摘要 ：火力發電行業是各省市地區環保部門的工作重點之一。火力發電過程中消耗和產生的水量都很大，節水和零排放是火力發電行業技術革新的重點方向，但目前的火電行業想要做到真正的零排放還很難，對火電行業廢水進行深度處理，使廢水再利用是實現減排、零排的重要途徑。本文從火電行業廢水的產生入手，分析膜法水處理技術在火電行業的具體應用，希望可以為推動火電行業實現減排、零排提供一些思路和參考。

　　關鍵詞 ：膜法水處理技術 ;火電行業 ;應用

　　1火力發電廠廢水的產生和特點及膜材料膜組件分析

　　1.1 火力發電廠廢水的產生和特點分析

　　火力發電廠中產生的廢水基本包括循環冷卻水、煙氣脫硫廢水、沖洗爐渣廢水、生活污水等數個組成，每個部分的廢水產生源頭不同，污染物特點也不同，所需的處理方式也有所差異。循環冷卻水多是火力發電廠濕式冷卻塔連續運行排放的污水，其中懸浮物含量高、含鹽量高：煙氣脫硫廢水是濕法煙氣脫硫的產物，其中含有大量的懸浮物、氟化物、硫化物，廢水基本呈酸性，且污染物的濃度變化范圍較大：沖洗廢水多是鍋爐爐渣沖洗、輸煤系統沖洗、煤場雨水、除塵器排灰廢水的組成產物，懸浮物含量高，酸堿度不定，色度較高：生活污水多來自火力發電廠生活區域，具體成分與人們的生活習慣有關，成分相對復雜。

　　1.2 膜材料、膜組件分析

　　1.2.1 膜材料

　　膜材料的分類通常是根據膜孔徑大小來進行區分的，比如：微濾膜的孔徑在0.1-1 um范圍內，主要攔截直徑超出1 um的懸浮物、大分子有機物等物質;微濾膜的孔徑在2-50 nm范圍內，能夠有效攔截直徑超出50 nm的膠體級微粒和大分子物質;反滲透膜的孔徑在0.5-10 nm范圍內，是一種模擬生物半透膜支撐的高分子材料膜，不同高分子材料組成的反滲透膜有不同的滲透量或者說脫鹽率;納濾膜的孔徑在1-2nm范圍內，是一種只允許直徑小于2nm物質透過的功能性半透膜，具有較高的脫色、脫除硬度、脫除濁度、去除溶解性鹽等方面的功能，是膜法水處理領域中十分有前途的一種分離膜;電滲析膜通常被用于離子交換法中，因此又會根據交換對象分為陰離子交換膜、陽離子交換膜，這種膜能夠透過離子、攔截顆粒較大的粒子，是一種選擇功能較為突出的膜。

　　1.2.2膜組件

　　目前市場中常見的膜組件有四種，分別是平板式、管式、卷式、中空纖維式。以上四種膜組件中，卷式和中空纖維式的接觸面積最大，過濾面積也最大，能夠有效攔截水體中的污染物，提高出水水質。但同時，卷式膜組件較中空纖維式、管式膜組件更容易堵塞，需要更加頻繁的反沖洗、藥洗或更換操作，使用成本更高。隨著膜材料、膜組件領域內的科技逐漸發展，火力發電廠中所使用的膜組件逐漸開始從普通的卷式膜組件更換為中空纖維式或最新型的碟管式。

　　目前來看，中空纖維式和碟管式膜組件不容易被污染，膜材料使用時間長，對污染物的攔截效率更高，能耗也更低，雖然成本較普通的卷式膜組件高一些，但更具有使用的價值和發展的優勢。

　　2膜法水處理技術在火電行業的具體應用

　　2.1 膜法水處理技術在循環冷卻廢水處理中的應用

　　在火力發電過程中，循環冷卻水是水質要求最高的一類，要求酸堿度在7-9之間，懸浮物濃度低于20 mg/L，硬度低于11 mmol/L，總磷濃度低于5-7 mg/L，氯離子濃度低于330 mg/L.在實際循環冷卻過程中，水體容易因微生物污染、鹽度上升的緣故容易引起設備結垢，影響循環冷卻系統的正常運行，因此，在處理濕式冷卻塔排放的廢水時需要先加入混凝劑、阻垢劑、殺菌劑等藥劑做預處理，為后續的脫鹽處理創造環境。

　　循環冷卻廢水的脫鹽處理主要借助離子交換法、電滲析、反滲透等膜法水處理技術，其中離子交換法處理出水水質優秀，但再生操作復雜，有二次污染的危險，且樹脂的生產成本較高：電滲析處理成本低，但處理出水水質較差;反滲透處理效果與離子交換法相差不大，二次污染幾率較低，但能耗和使用成本較離子交換法稍高。具體使用哪一種膜法水處理技術需要根據火力發電廠的實際廢水水質進行篩選，必要時可考慮使用組合工藝。以連續微濾-反滲透組合工藝為例，微濾設備在絮凝等預處理環節后進行澄清、過濾，能夠有效穩定即將參與反滲透處理的廢水水質，為反滲透處理創造環境。但由于微濾設備不適應有機物較多的水體，因此，火力發電廠需要根據當地水體有機物含量來確定是否采用微濾設備進行前處理。

　　2.2膜法水處理技術在煙氣脫硫廢水處理中的應用

　　煙氣脫硫廢水中含有大量的懸浮物、硫氧化物、鈣鎂離子等污染物，直接進行回用容易造成火力發電鍋爐等系統設備的結垢、腐蝕，需要進行單獨處理。由于煙氣脫硫廢水的硬度較大，因此，比較適合使用沉淀、蒸發結晶等工藝，能夠有效分離煙氣脫硫廢水中污染物和水體，有效實現水資源的回收。化學沉淀法是一種成本低、能耗低、流程長、占地面積廣、智能化自動化程度低、出水水質有限達不到零排放的處理工藝，每噸的運行成本在6.4萬元左右：蒸發結晶法中借助正滲透技術和蒸發器，能夠有效分離回收廢水中的結晶鹽，不僅可能實現對水資源的再利用，還能夠為火力發電廠創造一定的經濟效益，是一種成本高、能耗高、流程簡單、占地面積小、智能化程度高、出水水質優秀幾乎零排放的處理工藝，每噸的運行成本在81萬元左右。

　　以上兩種煙氣脫硫廢水的處理需要火力發電廠根據自己的經濟實力和處理需求進行選擇。

　　2.3膜法水處理技術在含煤廢水處理中的應用

　　含煤廢水多指火力發電廠流程中沖洗鍋爐、輸煤系統得到的廢水，還包括一部分雨水從煤場中帶出的廢水。這部分廢水的主要分體在于懸浮物濃度高，色度高，對處理工藝的要求較為單一。針對這部分廢水的主要處理工藝為過濾工藝，微孔陶瓷過濾、混凝-斜板沉淀-過濾、絮凝-離心沉淀-過濾、加藥混凝-膜過濾都是常見的處理方式，其中后三者的處理出水水質較為優秀，微孔陶瓷過濾和離心沉淀所需的占地面積較小，后兩者的自動化程度較高，投資成本和運行成本按順序成上升趨勢且差距較大。

　　綜合來講，在火力發電廠含煤廢水處理領域中后兩者的使用趨勢較為明顯，但實際上還需要火力發電廠根據自身含煤廢水處理需求進行選擇，畢竟后兩者的建設成本和使用成本確實比較高，處理工藝的篩選需要綜合考慮。

　　2.4 膜法水處理技術在生活區污水處理中的應用與火力發電廠的其他領域廢水產生量相比，生活區污水的產生量遠遠不如，但由于人們生活習慣的影響，生活區污水的污染物成分較為復雜，且有機物含量較高，采用生物膜法進行就地處理比較合適，不適合與火力發電廠的工業廢水進行混合處理。無論是曝氣生物濾池、間歇式活性污泥設備，還是氧化溝、膜生物反應器，都需要綜合生活區污水產生量、污染物具體成分進行選擇。

　　從處理出水水質角度來看，以上四種處理方式都有較為優秀且穩定的出水成果;從安裝和運行成本上來看膜生物反應器所需最高，間歇式活性污泥法次之，其次是氧化溝，成本最低的是曝氣生物濾池：從缺點上來看，膜生物反應器對預處理要求高，否則膜容易被污染和堵塞，需要定期反沖洗、藥洗或更換，氧化溝流速較低容易產生污泥沉積堵塞，問歇式活性污泥法容易出現污泥膨脹現象，且水頭損失較大，曝氣生物濾池同樣對預處理要求較高，也需要定期進行反沖洗。

　　3結語

　　綜上所述，膜法水處理技術在火力發電廠廢水處理中有著重要的作用，這種處理過程簡單、成本低、能耗低、處理效果優秀的水處理技術在火力發電廠廢水處理中的適用性非常廣泛。目前，膜法水處理技術的主要發展方向是因爐制宜、因工藝制宜、防止膜污染、提高膜再生性等，這是進一步提高膜法水處理技術處理出水效果的發展方向，也是提高火力發電廠經濟效益、環保效益的必經之路。

　　參考文獻：

　　[1]陳林，劉東征，陳永祥，火力發電廠水處理及水質控制[J].工管理，2018(20：198-199.

　　[2]王薇，馬曉丹，張興祥，等，膜法水處理技術在火電行業中的應用[J.能源環境保護，2018，32(04)：16.

　　[3]畢國旗，淺談火力發電廠化學水處理的重要性[J.科技展望，2016，26(08)：88-89.

　　[4]周鋒，膜法水處理技術在電廠技改中的應用[J]化工管理，2019，(30)：82-84.

　　[5]岳曉霞，盛亮，楊帆，全膜法水處理技術在環境保護中的用[].國源利用，2020，38(04)：202-204.

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文章名稱： 膜法水處理技術在火電行業中的應用研究

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