解读燃煤电厂节水治污方法之零排放技术

长期以来，燃煤电厂在节水减排方面做了大量的工作，采取了多种措施，取得了重大进展。但是，由于受到传统理论、理念的影响和不适宜标准的限制，废水依然排放，水环境依然受到污染。怎么办?惟有原始创新、颠覆性创新，实行废水用作循环水零排放技术，才能从根本上改变现状，才能给人民群众交上一份满意的答卷。

一、燃煤电厂节水治污工作形势严峻

　　《国务院关于实施最严格水资源管理制度的意见》(国发2013.3号)指出：“水是生命之源，生产之要，生态之基，人多水少，水资源时空分布不均是我国的基本国情和水情。当前我国水资源面临的形势十分严峻，水资源短缺，水污染严重，水生态环境恶化等问题日益突出，已成为制约经济社会可持续发展的主要瓶颈”。国务院(2015.17号)发布的《水污染防治行动计划》进一步指出：“我国正处于新型工业化、信息化、城镇化和农业现代化发展阶段，水污染防治任务繁重艰巨。并要求各地区、各部门以抓铁有痕、踏石留印的精神，依法依规狠抓落实，确保全国水污染治理与保护目标如期实现，为实现‘两个一百年’奋斗目标和中华民族伟大复兴中国梦作出贡献”。为贯彻这一系列指示精神，国家发改委、环保部、工信部、水利部和能源局等部门以及各大发电公司都下发了相应的文件，节水治污工作不仅提到了议事日程上，而且成为各级领导工作的重中之重。

　　燃煤电厂是耗水大户，特别是湿冷机组的循环冷却水系统的用水量和排水量十分惊人。以180万千瓦装机容量的发电厂而言，每天排放的高盐浓水、脱硫废液、生活污水、含油废水及循环水排污水等约3000m3，平均每万千瓦的日排污量为16.7m³。我国燃煤发电机组总装机容量为9.9亿千瓦，其中湿冷机组占72.2%，为7.15亿千瓦，按每万千瓦每天排污16.7m³计，全国湿冷机组每日排污量为1191667m³，一年的排污量为4.35亿m³。如此巨大的数据，水资源能不紧张吗?水环境能不污染吗?亿万人民群众的生活用水怎样保证?所以，燃煤电厂的节水治污工作形势非常严峻，迫在眉睫，刻不容缓。

二、已有的水处理技术破解不了现实难题

　　当前，各燃煤电厂的循环冷却水处理工作普遍按照循环水的用水标准进行补水，按照循环水的水质控制标准进行排污。为了适应补水标准和水质控制标准的要求，近些年来，衍生出了多种循环冷却水处理技术。但是，无论哪种技术，都没有达到循环水设备的****不结垢和****不腐蚀效果。不单如此，废水的排放问题依然存在，或者说排放废水量减少了，而污染物总量没有变。比如：

　　废水经膜法处理后回用。循环水的排污水经预处理、生化处理、纳滤或超滤、反渗透膜处理后，纯水回用，浓水排放。这种方法的设备投资大，运行费用高，外排废水量减少了，外排废水的含盐量更高了，污染物总量没有变。国内有极少数企业采用了多效蒸发、结晶分离的工艺得到了废水零排放。但是投资大，耗能高，运行成本高，企业不堪重负，基本上处于亏损状态。

　　补充水经石灰软化处理。用石灰软化补充水是一种多年的老技术，至今仍在使用。通过石灰软化后的补充水，可以达到循环水的高浓缩倍率。但是，在实施过程中还要进行絮凝、澄清、过滤、加酸调节PH值等工艺的配合。这一技术的工作环境差，工艺条件复杂，仍然有外排废水，循环水设备时常有结垢或腐蚀问题发生。

　　补充水经弱酸树脂降碱降硬处理。经弱酸树脂软化处理后的水与工业水混合作为循环水的补充水，可以较大提高循环水的浓缩倍率，节水效果好。但是，循环水仍有排污水，弱酸树脂再生时的酸性废水含盐量高，仍然污染环境。

　　循环水用硫酸中和碱度处理。为了防止高倍率引起的循环水设备结垢问题，在普遍投加阻垢缓蚀剂的同时，用硫酸调节循环水的PH值和碱度。此方法较上述三种方法处理工艺简单，处理成本最低。但频繁的结垢和腐蚀问题导致系统运行不正常，并产生大量的排污水。

　　复合高效阻垢缓蚀剂处理。是一种普遍采用的循环水处理方法，大多数的燃煤发电企业单独采用，有少数企业配以加酸、或石灰软化、或弱酸树脂软化、或膜处理废水等方法。但是无论哪种方法，都存在废水排放问题。即使有的企业把废水用作冲灰水，同样存在灰场灰水溢流到水环境，或污染水体、或高盐水渗透到地层中造成地下水污染。

　　燃煤电厂的外排废水由来已久，司空见惯。虽然采取了多种节水减排措施，但终不能解决废水外排问题，终不能解决水生态环境恶化问题。至此，党和政府在企盼，企业和大众在企盼，企盼水处理领域有创新技术问世，企盼所有企业实现废水零排放，企盼水环境不再污染。

三、废水用作循环水零排放技术的问世

　　目前，在节水治污领域中，政府层面已经出台了许多相关政策与法规，而技术层面几乎到了“山穷水尽疑无路”的窘境。虽然有专门机构推出了多效蒸发、结晶分离的废水零排放技术，可并非雪中送炭，迎合者甚少。更何况采用了多效蒸发、结晶分离技术的企业大多出现严重亏损，其中有多家企业的设施闲置，另寻其它省钱的技术。

　　经调查了解，目前已经试用和运用废水用作循环水零排放技术的企业已达35家，其中有煤化、石化、冶金、制药、热电等多个行业的企业。这些企业的废水不尽相同，但在采用废水用作循环水零排放技术后，省掉了废水生化处理费用、省去了废水排放费用、省去了新鲜水费用、省去了设备检修或更新费用。最重要的是循环水设备实现了****不结垢不腐蚀，提高了设备利用率，提高了劳动生产率，提高了产品产量和质量，延长了设备寿命等，可谓是一项低费用投入，换来了多项收益。经测算，每消耗掉一吨废水的费用仅4.00元左右。废水用作循环水零排放技术有三项创新理念：

　　其一，循环水系统是废水深度处理的**设施。循环水系统的固有设施具备了废水深度处理所需的好氧、厌氧、缺氧、热解、催化等条件，废水中的COD、BOD、氨氮、酚、氰等有毒有害物质均可以在循环水无限循环过程中得到彻底的降解。比如：剩余氨水做为循环水补充水，经过降温除油后直接补入循环水泵的入口处水面以下，在进入换热器后，循环水温度的升高造成水中溶解氧含量降低，逃逸出的氧与氨氮结合形成硝酸根和亚硝酸根，与硫化氢结合形成了硫酸根和亚硫酸根。循环水中碳酸盐转化成硝酸盐和硫酸盐，扩大了硬度在循环水中的溶解度。所以，虽然剩余氨水碱度高、PH值高、而且味道很大，但作为循环水补充水时，循环水不仅没有味道，而且碱度降低了，PH值也降到了8.0以下，根本不会发生结垢问题。

　　其二，废水是循环水的**水源。这是因为废水中含有微量重金属离子，重金属离子又是高价阳离子，可在药剂络合作用下成为循环水设备的预膜剂。重金属离子膜可抵御高CI-、高SO42-、溶解氧的腐蚀，因而循环水用废水零排放时，设备不会出现腐蚀问题。在零排放情况下，循环水中超饱和的结垢物质必然要析出成垢，但是在多功能阻垢缓蚀剂的作用下，结晶析出的物质会改变晶体形态，成为不规则的水渣，因而循环水系统不会结垢。与此同时，循环水高CI-抑制了菌藻疯长，氯化钙的超饱和析出成为循环水的净水剂等。

　　其三，循环水水质不按标准控制，效果会更好。循环水的用水标准和循环水水质控制标准有十多项，控制的目的是为了保证循环水系统不结垢不腐蚀。但是，几十年的生产实践却证明了按照这些标准控制，不仅没有节水，而且又结垢又腐蚀。比如：控制循环水的PH值，就是加硫酸，硫酸根与水泥结合形成了水合硫酸钙，引起了水泥构件腐蚀、沙化。腐蚀产物堆积于换热器管内，形成软垢。再比如：硫酸与碳钢管道结合，形成硫酸铁、硫酸亚铁，在水中溶解氧的作用下，形成三氧化二铁和四氧化三铁，使换热器生成锈垢锈瘤，影响换热效果。除了调PH值外，其它控制指标如：CI-、SO42-、浊度、硬度、电导、SiO2、Fe2+、油含量等都是小于号，也就是说达到了所规定的指标就是排污。所以，这就造成了水资源的极大浪费和水环境的污染。相反，循环水不控制PH值，就用不着加硫酸，就不会引起系统腐蚀，也不会造成PH值升高而结垢。因为药剂将Ca2+、Mg2+螯合后，HCO3-就是多余的不稳定的离子，在换热器受热后，两个HCO3-就转化成一个CO2、一个H2O、一个CO3-。再比如：因循环水CI-含量低，相对应的阳离子含量也低，阳离子含量低意味着重金属离子含量低，所以在没有微量重金属离子作预膜剂的情况下，循环水系统设备怎么能不腐蚀呢?

　　截至目前，已经研发成功的废水用作循环水零排放技术中，剩余氨水、蒸氨废水、生化废水、脱硫废液、酸碱再生废水、反渗透浓水、纳滤或超滤浓水、煤气洗涤水、电脱盐浓水、酸性净化水、生物制药废水、合成制药废水、城市中水、生活污水等，均可作为循环水的补充水，在零排放情况下实现循环水设备****不结垢不腐蚀。

　　焦化废水、生物制药废水均是难降解难处理的有机废水。比较而言，电厂的废水是易处理的废水。所以，燃煤电厂的外排废水全部用作循环水补充水，做到零排放，是非常简单的事情。

　　结束语

　　综上所述，节约有限的水资源和水污染防治工作已经到了攻坚阶段，而当下的燃煤电厂又缺乏解决外排废水的良方。奥博公司发明的废水用作循环水零排放技术既然已经在煤化、石化、制药、热电企业取得成功运用，那么，在燃煤电厂也会取得成功运用。现在缺少的已经不是技术，而是传统水处理理论、理念的更新，是废水用作循环水零排放技术的大胆尝试。相信广大的燃煤企业在运用废水作为循环水零排放技术后，不仅解决了循环水设备的结垢和腐蚀问题，更重要的是节约了有限的水资源，实现了废水资源化利用及零排放，并且更有利于企业经济效益的提高。

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