生物膜能否形成及成膜后能否保持穩(wěn)定的活性是接觸氧化法處理的關(guān)鍵。吳碧君等¨對(duì)低濃度電廠生活污水處理進(jìn)行了研究，在低濃度下培養(yǎng)并馴化生物膜，CODBOD的去除率分別達(dá)到75％和85％。近幾年來，國內(nèi)很多電廠對(duì)生活污水的回用給予高度重視，接觸氧化處理后的電廠生活污水可作為中水使用，用于電廠綠化用水、沖洗用水等，對(duì)于水資源緊缺的電廠也可考慮將處理后的生活污水再進(jìn)一步深度處理用作電廠循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的補(bǔ)充水。此外，生活污水也可用于沖灰水系統(tǒng)。如某電廠等將生活污水用泵打人輸渣管道，送人渣場進(jìn)行澄清過濾，澄清水用作沖灰水閉路循環(huán)系統(tǒng)的補(bǔ)充水。
生活污水的處理方法有：
生物接觸氧化法、氧化絮凝復(fù)合床(OFR)處理法、厭氧一缺氧—好氧生物脫氮除磷工藝(AAO工藝)等。
1.生物接觸氧化法
該法處理生活污水的原理是：在處理池中設(shè)置填料，填料上長滿生物膜，污水以一定流速流入其中，在充氧條件下，與填料接觸的過程中，有機(jī)物被生物膜上附著的微生物所降解，從而使污水得以凈化。具體參見http://www.yiban123.com更多相關(guān)技術(shù)文檔。
2.氧化絮凝復(fù)合床(OFR)處理法
此法的利用機(jī)理主要是基于電解生成H202后迅速產(chǎn)生的羥基自由基(·OH)對(duì)水中有機(jī)物的強(qiáng)氧化作用。其反應(yīng)過程如下：
吸附在催化劑表面的02捕獲電子，形成過氧自由基離子·02-，然后通過溶液內(nèi)的一系列反應(yīng)形成H202：
氧化絮凝復(fù)合床裝置是從三維電極出發(fā)，巧妙配以催化氧化技術(shù)而構(gòu)成的高新水處理技術(shù)。此裝置具有系統(tǒng)簡單、運(yùn)行穩(wěn)定、操作維護(hù)方便：占地面積小、運(yùn)行費(fèi)用低：處理效果良好，污泥排放少，無二次污染等特點(diǎn)。
