火力发电厂的废水处理概述

一、废水处理方法

废水中污染物的处理方法很多，但按其处理的本质，通常可分为三大类：

1． 稀释处理

稀释处理虽然不是把污染物从废水中分离出来，也不改变污染物的化学本性，但它通过混合稀释，可降低污染物的浓度，达到减少毒害的作用。所以，稀释处理一般是利用高浓度废水与低浓度废水（或天然水体）的混合稀释作用，使废水中污染物的浓度降低到某一无害的允许范围之内，以满足排放标准的要求，但这种处理方法一般不提倡。

2． 转化处理

转化处理是通过化学或生物化学作用，改变污染物的化学本性，使其转化为无害的物质或能从水中分离的物质。为此，它分为化学转化处理和生物转化处理两二种类型。

化学转化处理又分为PH调节法、氧化还原法和化学沉淀法等。

（1）PH调节法。如向废水中投加酸性或碱性物质，使PH值调节至排放要求（PH=6.0~9.0），称为中和处理。；如向废水中投加碱提高PH值或投加酸降低PH值，分别称为碱化处理或酸化处理。

（2）氧化还原法。它是向废水中投加氧化剂或还原剂，使之与污染物发生氧化还原反应，变为无害的或低毒的新物质。

如向废水中投加还原剂硫酸亚铁等，使废水中有毒的六价铬还原为毒性极微的三价铬，在酸性条件下的还原反应为 

由于生成的还原产物（Cr2（SO4）3）溶解度比较大，所以要从水中分离出来，还必须进一步进行碱化处理，使之生成氢氧化铬沉淀。

这其中*步称为还原法，第二 称为化学沉淀法。

（3）化学沉淀法。它是向废水中投加沉淀剂，使之与废水中某些溶解态的污染物生成难溶的沉淀物，进而从水中分离出来。

 生物转化处理又为好氧生物转化处理和厌氧生物转化处理两种。

（1）好氧生物转化处理。它是在有溶解氧的条件下，利用好氧微生物和兼性微生物的生物化学反应，将其废水中的有机污染物转化或降解为简单的无害的无机物。        

   （2）厌氧生物转化处理。它是在无溶解氧的条件下，利用厌氧微生物和兼性微生物化学反应，转化或降解有机污染物。

除上述两种转化处理外，还有的是向废水中投加强氧化剂、重金属离子等药剂或利用高温、紫外光、超声波等能源抑制和杀死致病微生物，这称为消毒转化处理。

3． 分离处理

废水中的污染物按其颗粒大小不同，可分为四种存在形态：即悬浮物、胶体、分子和离子。颗粒大小不同，造成周围各种外力对其产生的效果不同，所以，分离方法也不同。

（1）悬浮物分离法。这类污染物由于颗粒较大，重力和离心力十分明显，因此可依靠阻力截留、重力分离、离心分离、粒状介质截留等进行分离。阻力截留上依靠筛网与悬浮物之间的几何尺寸差异截留悬浮物的一种方法；重力分离是依靠悬浮物与水的密度差，让其悬浮物下沉或上浮而进行分离的一种方法；离心分离法是依靠作用于悬浮物上面的离心力，使其从废水中分离的一种方法；粒状介质是依靠粒状滤料截留悬浮物的一种方法，由于滤料之间的间隙很小以及滤料表面的吸附作用，所以这种分离方法不仅能除去悬浮物而且还可除去一部分颗粒较小的胶体污染物。

（2）胶体分离法。这类污染物由于颗粒较小，重力和离心力都不明显，而且颗粒之间往往存在一种斥力，所以，*依靠重力、浮力或离心力还是难以从水中分离出来的。但它可以用化学絮凝法、生物絮凝法进行分离。化学絮凝法是通过向废水中投加混凝剂、高分子絮凝剂等化学药剂，使胶体污染物絮凝成大而重的絮凝体，然后再进行分离；生物絮凝是利用生物活性物质（如生物膜和活性污泥）的生物转化作用，将有机胶体污染物絮凝而进行分离的一种方法。

   （3）分子分离法。这类污染物颗粒更小，是溶解性的，它既不能用重力法分离，也不能用絮凝法分离，但它可用吹脱法、汽提法、萃取法和吸附法等进行分离。吹脱法是使废水与空气充分接触，使溶解性的气态或挥发性污染物，由水相转移到气相而进行分离的一种方法；汽提法是使废水与水蒸汽充分接触，直到沸腾，使挥发性污染物与水蒸汽一起逸出而进行分离的一种方法；萃取法是向废水中投加一种不溶于水但能溶解污染物一种萃取剂，使污染物从水相转移到萃取剂中，然后再从萃取剂中进行分离或回收的一种方法；吸附法是让废水与固体吸附剂充分接触，使分子态污染物吸附于吸附剂上，然后再从吸附剂上进行解吸而进行分离的一种方法。

（4）离子分离法。这类污染物的颗粒小，也是溶解性的，而且起作用的主要是化学键力，而重力和离心力都不起作用。因此，它的分离方法与上述各种污染物都不相同。分离这类污染的方法有离子交换法，离子吸附法和电渗析法。离子交换法是使废水与固态离子交换剂相接触，废水中的离子态污染物便与离子交换剂上的同电荷离子相互交换，从而使废水中有害离子污染物分离出来，交换剂失效后可以通过再生操作，使离子态污染物随再生液排出或浓缩回收利用，交换剂本身又可重复利用；离子吸附法是使废水与具有离子吸附性能的固体吸附剂相接触，废水中的离子态污染物便与吸附剂上电性相反的活性基因相吸引，从而使废水中有害离子污染物分离出来，吸附剂也可以再生重复利用；电渗析法是在直流电场的作用下，利用阴阳离子交换膜对水中阴阳离子污染物的选择透过性，即离子交换膜只允许阳离子通过，阴离子交换膜只允许离子通过，所以只要让废水通过由阴阳离子交换膜排列组成的通道，就可将离子态污染物分离出来。因为这种处理方法与反渗透法一样，都是借助一个膜，所以也叫膜分离法。

二、废水处理的工艺流程

由于废水的性质和成分比较复杂，往往不是只经过某一单元设备就能达到处理要求，而是需要将几种单元设备组合成一个有机的整体，并合理的设计主次关系和前后次序，才能有效合理地达到处理目的，这种由单元设备组合的有机整体称为废水处理的工艺流程。

一般来讲，城市生活污水水质成分比较稳定，而工业废水的水质则千差万别，处理后的要求也不*相同，但其两种的处理工艺流程也有许多形似之处。按其处理后对水质的要求不同归纳为以下三级处理。

1． 一级处理

一级处理的主要对象是颗粒较大的悬浮物，采用的单元处理设备有格栅、沉砂池、沉淀池、澄清池、过滤池等。为了提高处理效果，往往配合混凝处理，这时不仅能除去悬浮物，也能除去一部分胶体和有机物。

2．二级处理

二级处理也称为生物转化处理，处理的主要对象是胶体态和溶解态的有机物，采用的单元处理设备有剕曝气池（或生物滤池）和二次沉淀池等。二级处理一般用于处理含有机物较高的城市生活污水或工业废水。

3．三级处理

三级处理的主要对象是营养性物质（如N、P）及其它溶解性物质，采用的单元处理操作有离子交换、吸附、萃取、反渗透、消毒等等。三级处理一般用于水质要求较高，一、二级处理达不到要求的情况下。

三、生活污水或工业废水处理工艺流程举例

1． 城市生活污水处理工艺流程

生活污水经过格栅、沉砂池和沉淀池三个处理单元，主要除去颗粒较大悬浮固体，使水中悬浮固体含量明显降低，并得到一定程度澄清。如这时再配合混凝处理，还可通过沉淀池除去一部分胶体和有机物。如上所述，这一阶段称为一级处理。

生活污水中还含有大量的溶解性的蛋白质、脂肪和碳水化合物等营养成分，使水的COD指标远远超过排放标准，采用生物曝气池或生物滤池及二次沉淀池等处理单元，利用生物转化作用，可使COD指标明显的降低。在生物转化过程中产生的污泥，一部分回流重复利用，一部分再经过消化转化处理。因此，这一阶段除去的主要是有机物（COD），称为二级处理。

当水质要求较高，还需除去水中的溶解性物质如气体、盐类等时，尚需再通过离子交换、吸附、萃取、反渗透、消毒等单元进一步处理，这一阶段称为三级处理或深度处理。

2． 火力发电厂工业废水处理的工艺流程

如上所述，火力发电厂是用水量很大的企业，在生产过程中会产生各种废水。它可分为两种类型，一种是经常性废（排）水，因这部分废水是随日常生产和生活排放的，所以其水量和水质相对比较稳定。这部分废水包括：锅炉补给水处理的再生、冲洗废水；凝结水精处理的再生、冲洗废水；取样排水，锅炉排水；澄清过滤设备排放的泥浆废水；主厂房生产排水；生活污水等。另一种是非经常性废（排）水，因是在设备启动、检修、清洗时间断排放的，所以不仅水量变化大和排放时间集中，而且水质也常因机组容量的大小和生产工艺不同而有所差异。这部分废水包括：锅炉清洗废水；锅炉排放污水；锅炉烟侧的冲洗废水；除尘器洗涤废水；冷却塔排污水及冲洗水；煤场废水等。

目前设计采用的工艺流程有二种：一种叫分散处理系统，一种叫集中处理系统。                                   

（1）分散处理系统。这种处理系统是根据所产生的废水水量就地设置废水贮存池，池内设置机械搅拌曝气装置或压缩空气系统。根据水质情况在池内直接投加所需的酸、碱及氧化剂等药剂，废水在此处理达到标准后或者回收利用或者排入天然水体（或灰场）。

这种处理系统的特点是：基建投资省，占地面积小，使用灵活、检修和维护工作量少，比较适合于燃煤电厂，特别是采用水力冲灰的电厂。

（2）集中处理系统。这种处理系统是将全厂各种工业废水分别收集贮存，根据水质情况选用一定的工艺流程集中进行处理，使水质达到标准后排放。

① 经常性废水的工艺流程为：

                          酸↓碱↓

            经 常 性 废 水→中  和→回 收 或 排 放

②非经常性废水的工艺流程如图6-2所示。

这种处理系统的特点是废水经过处理后水质优良，设备集中便于管理和实现自动化，缺点是基建投资多，设备利用率低，维修工作量也大。

在这种工艺流程中由澄清设备排出的泥浆废水和除盐设备排出的冲洗、再生废水，是一种经常性废水，一般只含有碱性物质或酸性物质及一些中性盐类，所以应首先排入PH调整槽，在此投加碱性或酸**剂调节至合适PH范围。同时投加铝盐混凝剂，此时便逐步形成许多块状絮凝体。进入混合槽后再投加助凝剂，使絮凝体进一步长大，并流入澄清池。上部澄清水用泵送入过滤器，进一步降低悬浮物之后流入终中和槽，再次投加碱性或酸性物质，使PH调节至6.0~9.0，后排入天然水体。

由澄清池底部排出的泥浆废水（含泥2%），用排泥泵送入浓缩槽，浓缩至4%左右之后，再用泥浆泵送入离心脱水机制成滤饼，定期运出。

对于含铁量或含氨量较高的非经常性废水，应首先由贮槽送至氧化槽，用酸或碱调节PH值后，投加氧化剂，并在反应槽内进行氧化反应，然后流入PH调整槽，按以上工艺再进一步处理。

对化学清洗过程中排出的非经常性废水，由于COD达500mg/L以上，需进行特殊的氧化处理，即首先在排水槽内进行1~2天的曝气氧化，然后再投加碱性药剂和COD降低剂，并进一步曝气氧化10小时，后再按经常性废水进行常规处理。

以上两种废水（生活污水）的工艺流程说明，由于废水水质复杂，所以处理所用的设备单元和工艺流程各不相同，但其处理的基本原理有许多共同之处。