一、燃煤電廠廢水的主要來源與特性

燃煤電廠廢水種類復雜，水質差異大，主要分為以下幾類：

1.脫硫廢水(FGDWastewater)：

來源：濕法脫硫（石灰石-石膏法）裝置吸收塔的排放水。這是電廠水質最復雜、最難處理的廢水，是近零排放的重點。

特性：高懸浮物、高鹽分（氯離子、硫酸根極高）、含重金屬（如汞、砷、硒、鎘等）、呈弱酸性、化學需氧量（COD）主要來自亞硫酸根。具有結垢、腐蝕、易沉淀的特性。

2.化學水處理廢水：

來源：鍋爐補給水處理系統產生的廢水，包括反滲透（RO）濃水、離子交換再生廢水（酸、堿廢水）。

特性：反滲透濃水鹽分高，但有機物和重金屬含量低；再生廢水呈強酸或強堿性，含高濃度鹽分和殘留再生劑。

3.循環冷卻水排污水(BlowdownWater)：

來源：冷卻塔為控制濃縮倍率而定期排放的污水。

特性：水量大，含鹽量、硬度、堿度、緩蝕阻垢劑濃度較高，但污染物相對單一。

4.含煤廢水：

來源：煤場雨水、輸煤系統沖洗水。

特性：含有大量煤粉顆粒，懸浮物高，色度高，但溶解性污染物少。

5.含油廢水：

來源：油庫、變壓器區、設備檢修等。

特性：以石油類、油脂為主。

6.生活污水：

來源：廠區生活設施。

特性：與市政生活污水類似，以有機物、氨氮、懸浮物為主。

二、核心處理工藝與設備

針對不同廢水，通常采用“分類收集、分質處理、梯級利用”的原則。重點介紹最復雜的脫硫廢水處理和實現零排放的主流工藝。

1.脫硫廢水常規處理（預處理）

這是傳統工藝，目的是達標排放，但難以應對零排放要求。

工藝：“三聯箱”化學沉淀法。

流程：

1.中和箱：加入石灰乳（Ca(OH)?），調節pH至9-10，使重金屬生成氫氧化物沉淀，同時提供鈣離子與氟離子、部分硫酸根反應。

2.反應箱/沉降箱：加入有機硫（TMT-15等）或硫化鈉，進一步沉淀難以氫化的重金屬（如汞、鎘）。加入絮凝劑（如FeClSO?）助凝。

3.絮凝箱：加入高分子絮凝劑（PAM），使細小絮體凝聚成大顆粒。

4.澄清池：實現泥水分離，上層清水達標排放或回用，底部污泥進入污泥脫水系統。

關鍵設備：三聯箱（中和箱、反應箱、絮凝箱）、澄清器/斜板沉淀池、污泥脫水機（板框壓濾機、離心脫水機）。

2.脫硫廢水深度處理與零排放(ZLD)主流工藝

當前主流工藝是“預處理+膜濃縮+蒸發結晶”的組合技術路線。

第一步：預處理軟化與澄清

目的：去除鈣、鎂、硅等結垢離子，為后續膜濃縮創造穩定條件。

工藝：

碳酸鈉軟化：投加Na?CO?，將水中的鈣離子轉化為碳酸鈣沉淀（比石灰軟化更徹底）。

氫氧化鈉+鎂劑除硅：調節pH并利用氫氧化鎂吸附共沉淀去除硅。

管式微濾/超濾(TMF/UF)：替代傳統澄清池，高效固液分離，產水濁度極低，是膜系統理想的保護單元。

關鍵設備：軟化反應器、管式微濾/超濾系統、加藥設備。

第二步：膜濃縮減量

目的：將預處理后的廢水體積大幅縮減（減量90%以上），降低蒸發結晶段的負荷和能耗。

主流工藝：

特種高壓反滲透(HPRO/DTRO)：采用抗污染、耐高壓的反滲透膜，可耐受更高鹽分和操作壓力，將廢水濃縮至8-12萬mg/LTDS。

電驅動膜技術（電滲析ED/選擇性電滲析SED）：利用電場驅動離子定向遷移，選擇性分離一價鹽與二價鹽，濃縮極限高，能耗相對較低。

正滲透(FO)：利用汲取液的滲透壓差驅動水分子透過膜，濃縮能力強，膜污染傾向低，但需要回收汲取液（通常是鹽溶液）。

關鍵設備：高壓膜柱/堆器、膜殼、高壓泵、能量回收裝置（ERD）、電滲析膜堆、電源、正滲透膜組件、汲取液回收系統。

第三步：蒸發結晶（末端固化）

目的：將高濃鹽水中的溶解性固體轉化為固態結晶鹽（通常為氯化鈉和硫酸鈉的混鹽或分質鹽），實現液態零排放。

核心工藝

熱力蒸發：

多效蒸發(MED)：將多個蒸發器串聯，利用前一效產生的二次蒸汽作為后一效的熱源，效率高，但溫差要求高。

機械蒸汽再壓縮(MVR)：目前最主流、最節能的技術。通過機械壓縮機將蒸發器產生的二次蒸汽壓縮升溫，再作為本效的熱源，僅需少量啟動蒸汽和電能驅動壓縮機，能效比極高。

結晶：蒸發至過飽和后，進入結晶器，通過控制條件使鹽分以晶體形式析出，經離心機分離、干燥后得到固體鹽。

關鍵設備：MVR蒸發器（含降膜/強制循環換熱器、蒸汽壓縮機、氣液分離器）、結晶器、離心機、干燥機、冷凝水回收系統。

三、其他廢水的典型處理工藝

含煤廢水：“沉淀+過濾”。經煤水沉淀池初步沉淀后，進入“高效澄清器+多介質過濾器”或“超磁分離”系統，清水回用于沖洗。

化學再生廢水：設置中和池，將酸堿廢水混合自中和，或輔加酸堿調節，達標后排入常規下水或回用。

循環冷卻水排污水：可作為脫硫工藝水、輸煤沖洗補水等，或與其它廢水混合后進入零排放系統。

生活污水：采用成熟的生化處理，如A/O（缺氧/好氧）或MBR（膜生物反應器）工藝，出水可用于綠化或循環冷卻水補充。

四、系統集成與趨勢

現代大型燃煤電廠傾向于建設全廠廢水零排放集成系統：

1.水量平衡與優化：將各股廢水（冷卻塔排污水、RO濃水、預處理后脫硫廢水等）根據水質進行合理混合與分配，以最小化處理成本。

2.分鹽與資源化：通過納濾（NF）或選擇性電滲析將氯化鈉與硫酸鈉分離，在蒸發結晶段產出具有潛在工業價值的白鈉鹽（NaCl）和芒硝（Na?SO?），而非雜鹽，實現“零排放”到“資源化”的升級。

3.智能化控制：采用先進的控制系統和在線水質儀表，實現加藥精準化、運行自動化、故障預警化，確保復雜系統的穩定運行。

燃煤電廠排污水處理，特別是零排放系統，是一個涉及化學、化工、機械、自動化等多學科的復雜工程。其技術路線可概括為：分類收集→預處理軟化→膜法高效濃縮減量→熱法蒸發結晶固化

設備選擇上，管式微濾、高壓/特種反滲透、電滲析、MVR蒸發結晶器已成為核心設備。未來發展趨勢是進一步提高系統能效、降低運行成本、提升結晶鹽的純度與資源化價值，并通過智慧水務管理實現全廠水系統的協同優化。