摘要：火电厂在电力生产期间会消耗大量资源，同时产生大量废物垃圾，如果不采用科学手段进行治理，必然会影响我国生态环境建设成果。为推动火电行业健康发展，本文利用理论与实践相结合的方法对电厂循环水排污水零排放技术进行研究，提出一种“高浓缩倍率，零排放”的技术方案。经过研究发现，此方案在实际应用中具有良好效果，大幅度提高污水处理效率与质量，并实现雨污分离的效果。
关键词：电厂,循环水,排污水,零排放技术
0引言
火电厂热能与电能生产系统具有结构复杂的特征，包括电气、控制、燃烧、汽水、燃料和脱硫等多个部分组成，运行期间的排水包括循环水、灰水、生活污水和脱硫系统排污水等多种，其中包括大量重金属成分和化学成分，必须经过专业处理符合国家标准后才能够将其排出。为进一步加强电厂污水综合治理效果，零排放技术受到越来越多的关注与研究，本文提出了废水逐级重复利用和降低废水生产量等方案，并在实际应用中取得一定成效。由此可见，对电厂循环水排污水的零排放技术进行研究具有显著的显示意义。
1电厂循环水排污水零排放技术目标
为深入探究零排放技术，本文以某火电厂作为实地研究对象。首先明确电厂循环水排污水零排放技术的应用目标，结合该厂发展规划，应用零排放技术的目标主要包括以下几个方面：
1）改造优化循环水补充水系统，提升循环水补充水的水质，确保符合循环水系统稳定运行需求[1]。
2）促进循环水系统节水，提高循环水的浓缩倍率，将循环水系统中的排污水处理后应用到下游系统，如输煤系统、脱硫系统和除渣系统等。
3）对现有循环水补充水系统重的废水处理设备进行充分利用，帮助企业节约成本。
4）解决高盐废水的固化和回收问题，最终实现零排放目标。
2电厂循环水排污水零排放技术要求
设计循环水排污水零排放技术时，第一，分析该电厂最大用水量，电厂在夏季时全场消耗水量可达到1 978 m3/h；总外排量为393.5 m3/h，其中循环水系统排水量为250.5 m3/h，因此需确保零排放技术方案在实际应用中满足夏季运行需求。第二，分析电厂外排废水水质，主要控制指标包括pH值、COD、悬浮物质量浓度、氨氮质量浓度以及总磷质量浓度等，结合该电厂所在地区污水排放治理要求，最终确定上述各项指标的排放限值分别为6.0~9.0、40 mg/L、20 mg/L、2.0 mg/L、1.0 mg/L。
3电厂循环水排污水零排放技术方案
结合该电厂现有污水排放系统、系统改造成本以及电厂生产规划等内容，最终确定循环水排污水零排放技术方案：以水库水作为基础水源，全面改造循环水补水系统，利用循环水补充水石灰软化-过滤系统确保循环水补充水能够顺利通过预处理装置，将高效过滤器用作旁流过滤系统[2]。综合分析循环水清洁度、系统管材防腐蚀性以及进水水质等因素，确定循环水浓缩倍率为7.1倍，以此保障循环水排污水能够被消防、含煤和脱硫系统完全使用，实现零排放目标[3]。此外，对需要对脱硫废水设置三联箱处理系统，同时对无法回收再利用的废水进行固化处理。方案具体结构，如图1所示。
4电厂循环水排污水零排放技术具体分析
该电厂循环水排污水零排放技术方案包括五个系统的优化设计，分别是循环水系统、循环水补充水系统、工业废水系统、脱硫废水处理系统以及末端高盐废水系统。
4.1循环水系统
对电厂循环水系统设计旁流过滤系统，预期水量达到（1 300+720）m3/h，通过原零排放系统中的高效过滤器和新建系统共同实现，对辅机换热管材进行更换，对凝汽器进行更换和再利用处理，提高冷却管内的冷却水流速度，增加换热面积。具体工艺流程如下：冷却塔水池、提升水泵、过滤器、冷却塔水池、过滤器反洗水、原水预处理系统原水池。预期高效过滤器正常运行处理量为1 300 m3/h，对悬浮物的处理效率为40%，对应的出水悬浮物处理标准为10 400 g/h。
4.2循环水补充水系统
循环水补充水系统是实现零排放目标的主要系统，具体流程如图2所示。
在系统改造时最终确定石灰软化+过滤的工艺，需要场在地新建立高效澄清池处理系统。在运行期间能够降低循环水补充水的碳酸盐硬度，采用此工艺提高现有弱酸系统，能够将循环水浓缩倍率控制在7.1倍，循环水排污水水量达到196.5 m3/h，该数值与系统下游的除渣、输煤和脱硫等部门的用水量基本相同。
4.3工业废水系统
该电厂原有系统化学中和水池中主要存在精处理再生废水、钠床再生废水、弱酸再生废水、化学制水再生废水多种类型废水。具有pH值波动大、水质不稳定等特点，处理难度相对较大[4]。针对上述问题设计了再生废水分类回收的方案，针对除盐水、弱酸以及精处理等系统的再生废水利用硫酸进行再生处理，并将其应用到脱硫工艺环节，实现废水的回收再利用，实现节水目标。钠床系统的再生废水缺少回收利用价值，与脱硫废水一同进入末端废水处理系统。
化学制水、钠床再生以及精处理再生高低盐分类回收流程，如图3所示。
改造后的化学中和池收集的废水量为：弱酸再生废水的再生总水量为260~390 m3，最大流量为130 m3/h；化学再生废水的再生总水量为450 m3，最大流量为50 m3/h；精处理再生废水的再生总水量为360 m3（混床），最大流量为30 m3/h。
4.4脱硫废水处理系统
该电厂目前并为建立脱硫废水处理设施，脱硫废水处理水质并为满足相关检测需求，在改造优化设计中新建脱硫废水处理系统，并选择中和+沉淀+凝絮工艺，具体结构如图4所示。
该工艺对硫酸根和氟离子具有较高的去处效果，可以保障出水水质达到标准，同时，该工艺相对比较成熟，应用范围比较广泛，具有较强的可操作性[5]。
4.5末端高盐废水系统
对末端高盐废水系统改造，主要采用旁路烟气蒸发的工艺，将调质后的脱硫废水分入到旁路蒸发器中，通过混合式蒸发后的延期会在母烟道与盐分结合，从而进入灰斗并输入到灰库，最终实现脱硫废水的零排放目标，具体工艺流程如图5所示。
旁路烟气蒸发工艺具有系统运行安全稳定、处理效果好合工艺成熟操作灵活等优点，为电厂循环水排污水零排放目标的完成提供了有力支持[6]。
5电厂循环水排污水零排放技术应用评价
5.1运行成本分析
对该电厂循环水排污水零排放技术方案实施的年运行成本计算，具体情况如为：药剂费用125.05万元、电费363.83万元、相关员工费用71万元、系统维护检修费用147.15万元、系统更新折旧费用467.15万元，成本合计为1174.18万元。
5.2经济效益分析
电厂在对循环水排污水零排放系统改造优化后，新鲜水的取水量从2 381.5 m3/h下降至1 872.0 m3/h；单位发电量的取水量从2.47 m3/（kW·h）缩减到1.96 m3/（kW·h）；每一年度的取水量从1 195.75万m3缩减到932万m3。系统改造后对运行状态进行观察，电厂实现零废水排放目标，减少外排水量245.8万m3。以水库水价2.8元m3，年运行时间5 000 h计算，取水费用约节省690.2万元。
5.3环境效益分析
该电厂实现循环水排污水零排放目标后，大幅度减少了厂区雨水流入市政管网系统的流量，减少市政水管系统的运行压力。同时，电厂污水不再排入污水处理厂系统，也减轻了地区污水处理压力。此外，优化设计降低了电厂废水排入外部环境引发生态环境破坏的概率，实现了对水资源的科学合理利用，对改善地区水资源紧张问题具有一定的帮助作用。
6结语
对电厂循环水排污水零排放技术进行研究具有重要的作用，能够为生态环境建设与经济发展提供有力支持。本次研究结合某电厂实际发展情况提出了循环水排污水零排放技术方案，在实践应用中运用旁流过滤、中和+沉淀+凝絮工艺、旁路烟气等多种工艺，大幅度改善了电厂原有零排放系统的应用效果，该技术的应用可帮助电厂每年节省690.2万元的取水费，将运行成本控制在1 174.18万元左右，并对地区生态环境建设起到一定的帮助作用，具有显著的生态、社会、经济效益。
参考文献
[1]郭宁.燃气电厂深度节水及零排放技术研究[J].电气技术与经济，2023（8）：283-284.
[2]王露.关于电厂废水零排放中废水处理技术的相关研究[J].清洗世界，2023，39（3）：7-9.
[3]王正飞.火力发电厂全厂废水零排放改造方案优化研究[D].济南：山东建筑大学，2021.
[4]李硕汉.永福电厂废水零排放技术方案研究和应用[J].广西节能，2020（3）：27-29.
[5]麻晓越，刘宁.燃煤电厂工业废水零排放技术研究[J].现代化工，2020，40（10）：45-49.
[6]赵魏巍.电厂废水零排放中的废水处理工艺[J].资源节约与环保，2020（7）：14.
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