电厂浓盐水处理及回用技术探讨

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1.前言
近年来，随着社会经济的快速发展，水资源紧缺和水环境污染逐渐成为制约我国可持续发展的重要因素制约之一。

随着工业规模的扩大，工业用水量和废水排放量迅速增加，使我国水资源和水环境面临巨大挑战。

特别地，浓盐水是一类典型难处理的污水之一，其不合理的排放造成淡水资源的浪费和土壤盐碱化等。

浓盐水的来源主要有两大类：一是海水淡化；二是其他工业产生的浓盐水：包括染料、农药等化工行业产生的浓盐水，电力、钢铁等行业产生的酸碱废水、循环冷却浓排水和脱硫废水等；市政污水处理产生的高盐废水等。

浓盐水的主要杂质成分相对复杂，主要有Na +、K +、Ca 2+、Mg 2+、Cl -、SO 2- 4、PO 3- 4、重金属离子等无机盐以及部分有机物等。

大量无机盐对微生物的正常代谢存在明显的抑制作用，因此浓盐水的排放会对水生态环境造成破坏，如导致海洋生物数量大衰减甚至造成鱼、虾等生物直接死亡。

浓盐水通过渗流会对土壤、地下水环境系统产生不利影响，造成土壤盐碱化，使得土壤中生物脱水而死亡。

有的浓盐水还含有较高浓度的有机物，若未经处理排放到水体，会造成水体富营养化。

特别地，火电厂作为用水大户，在生产过程中会产生大量废水，特别是电厂浓盐水是电厂废水处理的一大难题。

目前，基于国家对环境保护的重视以及电厂可持续发展的要求，电厂废水深度处理和回用是解决水资源紧缺和环境污染问题的重要手段，也是电厂实现废水零排放和可持续发展的重要任务，其中电厂浓盐水处理和回用是零排放技术的关键。

2.电厂浓盐水的来源
燃煤电厂的水处理系统包括原水预处理、锅炉补给水处理、循环冷却水系统以及其他污废水处理系统
等。

图1为电厂水循环系统图。

电厂浓盐水主要包括化学水处理产生的酸碱废水、反渗透浓水、脱硫废水等。

目前，电厂废水有两大类处理途径：（1）直接回收利用：回用于灰场、除渣系统以及输煤系统等；（2）经处理后再利用。

图１　燃煤电厂水循环系统图
3.电厂废水处理方法
3.1酸碱废水
酸碱废水也是化学水处理车间主要排放的废水，属于高盐废水，同时具有强腐蚀性。

目前大多电厂主要通过酸、碱管线人工加酸、加碱( 粗调) 的方法进行中和处理，后期再采用个别酸、碱泵来进行调节，这种方法难以达到合格排放标准。

针对酸碱废水，采用中和、沉淀、絮凝、过滤等方法进行处理，最终将水回用至其它用水系统错误!酸碱废水回用工艺流程见图2。

图２　酸碱废水回用工艺流程
3.2反渗透浓水
反渗透技术（RO）是电厂水处理系统常用的一种水处理方法。

它是一种以压力差为推动力的膜分离技术，其原理是利用选择性膜只能透过水而截留溶质（如各类盐、胶体、病毒等）的特性，使得原水中的杂质
电厂浓盐水处理及回用技术探讨
林文生 牛耀岚
（桂林航天工业学院　能源与建筑环境学院，广西　桂林　５４１００４）
摘　要：随着全球工业化进程的不断推进，淡水需求量持续上升。

电厂作为用水大户，电厂浓盐水是电厂水处理系
统的重点和难点，电厂废水高效处理和回用对于节约水资源和电厂可持续发展有着重要意义。

本文综述了电厂浓盐水的来源和特点，并对电厂浓盐水回用处理技术进行了分析探讨。

关键词：电厂；浓盐水；回用
文章编号：INSS2096-0743/2019-05-0083
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被截留在浓水一侧。

对于锅炉补给水系统，反渗透技术具有比其他方法处理效率高等优势，如对SiO 2和胶体等物质的去除效率高，水质稳定等。

电厂反渗透浓水是反渗透系统的排污水，通常其COD 较低、pH 高、含盐量较高、SiO 2含量高，属于高盐高硬高碱废水。

目前，反渗透浓水的常规处理方法有：喷洒地面、排放到废水处理系统、热蒸发、冲洗厕所、绿化等。

对于反渗透系统，这些处置方法对原水利用率没有发生实质的变化，浓水再利用的效率并不高。

大部分浓水被直接外排，导致一系列的环境污染和生态破坏，因此，如何合理处理和处置反渗透浓水迫在眉睫。

近年来，反渗透浓水回收再利用逐渐成为电厂的发展趋势。

实际上，发电厂反渗透浓水有着独特的回用优势，这是由于反渗透系统作为预处理系统的最后一级，其对进水水质要求较高，尽管浓水的含盐量高，但其它有害物质（如重金属、氨氮、亚硝酸盐等）的含量并不高，色度和浊度也较低。

（2）深度处理后再利用：化学软化法、蒸馏法和膜分离法等。

如利用超滤、反渗透、电渗析和膜生物反应器对反渗透浓水进行处理以及利用石灰软化和混凝法处理反渗透浓水进而回用于循环冷却水系统。

李福勤等利用膜蒸馏-电去离子组合工艺处理高盐废水，水质稳定，出水符合电厂锅炉补给水的要求。

图3为反渗透浓水回用工艺流程示意图。

图３反渗透浓水回用工艺流程3.3循环冷却排污水
循环补充水是电厂用水的主要部分，占到发电厂用水量的90%左右。

为了减少冷却水用水量，往往需要提高循环冷却水的浓缩倍率，然而为了避免设备腐蚀，其浓缩倍率也需要控制在一定范围。

因此，产生了大量循环冷却浓排水，这些排污水含有悬浮物、微生物以及钙镁氯等阴阳离子。

循环水排污水水质可基本满足脱硫工艺制浆用水和废水处理用水水质要求，用作冲洗水和冷却用水虽然存在结垢风险，但因循环水中加有缓蚀阻垢剂且在流动的状态下，不易结垢，但是腐蚀性大，不能作为长期回用。

循环排污水脱盐回用工艺中，首先对悬浮物等大颗粒杂质、PH 值、钙镁离子的处理可以用沉淀澄清加药过滤处理，再针对其溶解性盐类使用反渗透系统，得到的淡水可回用至循环冷却系统的补充水，反渗透浓水可用于过滤工序中的超滤反冲洗。

常见的循环冷却水系统排污水回用工艺流程见图4。

图４　循环冷却水系统排污水回用工艺流程图
与其他系统废水比较，循环冷却水水质相对较好，可不经处理直接回用于脱硫系统、灰渣系统等。

然而，某些电厂很难消化掉所有的循环排污水，因此合适的办法是对循环排污水进行深度处理后回用于锅炉补给
水或循环水系统等。

3.4脱硫废水
烟气脱硫系统主要承担着火电厂烟气脱硫和除尘角色，如果不对烟气进行脱硫除尘处理，那么排放的硫化物形成的酸雨会造成环境破坏，所以火电厂的脱硫就可以减少甚至杜绝这种情况发生。

然而，电厂在脱硫的时候产生的脱硫废水如若不妥善处理直接排放，会导致周边环境被污染。

因此脱硫废水的处理具有重大意义。

早期脱硫废水的回用是非常艰难的，因为涉及到的工序比较复杂，承担了电厂成本的一部分。

传统脱硫废水的处理是以化学处理方法为主的，主要通过加药混凝沉淀，最终排放出去。

脱硫废水因为硫酸
根等酸性离子的存在，所以传统的回用方法中是通过中和法加入石灰石提高PH 值到碱性状态（PH 值9以上）来使得脱硫废水中的难降解的重金属离子形成难溶的沉淀物。

这些沉淀物可以通过沉降来处理，在进行沉降过程中可以加入有机硫化物使得硬度降下来。

然后加入絮凝剂使得沉淀物凝聚一起，最后通过浓缩澄清形成污泥和出水。

这种方法现在还是比较流行的，因为处理成本比较低廉，但是其系统出水仍然具有含盐量高、Cl-、F-含量高等特点，对水体污染非常严重。

近年来，膜技术在脱硫废水处理中受到越来越多的关注和重视。

膜分离技术是利用薄膜来分离、提纯以及浓缩脱硫废水。

常见的膜分离技术主要有：微滤、超滤、反渗透、电渗析。

这种技术处理高含盐废水是非常合适的。

超滤或微滤技术可作为脱硫废水的预处理，
在预处理中加药可有效分离脱硫废水中的悬浮物、
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大分子物质、微粒物以及细菌等杂质，实现脱硫废水的净化以及软化。

脱硫废水的除盐主要以反渗透技术为主，反渗透技术的除盐效率可达到95%以上。

反渗透技术用于脱盐单元一来可以浓缩除盐，二来也可以定向分离脱硫废水中的离子杂质，这是离子交换除盐技术比不了的。

反渗透技术还可以对脱硫废水浓缩减量，直至实现脱硫废水零排放。

脱硫废水经超滤和反渗透系统处理之后脱盐率高达97%，回用水率大大的提高。

常见脱硫废水回用工艺流程见图5。

脱硫废水传统回用处理方式和膜脱盐回用处理方式优缺点见表1。

图５　脱硫废水回用工艺流程
表１　脱硫废水传统回用处理方式和膜脱盐回用处理方式优
缺点
4.结论
电厂的浓盐水来源于化学水处理除盐车间、循环冷却水系统、烟气脱硫系统。

针对各系统的水质特点，采用合适的处理和回用方法，出水回用作为循环冷却水或锅炉补给水等。

电厂浓盐水的回用，可以实现变废为宝，实现经济效益、环境效益和社会效益的有机结合。

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处理工艺优点缺点
常规过滤+反渗透+离子交换运行稳定、出水水质较好设备多、投资成本较高；超滤+反渗透操作简单、出水稳定可靠易产生膜污染和堵
塞等；
常规过滤+纳滤出水水质好膜易堵塞，需经常
更换膜；。