第七章 火电厂废水处理及回用技术2(3)

2025-07-26

排放部分锅炉水,主要是为了排除水渣。定期排污也有迅速降低炉水含盐量的作用。新建锅炉投入运行初期或备用锅炉在点火生压至0.3 ~0.4 Mpa时,一般都采用在锅炉下部各联箱及集中下降管放水一次;在启动过程中,根据炉水浑浊情况,要求锅炉值班员增加定期放水次数等,以便使锅炉蒸汽品质尽快达到并气条件。

锅炉排污水的pH值在l1 ~ 14之问。这部分水占锅炉总蒸发量的1% ~5%左右,对锅炉连续排污水进行的取样化验表明,排污水的总碱度大约是锅炉给水碱度的1.5倍。水中的碱度常以钾、钠、镁的化合物、重碳酸化合物和磷酸等形式存在. 3. 生活污水

厂区职工与居民在日常生活中所产生的废水称为生活污水,它包括厨房洗涤、沐浴、衣服洗涤、卫生间冲洗等废水。生活污水的水质成分主要取决于居民的生活状况、生活习惯以及生活水平。生活污水往往含有大量的有机物,如蛋白质、油脂和碳水化合物等。火力发电厂生活污水约占电厂总需水量的10%左右,生活污水中的污染物成分较复杂,主要为生活废料和人的排泄物,其数量、成分和污染物质浓度与居民的生活习惯、用水量有关.其水质如表7-9所示。

表7-9 生活污水水质

指标 COD BOD5 SS 浊度 TN NO3-N 数值(mg/L) 77.96~193.44 23.40~71.94 28.61~247.15 15~60 23.92~24.28 0.11~0.70 指标 NH3-N NO2-N pH TP Fe 数值(mg/L) 17.13~47.43 0.009~0.185 6.4~7.1 0.59~4.29 22~1.93 4. 冲灰废水

锅炉烟气的除尘器排水和水力冲灰、冲渣废水统称为冲灰废水。冲灰废水中的杂质成分不仅与灰、渣的化学成分有关,而且还与冲灰水的水质、锅炉燃烧条件、除尘与冲灰方式及灰水比等因素有关。从粉煤灰的化学分析表明,其化学成分不仅有SiO2、 Al2O3、 Fe2O3、 CaO、 MgO、(Na2O +K2O)等氧化物,而且还有少量的锗、砷、汞、铅的化合物、氟的化合物和硅的化合物等。当水和灰、渣接触时,灰、渣中的这些矿物质便溶解于水中,从而产生了冲灰废水。冲灰废水是火电厂对水环境的主要污染源之一,排放量大,污染种类也较多。目前,我国灰场溢流水主要是悬浮物、pH值和氟化物含量超过排放标准,个别电厂还有重金属和砷等。冲灰水约占全部废水量的40% ~50%。其水质如表7-10所示。

表7-10 冲灰水水质

项目 pH 废水水质 4.0~12.1 最高允许排放浓度 6~9 11

SS(mg/L) COD(mg/L) S2-(mg/L) 挥发酚(mg/L) CN-(mg/L) 石油类(mg/L) F-(mg/L) Hg(mg/L) Cd(mg/L) Cr(6) (mg/L) As(mg/L) Pb(mg/L) Cu(mg/L) Zn(mg/L) 3~13655 0.37~4061 0~5.07 0~0.43 0~0.2 0~10.2 0.05~33 0~0.02 0~0.072 0~0.29 0~1.4 0~0.5 0~0.5 0~0.64 200 150 1.0 0.5 0.5 10 10 0.05 0.1 0.5 0.5 1.0 1.0 1.0

5. 烟气脱硫废水

在湿式石灰石洗涤烟气脱硫工艺中,不可避免地要产生一定量的废水.湿式烟气脱硫装置排放的脱硫废水大都呈酸性,并含有较多的悬浮物、重金属、COD 和氟化物等,这主要取决于燃料的含硫量和脱硫工艺等因素。脱硫废水主要特点是:水质不稳定、易沉淀;悬浮物和COD很高;含有过饱和的亚硫酸盐、硫酸盐以及重金属;pH值低并含有浓度很高的氟。脱硫废水中的杂质主要来自烟气、补充水和脱硫剂。因煤中含有包括重金属元素在内的多种元素,如F、C1、Cd、Hg、Pb、Ni、As、Se、Cr等,这些元素在燃烧中生成了多种不同的化合物,一部分化合物随炉渣排出炉膛,另外一部分随烟气进入脱硫装置吸收塔,溶解于吸收浆液中经浓缩后,最终随脱硫废水排出。

氯离子浓度过高将影响石膏的品质。故一般应控制吸收液中氯离子含量低于20000mg/L。系统排放的废水一般来自石膏脱水和清洗系统,或是水力旋流器的溢流水,或是皮带过滤机的滤液。脱硫废水的水量和水质,与脱硫工艺系统、烟气成分、灰及吸收剂等多种因素有关。德国废水管理法规规定了脱硫废水的处理和排放限量:对Cl-含量为30000mg/L的废水,燃用优质煤(含氯0,17%)时.每100MW发电容量允许排放废水量为1.1 m3/h;燃用劣质煤(含氯0.3%)时.允许排放废水量为4.4m3/h,如果是2台300MW 机组,废水排放量大约是5 t/h。德国某火电厂脱硫废水水质如表7-11所示。。

表7-11 德国某火电厂脱硫废水水质

项目 温度/℃ pH 可沉淀物/mg/L 数据 40~50 5.5~6.5 10000 项目 PO43-/mg·kg-1 总化学耗氧量/mg·kg-1 总铁量/mg·kg-1 数据 100~200 140~240 15 12

Ca2+/mg·kg-1 Mg2+/mg·kg-1 NH3/NH4/mg/L Cl-/mg·kg-1 F-/mg·kg-1 SO42-/mg·kg-1 SO32-/mg·kg-1 NO2-/mg·kg-1 CN-/mg·kg-1 2000~16000 500~6000 500 7000~20000 50~100 800~5000 200~700(按照化学耗氧量计算40~140) 2 0.1 Al/mg·kg-1 Cu/mg·kg-1 Co/mg·kg-1 Pb/mg·kg-1 Cd/mg·kg-1 总Cr/mg·kg-1 Ni/mg·kg-1 Hg/mg·kg-1 Zn/mg·kg-1 Mn/mg·kg-1 60 2 1 1 0.2 2 2 0.1 4 50 表7-12 污染物最高允许排放限值

序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 项目 温度 pH 密度 悬浮物 含盐量 COD SO32- SO42- F- Cl- CO32- 铝 砷 镉 钙 铬 铜 铁 铅 镁 汞 镍 单位 ℃ kg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L 废水水质 30~60 4~6 1.007 9000~12700 >1000000 <150 100 2000~5000 30~100 20000 475 800 10 0.1 1302 1 2 600 2 5772 0.3 4 最高允许 排放浓度 6~9 200 150 10 0.5 0.1 1.5 1.0 1.0 0.05 1.0 13

23 24 25 26 硅 钛 钒 锌 mg/L mg/L mg/L mg/L 50 10 10 20 4.0

表7-12列出 (污水综合排放标准)GB8978—88中规定的污染物最高允许排放限值,以便比较。可见,脱硫废水的超标项目为pH值,悬浮物、汞、铜、铅、镍、锌等重金属元素。以及砷、氟等非金属元素。此外,钙、镁、氯根、硫酸根、亚硫酸根、碳酸根、铝、铁等含量也较高。其中汞、砷、铅、镍等均为我国严格限制排放,属对人体、环境产生长远不利影响的第一类污染物。

二 非经常性废水

1. 锅炉化学清洗、停炉保护废水

锅炉清洗废液是火力发电厂新建锅炉清洗和运行锅炉周期性清洗时排放的酸洗废液和钝化废液的总称。其排放时间短、污染物浓度高、污染物浓度变化大。锅炉化学清洗一般按照水冲洗、碱洗、酸洗、漂洗和钝化等步骤进行的,而每一步操作都会产生一定量的废水。其废水总量一般为清洗系统水容积的15~20倍。废水水质与所采用的药剂组成以及锅炉受热面上被清除赃物的化学成分和数量有关。目前国内常用的化学清洗剂有HCl、H2SO4 、HF、 HNO3、 氨化EDTA 、氨化柠檬酸、蚁酸、羟基二酸 、低分子有机酸、 NaOH 、 NaNO3 、Na3PO4 以及各种有机缓蚀剂。因此,酸洗废液中主要含有游离酸(如盐酸、氢氟酸、EDTA 和柠檬酸等)、缓蚀剂、钝化剂(如磷酸三钠、联氨、丙酮肟和亚硝酸钠等)及大量溶解物质(如Fe、Cu、Ca和Mg等)、有机毒物、以及重金属与清洗剂之间形成的各种复杂的络合物或螯合物等。

停炉保护是锅炉的主要防腐措施之一,它对锅炉的安全运行有重要意义,这部分废水的排放量与锅炉保护的水容积相当。停炉保护废水所采用的化学药剂大都是碱性物质,如NaOH、Na3PO4 。

2.锅炉向火侧和空气预热器的冲洗废水

锅炉向火侧的冲洗废水含氧化铁较多,有的是以悬浮颗粒存在,有的溶解于水中。如在冲洗过程中采用有机冲洗剂,则废水中的COD较高,超过排放标准。

空气预热器的冲洗废水,其水质成分与燃料有关。当燃料中的含硫量高时,冲洗废水的pH值可降到1.6以下。当燃料中的砷含量较高时,废水中的砷含量增加。这种废水的pH值,悬浮物、重金属等均有可能超过排放标准。

3.凝汽器、冷却塔冲洗废水

火力发电厂的凝汽器冷却水系统分为直流式冷却水系统和循环式冷却水系统。直流式冷却水系统中,因为水不是被循环使用,而是一次性地通过凝汽器就排放掉,所以除水温有所上升外,其他水质指标变化不大,只是水中游离二氧化碳有所散失。循环式冷却水系统中,除了蒸发、泄漏、风吹损失一部分水量外,为了保证系统中的水质不结垢、不腐蚀、

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少生长微生物,还需排放一部分水,称为排污水。排污水的水质除与原水的水质有关外,主要与循环冷却水的处理方式有关,如循环冷却水采用加酸处理时,其水中往往含有过高的盐类,特别是硫酸盐;如采用投加水质稳定剂处理,其水中往往含有较高的磷系化合物及微生物。循环水系统排污废水的特点:

(1)许多电厂的循环水的浓缩倍数基本在2倍左右 因此,循环水排污水的含盐量是水源来水含盐量的2倍左右。

(2)循环水排污废水水温一般都在33~40℃ 之间。 (3)循环水要保持水质稳定.保证冷凝器热交换效果,往往在循环水中加注一些药剂来对冷凝器铜管进行阻垢 因此在循环水的排污水中有一定量的阻垢药剂。

(4)为杀菌灭藻,在循环水中常加注一些药剂、目前,较常见的是人工投加氯碇 在循环水系统中保持着一定的余氯(0.5~1.0mg/L) 因此,在排污水中也含有一定量的余氯。 (5)冷却塔中循环水和空气接触使空气中尘埃带入循环冷却水系统。因此,循环水排污废水的浊度高

火力发电厂实现冷却水循环的使用过程中,通过冷却构筑物的传热与传质的交换,循环水中Ca2+、Mg2+、C1- 、SO42- 等离子,溶解性固体、悬浮物相应增加,空气中污染物如泥土、杂物、可溶性气体以及换热器物料渗漏等都可进入循环水系统。

循环冷却水系统的排水量主要取决于循环冷却水的浓缩倍率,其排水量一般为冷却水系统补充水量的 25%- 70%,其水质如表7-13所示。 表7-13 电厂冷却排出水水质

项目 Na+ Ca2+ Mg2+ CO32- C1- SO42- NO3- SiO32- TDS 单位 mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L 废水水质 300.1 267.7 120.5 803.6 -518.4 801.6 15.6 20.3 2874

凝汽器冲洗废水的pH值、悬浮物、重金属、COD等指标往往不合格。

4.煤场废水、冲渣水、车间冲洗水

煤场废水包括煤场排水和输煤系统冲洗排水,这种废水中的污染物主要是煤的碎末及其污染物,外观呈黑色或暗褐色,悬浮固体和COD 的含量都较大,而且还含有一定数量的焦油组分及少量重金属。煤场废水通常呈酸性,所以煤中的一些金属元素如铁、砷、锰及氟化物等也会在水中溶解。这类废水主要污染物是悬浮物。

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