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Q1火電廠廢水如何處理？
火電企業(yè)生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢水種類多，水質(zhì)差異大，主要有循環(huán)水排污水、脫硫廢水和其他廢水。下面我們一起看看，這些廢水都是怎樣處理的。
01循環(huán)水排污水
循環(huán)水系統(tǒng)是火電廠取用排水水量最大的系統(tǒng)，是廢水處理的重點。在加強循環(huán)水補充水預(yù)處理及水穩(wěn)劑性能優(yōu)選基礎(chǔ)上，從源頭減少循環(huán)水排污水量，排污水可梯級利用作為脫硫、輸煤、除渣等系統(tǒng)用水。
02脫硫廢水
脫硫廢水懸浮物、鎂離子、氯離子和含鹽量濃度高，且含有一定的重金屬，是廢水治理的難點。經(jīng)三聯(lián)箱處理后滿足排放標(biāo)準(zhǔn)，如環(huán)保進(jìn)一步要求廢水零排放，通常的處理工藝路線為濃縮減量→固化。
03其他廢水
其他廢水主要包括生活污水及工業(yè)廢水和含煤廢水等其他生產(chǎn)廢水。
生活污水：經(jīng)生物處理、過濾、消毒后可作為循環(huán)水補充水或綠化用水。
工業(yè)廢水：應(yīng)以“分類收集、分質(zhì)回用”為原則，低鹽廢水收集后處理回用，高鹽廢水可作為脫硫工藝用水或與脫硫廢水合并處理。
含煤廢水：懸浮物、色度高，水質(zhì)特殊，應(yīng)單獨處理后在本系統(tǒng)循環(huán)利用。
Q2華能掌握哪些先進(jìn)技術(shù)？
華能老牌科技企業(yè)——西安熱工院，擁有各項具有自主知識產(chǎn)權(quán)的廢水處理技術(shù)，在廢水處理界可以說是無人能望其項背。華能在火電廠廢水治理方面形成了以專利、國家和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)組成的技術(shù)體系，在火電廠廢水減量、循環(huán)水處理及末端廢水零排放技術(shù)發(fā)展的關(guān)鍵節(jié)點上，西安熱工院均發(fā)揮了重要的行業(yè)技術(shù)引領(lǐng)作用。讓我們一睹這些領(lǐng)先技術(shù)的風(fēng)采，看看它們都運用在哪些方面吧。
01廢水減量運用技術(shù)
（1）水平衡優(yōu)化節(jié)水技術(shù)
該技術(shù)在查清火電廠的用水水平，分析火力發(fā)電廠水量分配、消耗及排放之間平衡關(guān)系的基礎(chǔ)上，按分類回收、分質(zhì)回用，梯級利用、循環(huán)利用的原則，對水平衡進(jìn)行優(yōu)化，提高用水效率，降低單位發(fā)電量取水量，為電廠節(jié)取水、減排水、回收廢水提供了可靠的技術(shù)支持。近年來，該技術(shù)已完成數(shù)百家電廠水平衡試驗項目，得到電廠的高度好評。該研究成果運用于編制電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)2項，獲得華能科技進(jìn)步獎1項。
（2）凝結(jié)水精處理混床布水關(guān)鍵技術(shù)
機組啟動期間，凝結(jié)水流量經(jīng)常會突然增大產(chǎn)生水錘，造成高速混床多孔板擰水帽式布水裝置變形和損壞，導(dǎo)致出水水質(zhì)惡化和運行周期大幅度縮短。針對此問題，西安熱工院開發(fā)了專利產(chǎn)品：雙層多孔板式布水裝置，徹底解決了這一問題，使周期制水量增加30%～80%，顯著降低了再生次數(shù)，從而減少了酸堿耗量和廢水量。該技術(shù)已于2019年7月經(jīng)中國電機工程學(xué)會鑒定為“國際領(lǐng)先技術(shù)”，已成功應(yīng)用于國內(nèi)26家電廠121臺機組。
（3）基于樹脂圖像智能識別的凝結(jié)水精處理關(guān)鍵技術(shù)
西安熱工院首次提出混床樹脂體外分離輸送過程智能監(jiān)測控制方法，解決了樹脂界面自動識別的難題，在樹脂顏色發(fā)生變化后仍然準(zhǔn)確識別，并且提出了在不改造分離塔的前提下改變陽陰樹脂比例的新工藝，可使混床周期制水量提高30%以上，大幅度降低了酸堿用量和廢水排放量，使出水水質(zhì)達(dá)到國際最好水平，避免了汽輪機的腐蝕、結(jié)垢和積鹽問題。該技術(shù)已于2018年11月經(jīng)中國電機工程學(xué)會鑒定為“國際領(lǐng)先技術(shù)”，并成功應(yīng)用于國內(nèi)20多家電廠40多臺機組。
（4）發(fā)電廠液態(tài)加氧技術(shù)
該技術(shù)實現(xiàn)了將極難溶于水的氧氣在線、連續(xù)、穩(wěn)定溶解于除鹽水中，并革新了加氧工藝的適應(yīng)范圍，提高了加氧系統(tǒng)的控制精度，消除了傳統(tǒng)加氧工藝的安全隱患，奠定了加氧工藝大規(guī)模安全應(yīng)用的技術(shù)基礎(chǔ)；能夠有效抑制鍋爐流動加速腐蝕、顯著降低鍋爐結(jié)垢速率、大幅提高凝結(jié)水精處理運行周期，帶來可觀的節(jié)能減排效益和安全效益。該技術(shù)已于2019年5月經(jīng)中國電機工程學(xué)會鑒定為“填補國內(nèi)外加氧技術(shù)領(lǐng)域空白”、“國際領(lǐng)先技術(shù)”，該產(chǎn)品已成功應(yīng)用于國內(nèi)外30多家電廠60多臺機組。
（5）膜法水處理系統(tǒng)運行故障診斷技術(shù)
該技術(shù)通過掃描電鏡、能譜分析、X射線衍射等先進(jìn)分析手段，能夠快速、準(zhǔn)確地確定系統(tǒng)故障原因，并根據(jù)污堵物質(zhì)的定性和定量分析結(jié)果，通過實驗室動態(tài)模擬提出相應(yīng)的解決方案，可快速、有效地解決膜系統(tǒng)存在的故障，恢復(fù)系統(tǒng)運行性能。目前，已指導(dǎo)國內(nèi)多家電廠進(jìn)行膜系統(tǒng)更換。此外，在反滲透、超濾、EDI全膜水處理系統(tǒng)的應(yīng)用方面首次制定了三項行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、一項國家標(biāo)準(zhǔn)。
02循環(huán)水處理運用技術(shù)
（1）慢速脫碳處理工藝
慢速脫碳處理工藝源自中德合作項目，主要用于處理高碳酸鹽硬度、高濁度的地表水，中水以及作為循環(huán)水排污水系統(tǒng)的預(yù)處理系統(tǒng)。該工藝耐沖擊負(fù)荷能力強、混凝反應(yīng)效果好、出水濁度低，其運行控制理念在同類絮凝澄清系統(tǒng)中具有普遍可適用性。該研究成果獲得華能科技進(jìn)步獎，已在國內(nèi)多家火電廠應(yīng)用。
（2）循環(huán)水高濃縮倍率控制技術(shù)
該技術(shù)是通過循環(huán)水補充水處理、循環(huán)水旁流處理、循環(huán)水藥劑性能優(yōu)選等技術(shù)措施的有機結(jié)合，將濃縮倍率由常規(guī)的3～5倍提高至7倍以上，安全、穩(wěn)定運行的循環(huán)水控制技術(shù)，可經(jīng)濟(jì)化實現(xiàn)循環(huán)水系統(tǒng)深度節(jié)水減排。近年來已指導(dǎo)完成數(shù)家電廠循環(huán)水高濃縮倍率控制技術(shù)方案設(shè)計，并獲得華能科技進(jìn)步獎1項。
（3）循環(huán)水排污水深度處理技術(shù)
該技術(shù)采用“雙堿法軟化-過濾-反滲透”工藝，“石灰/氫氧化鈉-碳酸鈉”雙堿法高效澄清池作為軟化澄清處理單元，通過反應(yīng)沉淀，去除鈣離子、鎂離子和硅酸鹽等結(jié)垢性離子，以及懸浮物和膠體；再依次經(jīng)過高效纖維過濾器和超濾裝置進(jìn)行精細(xì)化過濾，進(jìn)一步去除微細(xì)顆粒物；出水進(jìn)入反滲透脫鹽，反滲透產(chǎn)水回用優(yōu)先作為鍋爐補給水系統(tǒng)水源，剩余的可作為工業(yè)水回用，反滲透濃水作為脫硫工藝補水水源。該工藝大大節(jié)約了新鮮水的取水量，在西安熱工院已經(jīng)投運的循環(huán)水排污水深度處理項目中均達(dá)到了預(yù)期的處理效果，為電廠創(chuàng)造了實際的環(huán)保和經(jīng)濟(jì)效益。
03末端廢水零排放運用技術(shù)
（1）濱海電廠高鹽廢水資源化利用技術(shù)
濱海電廠（指的是沿海直流冷卻電廠，不是特定的一個廠，該項技術(shù)應(yīng)用于華能玉環(huán)電廠）高鹽廢水主要為脫硫廢水及精處理再生廢水，西安熱工院采用“兩級納濾-兩級反滲透-電解和加碳固氨-反滲透-氨回收-電解”技術(shù)分別對脫硫廢水、精處理再生廢水進(jìn)行處理，實現(xiàn)了濱海電廠高鹽廢水低成本、資源化回用及零排放。該技術(shù)與蒸發(fā)結(jié)晶技術(shù)相比，投資可降低80%以上，運行成本降低90%以上。2018年6月經(jīng)中國電機工程學(xué)會鑒定，該技術(shù)為國內(nèi)首創(chuàng)，總體技術(shù)達(dá)到國際先進(jìn)水平。
（2）旁路煙氣蒸發(fā)技術(shù)
脫硫廢水旁路煙氣蒸發(fā)技術(shù)采用高溫?zé)煔猓?50攝氏度）對高鹽末端廢水進(jìn)行固化處置，是西安熱工院在國內(nèi)首次提出的、具有獨立自主知識產(chǎn)權(quán)的末端廢水固化技術(shù)。該技術(shù)自2015年開始研發(fā)，通過小試、中試、示范工程三個階段進(jìn)行驗證，并于2018年在黃臺電廠建成脫硫廢水旁路煙氣蒸發(fā)科技示范工程。2019年5月經(jīng)中國電機工程學(xué)會鑒定，整體技術(shù)性能指標(biāo)達(dá)到國際領(lǐng)先水平。
Q3廢水處理在華能有哪些示范項目？
01黃臺電廠脫硫廢水旁路煙氣蒸發(fā)示范工程
脫硫廢水是火電廠治理難度最大的廢水，也是治理難度最大的工業(yè)廢水之一，傳統(tǒng)上多采用蒸發(fā)、結(jié)晶等工藝實現(xiàn)零排放（零液體排放），存在化學(xué)藥劑投加量大、投資費用高、蒸干后鹽分難以處置等問題。為此，西安熱工院首創(chuàng)性地提出將脫硫廢水噴成霧狀后，抽取少量300～350攝氏度的高溫?zé)煔馐怪舾傻男滦土闩欧殴に嚶肪€，并持續(xù)研發(fā)攻關(guān)，在黃臺電廠順利建成示范工程。
該示范工程是集團(tuán)公司首套利用空預(yù)器前高溫?zé)煔庹舭l(fā)干燥脫硫廢水的零排放工程，脫硫廢水噴成細(xì)霧狀后在高溫?zé)煔庵斜谎杆僬舾?，鹽分則進(jìn)入粉煤灰中，無固體廢棄物產(chǎn)生，具有綠色、節(jié)能、環(huán)保等諸多優(yōu)點，示范效應(yīng)良好；同時，該工程也是國內(nèi)唯一一臺在同一個機組上設(shè)置了氣流式霧化和高速旋轉(zhuǎn)霧化兩種不同霧化方式的熱煙氣蒸發(fā)系統(tǒng)，為后續(xù)深入研究對比兩種霧化方式提供了先進(jìn)技術(shù)平臺。該技術(shù)突破了當(dāng)前電力行業(yè)高鹽、高污染廢水處理的技術(shù)瓶頸，經(jīng)中國電機工程學(xué)會組織專家鑒定，整套技術(shù)達(dá)到國際領(lǐng)先水平。實現(xiàn)大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化后，可大幅度提高中國工業(yè)廢水治理水平。
02烏海熱電廠循環(huán)水排污水深度處理示范工程
烏海熱電廠循環(huán)水排污水深度處理示范工程為該廠零排放規(guī)劃的前期工程，設(shè)計循環(huán)水排污水深度處理系統(tǒng)采用雙堿法軟化高效澄清池+纖維過濾器+浸沒式超濾+反滲透工藝，處理水量為300立方米/小時。系統(tǒng)產(chǎn)水作為循環(huán)水系統(tǒng)補水，部分去化學(xué)制水車間作為鍋爐補給水系統(tǒng)水源；預(yù)處理高效澄清池排污輸送至原中水系統(tǒng)板框壓濾機進(jìn)行脫水處理。
該項目建設(shè)之初已經(jīng)考慮為無人值守。高效澄清池可根據(jù)進(jìn)水流量自動調(diào)節(jié)加藥量及實現(xiàn)自動排泥；高效過濾器和超濾系統(tǒng)可實現(xiàn)自動反洗運行；反滲透裝置加藥量可根據(jù)系統(tǒng)進(jìn)水流量自動調(diào)節(jié)，并且能夠?qū)崿F(xiàn)定期自動或半自動清洗；同時各水泵和水箱液位設(shè)置了必要的連鎖控制，確保系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行。系統(tǒng)建成后達(dá)到設(shè)計出力及設(shè)計水質(zhì)要求，運行穩(wěn)定性高，為后續(xù)零排放工程做好前期準(zhǔn)備。
Q4放眼全球，廢水處理還有哪些先進(jìn)技術(shù)？
01正滲透
正滲透是一個利用溶液間的滲透壓差為推動力、自發(fā)性滲透驅(qū)動的新型膜分離過程，因不需要施加壓力，在水處理領(lǐng)域具有獨特的優(yōu)勢，是目前水處理最前沿技術(shù)之一，可應(yīng)用于濃鹽水處理及零排放系統(tǒng)，可有效降低能耗和運行費用。
正滲透膜通常由活化層和支撐層組成，當(dāng)原水流過活化層一側(cè)，滲透壓遠(yuǎn)高于原水的汲取液同時流過正滲透膜的支撐層一側(cè)，水分子自發(fā)由原水側(cè)向汲取液側(cè)不斷流動，由于正滲透膜對原水中的鹽分和其他污染物具有截留作用，因此原水中的溶質(zhì)被濃縮，同時汲取液則被透過正滲透膜的水分子稀釋。
為解決汲取液循環(huán)回收利用的難題，美國哈佛大學(xué)率先提出了氨-二氧化碳汲取液體系，氨和二氧化碳混合氣體在水中具有很高的溶解度，形成的汲取液可以產(chǎn)生巨大的滲透壓驅(qū)動力使得水分子滲透過膜，可使高含鹽量原水的總?cè)芙庑怨腆w（TDS）高達(dá)200,000毫克/升。
稀釋后的汲取液可以通過加熱蒸發(fā)分解其中的溶質(zhì)而得到循環(huán)利用，與克服水的蒸發(fā)潛熱相比較，汲取液中溶質(zhì)熱分解所需的能量更低。分解后氨和二氧化碳?xì)怏w通過冷凝回收再溶解到汲取液中進(jìn)行重復(fù)使用，除去了溶解氨和二氧化碳以后的水即為比較純凈的產(chǎn)水。
目前，正滲透技術(shù)已應(yīng)用于美國PermianBasin頁巖氣廢水處理、國內(nèi)長興和王曲電廠脫硫廢水零排放等項目。
02雙極膜電滲析
雙極膜是一種新型離子交換復(fù)合膜，它通常由陽離子交換層和陰離子交換層復(fù)合而成，不同電荷密度、厚度和性能的膜材料在不同的復(fù)合條件下，可制成不同性能和用途的雙極膜。雙極膜電滲析（bipolarmembraneelectrodialysis，BMED）是在水解離和普通的電滲析原理基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，它是以雙極膜代替普通電滲析的部分陰、陽膜或者在普通電滲析的陰、陽膜之間加上雙極膜構(gòu)成的。
BMED技術(shù)在工業(yè)高含鹽廢水領(lǐng)域展現(xiàn)出了巨大的潛力和優(yōu)勢，但關(guān)于BMED資源化處理高含鹽廢水的工業(yè)化應(yīng)用尚未有報道，研究多停留在實驗室小試或中試階段。目前，BMED技術(shù)普及的最大經(jīng)濟(jì)障礙在于投資成本昂貴。全球范圍內(nèi)擁有雙極膜電滲析專利技術(shù)的企業(yè)不多，主要的4家企業(yè)是蘇伊士環(huán)境集團(tuán)、日本的Astom、法國的Eurodia、以及捷克的Mega公司。
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