第六章廢水處理

火力發(fā)電廠大都以水作為工作介質(zhì)和冷卻介質(zhì)，所以用水量很大。據(jù)有關(guān)資料介紹，

先進(jìn)國(guó)家的火力發(fā)電廠每百萬(wàn)千瓦的耗水量為0.7~0.9m3/s,而我國(guó)目前的平均水平則高達(dá)

1.5-1.6m7so為此，降低耗水量和減少?gòu)U水排放及開發(fā)水的循環(huán)利用等對(duì)環(huán)境的影響是很

有意義的。

第一節(jié)天然水體與火力發(fā)電廠的廢水和水質(zhì)

火力發(fā)電廠和其他工業(yè)一樣，在生產(chǎn)過程中，各種用水的水質(zhì)可能會(huì)發(fā)生很大的變

化，成為工業(yè)廢水和生活污水，如不經(jīng)專門處理而任意排放，就會(huì)對(duì)環(huán)境造成不同程度

的影響，嚴(yán)重時(shí)還可引起生態(tài)平衡破壞及影響漁業(yè)、農(nóng)業(yè)及其他工業(yè)用水。因此，對(duì)火

力發(fā)電廠的廢水和生活污水也必須進(jìn)行控制和處理。

一、天然水體與水質(zhì)

1.天然水體

水是世界上分布最廣，貯量最多而又是十分重要的自然資源，地球上大約有1360。。萬(wàn)

krr?的水，覆蓋在地球表面積的3/4以上。存在于地面上者稱為地表水，如海洋、湖泊、江

河、水庫(kù)、沼澤、冰山、冰川、雪山等；存在于地下者稱為地下水，如深井水、淺井水、泉

水等；另外，還有大氣水，這些水都稱為天然水體。

天然水體雖然是地球上貯量最多的物質(zhì)之一，但其中海水占總水量的97舟,冰山、冰川

占2.2%,地下水占0.61%而比較容易為人類所利用的江河水、湖水、水庫(kù)水等淡水資源占

o.oro.02%

地球上的天然水體處于川流不息的循環(huán)運(yùn)動(dòng)之中，水的這種循環(huán)運(yùn)動(dòng)可分為兩種類型，

一種叫做自然循環(huán)，另一種叫做社會(huì)循環(huán)。

水的自然循環(huán)是在自然力的作用下形成的，海水在太陽(yáng)熱能的作用下蒸發(fā)為水蒸汽和云;

水蒸汽和云又在密度差的作用下，隨氣流遷移到內(nèi)陸，當(dāng)遇到冷空氣時(shí)，凝結(jié)為雨和雪；雨

和雪又在重力作用下降至地面，稱為降水。一部分降水沿地球表面流動(dòng)，匯于江河、湖泊。

另一部分滲入地下，形成地下水流。這兩種水流最后又復(fù)歸海洋。

水的社會(huì)循環(huán)是在人為的因素作用下形成的。人們?yōu)榱耸固烊凰w滿足人類生活或生產(chǎn)

工藝的需求，興建了取水，凈水、供水等一系列工程設(shè)施，這稱為給水工程。而為了使用過

的水符合排放標(biāo)準(zhǔn)，又興建了收集、治理、排放等一系列工程設(shè)施，這稱為排水工程。由給

水工程和排水工程構(gòu)成了水的社會(huì)循環(huán)。

水在_L述兩種循環(huán)運(yùn)動(dòng)中，不可避免地混進(jìn)許多雜質(zhì)。在水的自然循環(huán)進(jìn)程中，由自然

環(huán)境混入的物質(zhì)稱為自然雜質(zhì)或本底雜質(zhì)。在水的社會(huì)循環(huán)運(yùn)動(dòng)中，由環(huán)境污染混入的物質(zhì)

稱為污染物，含有污染物的水稱為廢水或污水。

2.天然水體中的自然雜質(zhì)

天然水體在自然循環(huán)運(yùn)動(dòng)中，溶解了一些可溶性的礦物鹽類，使水中含有的陽(yáng)離子有

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Ca\Mg*、Na\K*；陰離子有HCOJ、S04\Cl\NO：。另外，還有大量的H*、0H\CO尸等，

共同組成了天然水體的基本化學(xué)成分。

硅在地球元素中居第二位，因不易風(fēng)化，所以能溶解于水中的并不多，其含量一般在

r20mg/LSi02,且多呈H,SiO,形態(tài)存在。硅含量高的地下水，活性Si(h可達(dá)60mg/L,因易

聚合而呈膠體狀態(tài)存在。

鋁和鐵在地球元素中分別占居第三、第四位，但在天然水體中的含量都不是很高，鋁一

般不超過0.5mg/L,鐵的含量雖然比鋁的高，特別是地下水，有的高達(dá)10mg/L以上，但易

與有機(jī)物生成絡(luò)合物。

天然水體中還有一定數(shù)量的微量元素，如溪、硼、鍍、錮、鋼、銅、鋁、鋅、鎘、汞、

珅、硒及氟化物等。其中氟化物可達(dá)4.0mg/L,在有些地下水中，氟化物高達(dá)30mg/L。天然

水體中的溶解氣體主要有CO2和02。水中C02若與大氣中CO2平衡,則其含量只有0.5~1.0mg/L,

但常達(dá)到過飽和狀態(tài)，此時(shí)含量達(dá)到幾十毫克/升；水中的含量在常溫下為8~14mg/L,-

般不低于4.Omg/Lo

天然水休中還含有一定數(shù)量的有機(jī)物，其種類繁多，可分為碳水化合物、脂肪類、蛋白

質(zhì)等，它們可生物降解為氨基酸、脂肪酸、糖類等中間產(chǎn)物，還可進(jìn)一步生成復(fù)雜的腐殖酸

和富里酸等。

天然水中的自然雜質(zhì)除上述幾種之外，還包括由于水流的沖刷卷帶作用，而帶入水中的

巖石土壤顆粒和有機(jī)物殘?jiān)龋鼈兪顾疁啙幔撬袘腋∥锏闹饕煞帧?/p>

3.天然水體的污染物

天然水體在社會(huì)循環(huán)運(yùn)動(dòng)中混入污染物之后就成為廢水，根據(jù)廢水的來源，又可分為

生活污水和工業(yè)廢水兩大類。前者是人們生活過程上排出的廢水，主要包括糞便水、浴洗水、

洗滌水和沖洗水等，其成分主要決定于人們的生活狀況和習(xí)慣，它往往含有大量的有機(jī)物,

如蛋白質(zhì)、油脂和碳水化合物等。后者是工業(yè)生產(chǎn)過程中排出的廢水，其成分主要決定于生

產(chǎn)過程中應(yīng)用的原料及生產(chǎn)工藝流程等。

重金屬、耗氧有機(jī)物和有機(jī)物毒素被稱為水環(huán)境中的三大主要污染物。

二、火力發(fā)電廠的廢（污）水

1.汽輪機(jī)凝汽器的冷卻排水或循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的排污水

這一部分用水量最大，它主要與冷卻倍率、冷卻系統(tǒng)的型式、水質(zhì)及季節(jié)等因素有

關(guān)。與冷卻倍率的關(guān)系是

Q=nQp

式中0—凝汽器的冷卻用水量，t/h；

QP一汽輪機(jī)的排汽量，t/h；

n-冷卻倍率，其數(shù)值一般在65~75之間。

2.鍋爐煙氣的除塵器排水和水力沖灰、沖渣廢水

這部分廢水可統(tǒng)稱為沖灰廢水。因?yàn)槲覈?guó)的火力發(fā)電廠是以燃煤為主，因此粉煤灰的排放量

是很大的。據(jù)1990年有關(guān)資料統(tǒng)計(jì)，我國(guó)每年的排灰渣量大約為6500萬(wàn)噸，如全部采用水

力沖灰，且灰水比按1:15計(jì)算，則每年可產(chǎn)生的沖灰廢水量可達(dá)97500萬(wàn)療。目前，減少

這部分廢水量的有效途徑是采用洸漿輸送降低灰水比和開展干粉煤灰的綜合利用。

3.化學(xué)水處理廢水

化學(xué)水處理廢水包括澄清設(shè)備的泥漿廢水、過濾設(shè)備的發(fā)洗排水，離子交換設(shè)備的再生、沖

洗廢水以及凝結(jié)水凈化裝置的排放廢水。其廢水量決定于水處理設(shè)備的規(guī)模、水質(zhì)及運(yùn)行方

式等。

4.鍋爐化學(xué)清洗和停爐保護(hù)廢水

對(duì)大型機(jī)組，不僅要求新建鍋爐啟動(dòng)前要進(jìn)行化學(xué)清洗，就是運(yùn)行機(jī)組，當(dāng)受熱面上的

沉積物超過有關(guān)規(guī)定時(shí)，也要進(jìn)行化學(xué)清洗。

鍋爐的化學(xué)清洗一般是按照水沖洗、堿洗、酸洗、漂洗和鈍化幾個(gè)步驟進(jìn)行的，而每

一步操作都會(huì)產(chǎn)生一定量的廢水。其廢水總量一般為清洗系統(tǒng)水容積的15~20倍。如一臺(tái)

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200MW的機(jī)組，其化學(xué)清洗的水容積大約為401.5m1而廢液總量為6000~8000m3。

停爐保護(hù)是鍋爐的主要防腐措施之一，它對(duì)鍋爐的安全運(yùn)行有重要意義，這部分廢水

的排放量大體與鍋爐保護(hù)的水容積相當(dāng)。

5,含油廢水

火力發(fā)電廠雖然以燃煤為主，但其燃煤電廠的重油設(shè)施、主廠房、電氣設(shè)備、輔助設(shè)備

等都可能排出含油廢水。其中有重油、潤(rùn)滑油、絕緣油、煤油和汽油等。重油設(shè)施的含油廢

水是指水泵的冷卻水，重油設(shè)施的凝結(jié)水，被重油污染的地下水以及事故排放和檢修所造成

的廢水。主廠房含油廢水是指汽機(jī)和轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)械軸承的油系統(tǒng)泄漏的油而產(chǎn)生的含油廢水。電

氣設(shè)備(包括變壓器、高壓油開關(guān)等)所造成的含油廢水是由于法蘭連接處泄漏引起的。

6.其他廢水

其他廢水包括鍋爐的排污水，鍋爐火側(cè)和空氣預(yù)熱器的沖洗廢水，凝汽器和冷卻塔的沖

洗廢水、化學(xué)監(jiān)督取樣水和實(shí)驗(yàn)室排水，消防排水，軸承冷卻排水，爐煙脫硫廢水以及貯煤、

輸煤系統(tǒng)的排水等等。

火力發(fā)電廠的貯煤、輸煤系統(tǒng)，通常占用廠區(qū)很大一部分面積，而且是露天或半露天式

的。因此，當(dāng)對(duì)輸煤系統(tǒng)及貯煤場(chǎng)地進(jìn)行沖洗或天然降水時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生相當(dāng)數(shù)量的廢水。

7.生活廢水

生活污水是指廠區(qū)職工與居民在日常生活中所產(chǎn)生的廢水，它包括廚房洗滌、沐浴、衣

服洗滌、衛(wèi)生間沖洗等廢水。生活污水量根據(jù)廠區(qū)職工的生活用水量和居民居住區(qū)的用水量

來確定。而職工生活用水標(biāo)準(zhǔn)一般按每人每班為25~35L,小時(shí)變化系數(shù)為3.0~3.5。淋浴水

標(biāo)準(zhǔn)每人每班為40~60L,其延續(xù)時(shí)間為1.0小時(shí)，職工最大班人數(shù)為職工總數(shù)的80%o居住

區(qū)生活標(biāo)準(zhǔn)每人每班為180L,小時(shí)變化系數(shù)為2.0,其延續(xù)時(shí)間為24小時(shí)。

三、各種廢(污)水對(duì)環(huán)境的影響

1.澄清設(shè)備排放的泥漿廢水

這部分廢水的污染物上生水在混凝、澄清,沉降過程中產(chǎn)生的，其化學(xué)成分與原水水質(zhì)

和加入的混凝劑等因素有關(guān)。主要有CaCOa、CaS04vFe(OH)3、Al(OH)2、Ca(OH)八Mg

(OH)2、MgC03x各種硅酸化合物和有機(jī)雜質(zhì)等。泥漿廢水中的固體雜質(zhì)含量在1仁2%左右，

其廢水量一般為處理水量的0.1%~0.5筆。這種廢水排入天然水體，不僅會(huì)增加天然水體的堿

性物質(zhì)含量，而且也增加水的渾濁程度。

2.過濾設(shè)備的反洗排水

過濾設(shè)備反洗排出的廢水，其廢水量大約是處理水量的3k53水中懸浮物的含量可達(dá)

300~1000mg/L。據(jù)有關(guān)資料估算，一臺(tái)直徑為3.0m,濾層高度為1.1m的過濾設(shè)備反沖洗時(shí)，

可排出20~80kg的泥漿。這種廢水排入天然水體主要是增加水的懸浮物含量，使水更加渾濁。

3.離子交換設(shè)備的再生、沖洗廢水

離子交換設(shè)備在再生和沖洗時(shí)，會(huì)產(chǎn)生一部分再生廢水，其廢水量大約為處理水量的

1舟左右。這部分廢水雖然水量不大，但水質(zhì)很差。如陽(yáng)離子交換設(shè)備用酸(H2s或HCI)再

生時(shí)，再生過程中大約有50席的水量上酸性廢水，其平均酸度為0.3$~0.5%。陰離子交換設(shè)

備用堿(NaOH)再生時(shí)，再生過程大約有25舟的水量是堿性廢水，堿的濃度平均大約為

0.51ro.7機(jī)以上兩種再生廢水中還含有大量的溶解固體物，平均含鹽量為7000~10000mg/Lo

鈉離子交換設(shè)備再生時(shí)，再生廢水的含鹽量可高達(dá)50000~70000mg/L,總硬度達(dá)100mmol/L,

其中主要有Na\Ca2\Mg"、Cl及少量和S0『等離子。

凝結(jié)水精處理設(shè)備排出的廢水只占處理水量的很少一部分,而且污染物質(zhì)的含量都比較

低，主要是熱力設(shè)備的一些腐蝕產(chǎn)物，再生時(shí)的再生產(chǎn)物以及NL、酸、堿、鹽類等，這主

要決定于精處理設(shè)備的型式和運(yùn)行條件等，如設(shè)置有覆蓋過濾設(shè)備時(shí)，排水中就會(huì)含有較多

的紙漿纖維(或木質(zhì)素)以及銅、鐵等腐蝕產(chǎn)物。

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硫酸鹽720~1000mg/L,氟化物為420~4800mg/L,COD為60~390mg/L。說明廢水中的PH值、

氟化物和COD等指標(biāo)均不合格。

9.鍋爐火側(cè)和空氣預(yù)熱器沖洗廢水

鍋爐火側(cè)的沖洗廢水含氧化鐵較多，有的是以懸浮顆粒存在，有的溶解于水中。如在

沖洗過程中采用有機(jī)沖洗劑，則廢水中的COD較高，超過排放標(biāo)準(zhǔn)。

空氣預(yù)熱器的沖洗廢水，其水質(zhì)成分與燃料有關(guān)。當(dāng)燃料中的含硫量高時(shí)，沖洗廢水

的PH值可降至1.6以下。當(dāng)燃料中碑的含量較高時(shí)，廢水中的碑含量增加，有時(shí)高達(dá)50mg/L

以上。

下面是美國(guó)一電廠空氣預(yù)熱器沖洗廢水的水質(zhì)：鐵為3287mg/L；鉛為247mg/L；鎂為

101mg/L；銅為8.33mg/L；鈣為329mg/L；氯化物為6.6ng/L；硅酸鹽為9264mg/L；總懸浮

固體為175mg/L（部分已沉淀）；總?cè)芙夤腆w為15762mg/L,PH為2.5。以上數(shù)據(jù)說明，這種

廢水的PH值，懸浮物、重金屬等均有可能超過排放標(biāo)準(zhǔn)。

10.生活污水

生活污水的水質(zhì)成分主要取決于居民的生活狀況、生活習(xí)慣以及生活水平（如用水量等）,

它往往含有大量的有機(jī)物，如蛋白質(zhì)、油脂和碳水化合物等。如將其排入天然水體，會(huì)使水

中COD劇增，甚至引起富營(yíng)養(yǎng)化。

11.凝汽器、冷卻塔沖洗廢水

凝汽器在運(yùn)行中，可在銅管（或不銹鋼管）內(nèi)形成垢或沉積物，如在停機(jī)檢修期向用清

洗劑清洗，也會(huì)產(chǎn)生一定的廢水。這部分廢水的PH值、懸浮物、重金屬、COD等指標(biāo)往往

不合格。

冷卻塔的沖洗廢水主要含有泥沙、有機(jī)物、氯化物：加Cl?）、粘泥等。排入天然水體會(huì)

使有機(jī)物含量增加和濁度上升。

12.煤場(chǎng)排水和輸煤系統(tǒng)沖洗排水

這種廢水中的污染物主要是煤的碎末及其污染物，外觀呈黑色或暗褐色，懸浮國(guó)體和COD

兩個(gè)指標(biāo)都較大，而且還含有一定數(shù)量的焦油成分（如酚）及少量重金屬。煤場(chǎng)排水通常呈

酸性，其PH值在3.0左右，這主要是因?yàn)槊褐泻辛蚧锼隆Ｓ捎谶@種廢水呈酸性，所

以煤中的一些金屬元素如鐵、碑、缽及氟化物等也會(huì)在水中溶解。

因此，這種廢水排入天然水體，不僅增加水體的懸浮物、COD和重金屬離子，而且會(huì)改

變水的PH值。

第二節(jié)火力發(fā)電廠的廢水處理概述

一、廢水處理方法

廢水中污染物的處理方法很多，但按其處理的本質(zhì)，通常可分為三大類：

1.稀釋處理

稀釋處理雖然不是把污染物從廢水中分離出來，也不改變污染物的化學(xué)本性，但它通

過混合稀釋，可降低污染物的濃度，達(dá)到減少毒害的作月。所以，稀釋處理一般是利用高濃

度廢水與低濃度廢水（或天然水體）的混合稀釋作用，使廢水中污染物的濃度降低到某一無(wú)

害的允許范圍之內(nèi)，以滿足排放標(biāo)準(zhǔn)的要求，但這種處理方法一般不提倡。

2.轉(zhuǎn)化處理

轉(zhuǎn)化處理是通過化學(xué)或生物化學(xué)作用，改變污染物的化學(xué)本性，使其轉(zhuǎn)化為無(wú)害的物質(zhì)

或能從水中分離的物質(zhì)。為此，它分為化學(xué)轉(zhuǎn)化處理和生物轉(zhuǎn)化處理兩二種類型。

化學(xué)轉(zhuǎn)化處理又分為PH調(diào)節(jié)法、氧化還原法和化學(xué)沉淀法等。

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（1）PH調(diào)節(jié)法。如向廢水中投加酸性或堿性物質(zhì)，使PH值調(diào)節(jié)至排放要求（PH=6.0~9.0）,

稱為中和處理。；如向廢水中投加堿提高PH值或投加酸降低PH值，分別稱為堿化處理或酸

化處理。

（2）氧化還原法。它是向廢水中投加氧化劑或還原劑，使之與污染物發(fā)生氧化還原反

應(yīng)，變?yōu)闊o(wú)害的或低毒的新物質(zhì)。

如向廢水中投加還原劑硫酸亞鐵等，使廢水中有劇毒的六價(jià)銘還原為毒性極微的三價(jià)鋁,

在酸性條件下的還原反應(yīng)為

由于生成的還原產(chǎn)物（Cr2（SOD3）溶解度比較大，所以要從水中分離出來，還必須進(jìn)

一步進(jìn)行堿化處理，使之生成氫氧化銘沉淀。

這其中第一步稱為還原法，第二稱為化學(xué)沉淀法。

（3）化學(xué)沉淀法。它是向廢水中投加沉淀劑，使之與廢水中某些溶解態(tài)的污染物生成

難溶的沉淀物，進(jìn)而從水中分離出來。

生物轉(zhuǎn)化處理又為好氧生物轉(zhuǎn)化處理和厭氧生物轉(zhuǎn)化處理兩種。

（1）好氧生物轉(zhuǎn)化處理。它是在有溶解氧的條件下，利用好氧微生物和兼性微生物的

生物化學(xué)反應(yīng)，將其廢水中的有機(jī)污染物轉(zhuǎn)化或降解為簡(jiǎn)單的無(wú)害的無(wú)機(jī)物。

（2）厭氧生物轉(zhuǎn)化處理。它是在無(wú)溶解氧的條件下，利用厭氧微生物和兼性微生物化學(xué)

反應(yīng)，轉(zhuǎn)化或降解有機(jī)污染物。

除上述兩種轉(zhuǎn)化處理外，還有的是向廢水中投加強(qiáng)氧化劑、重金屬離子等藥劑或利用高

溫、紫外光、超聲波等能源抑制和殺死致病微生物，這稱為消毒轉(zhuǎn)化處理。

3.分離處理

廢水中的污染物按其顆粒大小不同，可分為四種存在形態(tài)：即懸浮物、膠體、分子和離

子。顆粒大小不同，造成周圍各種外力對(duì)其產(chǎn)生的效果不同，所以，分離方法也不同。

（1）懸浮物分離法。這類污染物由于顆粒較大，重力和離心力十分明顯，因此可依靠

阻力截留、重力分離、離心分離、粒狀介質(zhì)截留等進(jìn)行分離。阻力截留上依靠篩網(wǎng)與懸浮物

之間的幾何尺寸差異截留懸浮物的一種方法；重力分離是依靠懸浮物與水的密度差，讓其懸

浮物下沉或上浮而進(jìn)行分離的一種方法；離心分離法是依靠作用于懸浮物上面的離心力，使

其從廢水中分離的一種力法；粒狀介質(zhì)是依靠粒狀濾料戢留懸浮物的一種月法，由于濾料之

間的間隙很小以及濾料表面的吸附作用，所以這種分離方法不僅能除去懸浮物而且還可除去

一部分顆粒較小的膠體污染物。

（2）膠體分離法。這類污染物由于顆粒較小，重力和離心力都不明顯，而且顆粒之間

往往存在一種斥力，所以：完全依靠重力、浮力或離心力還是難以從水中分離出來的。但它

可以用化學(xué)絮凝法、生物冢凝法進(jìn)行分離。化學(xué)絮凝法是通過向廢水中投加混凝劑、高分子

絮凝劑等化學(xué)藥劑，使膠體污染物絮凝成大而重的絮凝體，然后再進(jìn)行分離；生物絮凝是利

用生物活性物質(zhì)（如生物膜和活性污泥）的生物轉(zhuǎn)化作用，將有機(jī)膠體污染物絮凝而進(jìn)行分

離的一種方法。

（3）分子分離法。這類污染物顆粒更小，是溶解性的，它既不能用重力法分離，也不能

用絮凝法分離，但它可用吹脫法、汽提法、萃取法和吸附法等進(jìn)行分離。吹脫法是使廢水與

空氣充分接觸，使溶解性的氣態(tài)或揮發(fā)性污染物，由水相轉(zhuǎn)移到氣相而進(jìn)行分離的一種方法；

汽提法是使廢水與水蒸汽充分接觸，直到沸騰，使揮發(fā)性污染物與水蒸汽一起逸出而進(jìn)行分

離的一種方法；萃取法是向廢水中投加一種不溶于水但能溶解污染物一種萃取劑，使污染物

從水相轉(zhuǎn)移到萃取劑中，然后再?gòu)妮腿┲羞M(jìn)行分離或回收的一種方法；吸附法是讓廢水與

固體吸附劑充分接觸，使分子態(tài)污染物吸附于吸附劑上，然后再?gòu)奈絼┥线M(jìn)行解吸而進(jìn)行

分離的一種方法。

（4）離子分離法。這類污染物的顆粒最小，也是溶解性的，而且起作用的主要是化學(xué)

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鍵力，而重力和離心力都不起作用。因此，它的分離方法與上述各種污染物都不相同。分離

這類污染的方法有離子交換法，離子吸附法和電滲析法。離子交換法是使廢水與固態(tài)離子交

換劑相接觸，廢水中的離子態(tài)污染物便與離子交換劑上的同電荷離子相互交換，從而使廢水

中有害離子污染物分離出來，交換劑失效后可以通過再生操作，使離子態(tài)污染物隨再生液排

出或濃縮回收利用，交換劑本身又可重復(fù)利用；離子吸附法是使廢水與具有離子吸附性能的

固體吸附劑相接觸，廢水中的離子態(tài)污染物便與吸附劑上電性相反的活性基因相吸引，從而

使廢水中有害離子污染物分離出來，吸附劑也可以再生重復(fù)利用；電滲析法是在直流電場(chǎng)的

作用下，利用陰陽(yáng)離子交換膜對(duì)水中陰陽(yáng)離子污染物的選擇透過性，即離子交換膜只允許陽(yáng)

離子通過，陰離子交換膜只允許離子通過，所以只要讓廢水通過由陰陽(yáng)離子交換膜排列組成

的通道，就可將離子態(tài)污染物分離出來。因?yàn)檫@種處理方法與反滲透法一樣，都是借助一個(gè)

膜，所以也叫膜分離法。

二、廢水處理的工藝流程

由于廢水的性質(zhì)和成分比較復(fù)雜，往往不是只經(jīng)過某一單元設(shè)備就能達(dá)到處理要求，而

是需要將幾種單元設(shè)備組合成一個(gè)有機(jī)的整體，并合理的設(shè)計(jì)主次關(guān)系和前后次序，才能最

有效最合理地達(dá)到處理目的，這種由單元設(shè)備組合的有機(jī)整體稱為廢水處理的工藝流程。

一般來講，城市生活污水水質(zhì)成分比較穩(wěn)定，而工業(yè)廢水的水質(zhì)則千差萬(wàn)別，處理后的

要求也不完全相同，但其兩種的處理工藝流程也有許多形似之處。按其處理后對(duì)水質(zhì)的要求

不同歸納為以下二級(jí)處理，

1.一級(jí)處理

一級(jí)處理的主要對(duì)象是顆粒較大的懸浮物，采用的單元處理設(shè)備有格柵、沉砂池、沉淀

池、澄清池、過濾池等。為了提高處理效果，往往配合混凝處理，這時(shí)不僅能除去懸浮

物，也能除去一部分液體和有機(jī)物。

2.二級(jí)處理

二級(jí)處理也稱為生物轉(zhuǎn)化處理，處理的主要對(duì)象是膠體態(tài)和溶解態(tài)的有機(jī)物，采用的單

元處理設(shè)備有利曝氣池（或生物濾池）和二次沉淀池等。二級(jí)處理一般用于處理含有機(jī)物較

高的城市生活污水或工業(yè)廢水。

3,三級(jí)處理

三級(jí)處理的主要對(duì)象是營(yíng)養(yǎng)性物質(zhì)（如N、P）及其它溶解性物質(zhì)，采用的單元處理操作

有離子交換、吸附、萃取、反滲透、消毒等等。三級(jí)處理一般用于水質(zhì)要求較高，一、二級(jí)

處理達(dá)不到要求的情況下，

三、生活污水或工業(yè)廢水處理工藝流程舉例

1.城市生活污水處理工藝流程

生活污水經(jīng)過格柵、沉砂池和沉淀池三個(gè)處理單元，主要除去顆粒較大懸浮固體，

使水中懸浮固體含量明顯降低，并得到一定程度澄清。如這時(shí)再配合混凝處理，還可通

過沉淀池除去一部分膠體和有機(jī)物。如上所述，這一階段稱為一級(jí)處理。

生活污水中還含有大量的溶解性的蛋白質(zhì)、脂肪和碳水化合物等營(yíng)養(yǎng)成分，使水的COD

指標(biāo)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過排放標(biāo)準(zhǔn)，采用生物曝氣池或生物濾池及二次沉淀池等處理單元，利用生物轉(zhuǎn)

化作用，可使COD指標(biāo)明顯的降低。在生物轉(zhuǎn)化過程中產(chǎn)生的污泥，一部分回流重復(fù)利用，

一部分再經(jīng)過消化轉(zhuǎn)化處理。因此，這一階段除去的主要是有機(jī)物（COD）,稱為二級(jí)處理。

當(dāng)水質(zhì)要求較高，還需除去水中的溶解性物質(zhì)如氣體、鹽類等時(shí)，尚需再通過離子交換、

吸附、萃取、反滲透、消毒等單元進(jìn)一步處理，這一階段稱為三級(jí)處理或深度處理。

2.火力發(fā)電廠工業(yè)廢水處理的工藝流程

如上所述，火力發(fā)電廠是用水量很大的企業(yè)之一，在生產(chǎn)過程中會(huì)產(chǎn)生各種廢水。

它可分為兩種類型，一種是經(jīng)常性廢（排）水，因這部分廢水是隨日常生產(chǎn)和生活排放

7

的，所以其水量和水質(zhì)相對(duì)比較穩(wěn)定。這部分廢水包括：鍋爐補(bǔ)給水處理的再生、沖洗

廢水；凝結(jié)水精處理的再生、沖洗廢水；取樣排水，鍋爐排水；澄清過濾設(shè)備排放的泥

漿廢水；主廠房生產(chǎn)排水；生活污水等。另一種是非經(jīng)常性廢（排）水，因是在設(shè)備啟

動(dòng)、檢修、清洗時(shí)間斷排放的，所以不僅水量變化大和排放時(shí)間集中，而且水質(zhì)也常因

機(jī)組容量的大小和生產(chǎn)工藝不同而有所差異。這部分廢水包括：鍋爐清洗廢水；鍋爐排

放污水；鍋爐煙側(cè)的沖洗廢水；除塵器洗滌廢水；冷卻塔排污水及沖洗水；煤場(chǎng)廢水等。

目前設(shè)計(jì)采用的工藝流程有二種：一種叫分散處理系統(tǒng)，一種叫集中處理系統(tǒng)。

（1）分散處理系統(tǒng)。這種處理系統(tǒng)是根據(jù)所產(chǎn)生的廢水水量就地設(shè)置廢水貯存池，池

內(nèi)設(shè)置機(jī)械攪拌曝氣裝置或壓縮空氣系統(tǒng)。根據(jù)水質(zhì)情況在池內(nèi)直接投加所需的酸、堿及氧

化劑等藥劑，廢水在此處理達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)后或者回收利用或者排入天然水體（或灰場(chǎng)）。

這種處理系統(tǒng)的特點(diǎn)是：基建投資省，占地面積小，使用靈活、檢修和維護(hù)工作量少，

比較適合于燃煤電廠，特別是采用水力沖灰的電廠。

（2）集中處理系統(tǒng)。這種處理系統(tǒng)是將全廠各種工業(yè)廢水分別收集貯存，根據(jù)水質(zhì)情

況選用一定的工藝流程集中進(jìn)行處理，使水質(zhì)達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)后排放。

①經(jīng)常性廢水的工藝流程為：

酸，堿，

經(jīng)常性廢水T中和T回收或排放

②非經(jīng)常性廢水的工藝流程如圖62所示。

這種處理系統(tǒng)的特點(diǎn)是廢水經(jīng)過處理后水質(zhì)優(yōu)良，設(shè)備集中便于管理和實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，缺

點(diǎn)是基建投資多，設(shè)備利用率低，維修工作量也大。

在這種工藝流程中由澄清設(shè)備排出的泥漿廢水和除鹽設(shè)備排出的沖洗、再生廢水，是一

種經(jīng)常性廢水，一般只含有堿性物質(zhì)或酸性物質(zhì)及一些中性鹽類，所以應(yīng)首先排入PH調(diào)整

槽，在此投加堿性或酸性藥劑調(diào)節(jié)至合適PH范圍。同時(shí)投加鋁鹽混凝劑，此時(shí)便逐步形成

許多塊狀絮凝體。進(jìn)入混合槽后再投加助凝劑，使絮凝體進(jìn)一步長(zhǎng)大，并流入澄清池。上部

澄清水用泵送入過濾器，進(jìn)一步降低懸浮物之后流入最終中和槽，再次投加堿性或酸性物質(zhì),

使PH調(diào)節(jié)至60~9.0,最后排入天然水休。

由澄清池底部排出的泥漿廢水（含泥2%）,用排泥泵送入濃縮槽，濃縮至4舟左右之后，

再用泥漿泵送入離心脫水機(jī)制成濾餅，定期運(yùn)出。

對(duì)于含鐵量或含氨量較高的非經(jīng)常性廢水，應(yīng)首先由貯槽送至氧化槽，用酸或堿調(diào)節(jié)PH

值后，投加氧化劑，并在反應(yīng)槽內(nèi)進(jìn)行氧化反應(yīng)，然后流入PH調(diào)整槽，按以上工藝再進(jìn)一

步處理。

對(duì)化學(xué)清洗過程中排出的非經(jīng)常性廢水，由于COD達(dá)500mg/L以上，需進(jìn)行特殊的氯化

處理，即首先在排水槽內(nèi)進(jìn)行廣2天的曝氣氧化，然后再投加堿性藥劑和COD降低劑，并進(jìn)

一步曝氣氧化10小時(shí)，最后再按經(jīng)常性廢水進(jìn)行常規(guī)處理。

以上兩種廢水（生活污水）的工藝流程說明，由于廢水水質(zhì)復(fù)雜，所以處理所用的設(shè)備

單元和工藝流程各不相同，但其處理的基本原理有許多共同之處。

第三節(jié)火力發(fā)電廠的廢水處理技術(shù)

一、含油廢水的處理

含油廢水通常采用浮力浮上法進(jìn)行分離。所謂浮力浮上法，就是借助水的浮力，使廢水

中密度小于或接近于1的固態(tài)或液態(tài)污染物浮出水面而加以分離的處理技術(shù)。按其污染物的

性質(zhì)和處理原理不同，浮力浮上法又分為自然浮上法、氣泡浮上法和藥劑浮選法三種。

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1.自然浮上法

自然浮上法是利用油與水之間自然存在的密度差，讓其上浮到水面而加以去除的方法,

它分離的對(duì)象是廢水中直徑較大的粗分散性可浮油粒，采用的主要設(shè)備是隔池池。

其工藝流程是：廢水首先進(jìn)入配水槽，通過布水隔板上的小孔從擋油板下面進(jìn)入池內(nèi)，

在廢水向前推流的過程中可浮油粒一邊隨水流前進(jìn)一邊上浮，上浮到水面上的油粒，被回轉(zhuǎn)

鏈帶式刮油機(jī)推至集油管排出，而相對(duì)密度大于1.0的重質(zhì)油和懸浮固體則向池底由排渣管

排出，澄清后的水流入出水槽排出。

據(jù)有關(guān)資料介紹，這種隔油池可除去的最小油粒一般不小于100~150um,除油率在

70%以上。

實(shí)驗(yàn)證明，僅用這種簡(jiǎn)單的隔油池處理火力發(fā)電廠含油（燃料、潤(rùn)滑油）廢水時(shí)，雖

然它有設(shè)備結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，處理效果穩(wěn)定和便于管理的優(yōu)點(diǎn)，但其出水水質(zhì)往往達(dá)不到排放標(biāo)準(zhǔn)。

所以，近年來，又根據(jù)淺層低沉降分離原理設(shè)計(jì)了一種在分離區(qū)設(shè)置波紋斜板的割禮池，其

結(jié)構(gòu)與斜板（管）沉降池相似,它所分離的油珠顆粒直徑為60Hm，而且停留時(shí)間可降到30min.,

也有的電廠，利用隔油池先進(jìn)行粗分離和浮選處理，最后再進(jìn)行生物轉(zhuǎn)化處理或活性炭吸附

處理，從而使出水水質(zhì)提高，達(dá)到排放要求44。

2.氣泡浮上法

氣泡浮上法簡(jiǎn)稱氣浮，它是利用高度分散的小氣泡粘附于廢水中的污染物上，并使之

隨氣泡上浮到水面而加以去除的一種工藝。所以，實(shí)現(xiàn)林浮處理的必要條件是使污染物能粘

附于氣泡上。

在廢水處理中采用的氣浮法，按氣泡產(chǎn)生的方式不同，可分為充氣氣浮、電解氣浮和

溶氣氣浮三種類型。

充氣氣浮是利用擴(kuò)散板或微孔布?xì)夤芟驓飧〕貎?nèi)通入壓縮空氣，也可利用水利噴射器

和高速旋轉(zhuǎn)葉輪向水中充氣。

電解氣浮是利用水的電解和有機(jī)物的電解氧化作月，在電極上析出細(xì)小氣泡（如

0八C0八CI?等），而分離廢水中疏水性污染物的一種方法。

溶氣氣浮是使空氣在一定的壓力下溶于水中并呈飽和狀態(tài)，然后使廢水壓力突然降低,

這時(shí)空氣便以微小氣泡的形式從水中析出井進(jìn)行氣浮。根據(jù)氣泡從水中析出時(shí)所處的壓力不

同,溶氣氣浮又分為二種方式:一種稱真空溶氣氣浮，它是將空氣在常壓或加壓下溶于水中，

而在負(fù)壓下析出；另一種稱加壓溶氣氣浮，它是將空氣在加壓下溶于水中，而在常壓下析出。

前者的優(yōu)點(diǎn)是氣浮池在負(fù)壓下進(jìn)行，空氣在水中易呈過飽和狀態(tài)，而且氣泡直徑小和溶氣壓

力較低，缺點(diǎn)是氣浮池構(gòu)造需要密閉，運(yùn)行管理有一定困難。

溶氣氣浮在含油廢水處理中，通常作為隔油池處理后的補(bǔ)充處理或生物處理前的預(yù)處

理。如經(jīng)隔油池處理后出水含乳化油大約有50?60mg/L,再經(jīng)混凝和氣浮處理后可降至10?

30mg/Lo

3.藥劑浮選法

藥劑浮選法是向廢水中投加浮選藥劑，選擇性地將親水性油粒轉(zhuǎn)變?yōu)槭杷裕缓笤?/p>

附著在小氣泡上，并上浮到水面加以去除的方法，它分離的主要對(duì)象是顆粒較小的親水性油

粒。

如上所述，火力發(fā)電廠的含油廢水，經(jīng)隔油板和氣浮處理之后，有時(shí)仍達(dá)不到排放標(biāo)

準(zhǔn)，這時(shí)還應(yīng)采用生物轉(zhuǎn)化進(jìn)一步降低油污染物的含量，圖6-3就是某電廠處理含油廢水的

工藝流程。

----------------------?凈油池

含油廢水TT

-----?污油池T油水分離池T隔油池T浮選池T凈水池T生物轉(zhuǎn)化T出水

9

污泥池T干花廠（池）

圖6-3某電廠含油廢水的處理工藝

在生物轉(zhuǎn)化處理中，目前采用生物轉(zhuǎn)盤的較多，有關(guān)生物處理方面的內(nèi)容將在生活污

水處理中介紹。

二、化學(xué)水處理酸、堿廢水的處理

如前所述，化學(xué)水處理酸、堿廢水是陽(yáng)樹脂和陰樹脂再生工藝的必然產(chǎn)物。由于這種

酸性廢水的含酸量一般不大于3%?5%,堿性廢水的含堿量一般不大于1%?3%,所以，回收

的價(jià)值不大，大多是采用自行中和法進(jìn)行處理。

雖然這兩種廢水都是在化學(xué)水處理車間內(nèi)產(chǎn)生的，但兩者往往不是同時(shí)產(chǎn)生的。因此,

要想利用自行中和就必須設(shè)置中和池，即先將酸性廢水（或堿性廢水）排入池內(nèi)，然后再將

堿性廢水（或酸性廢水）排入，攪拌中和，使PH值達(dá)到6~9以后排放。為了達(dá)到有效中和，

必須設(shè)置合理的中和設(shè)備，

中和池（或pH調(diào)整池）的水容積應(yīng)不小于一臺(tái)最大的陽(yáng)離子交換設(shè)備和一臺(tái)最大的

陰離子交換設(shè)備一次再生全過程所排放的酸、堿性廢水的總和。在水處理設(shè)備臺(tái)數(shù)較多的情

況下，中和池的水容積應(yīng)不小于二臺(tái)陽(yáng)、陰離子交換設(shè)備再生所排出廢水的總和。這樣就能

使陽(yáng)、陰離了交換設(shè)備不同時(shí)再生，而且在同一時(shí)刻內(nèi)有兩臺(tái)陽(yáng)或兩臺(tái)陰離了交換相繼再生

時(shí)，仍能保證酸性廢水和減性廢水的充分混合。

目前設(shè)計(jì)的中和池大都是水泥構(gòu)筑物內(nèi)補(bǔ)防腐層（如花崗巖）。另外，由于化學(xué)除鹽

工藝上的特點(diǎn)，一般酸性廢水的總酸量總是大于堿性廢水的總堿量。為了中和這部分剩余的

酸量，有的廠向中和池內(nèi)投加堿性藥劑（如CaO等），有的廠將中和后的酸性廢水排入沖灰

系統(tǒng)，也有的廠采取加大陰樹脂再生劑用量的辦法。

如某電廠由于水處理設(shè)備較多，在設(shè)備中采用了：廢酸緩沖池2X300m\廢堿緩沖池

2X400n?,,pH值調(diào)整池，混合池各200m3、2m'的酸堿溶液箱各一只，羅茨風(fēng)機(jī)三臺(tái)，各

池內(nèi)均設(shè)有空氣攪拌管裝置，另外設(shè)有低位廢酸堿泵房一座，內(nèi)設(shè)臥式酸堿泵各三臺(tái)（其容

量為120?200m7h）和中和排水泵三臺(tái)（容量為240?400m7h）o

所以，化學(xué)車間酸堿廢水的原則性流程是：

加堿或加酸

酸性/廢酸緩沖池、i

化學(xué)車間排水—?pH調(diào)整池t混合池

堿性、廢堿緩沖池/

——?沖灰水水泵吸水井或排入循環(huán)水排水虹吸井

化學(xué)水處理酸、堿廢水除采用自行中和外，還可采用弱酸型陽(yáng)樹脂處理。這種處理方式

是將化學(xué)水處理車間產(chǎn)生的酸性廢水和堿性廢水交替通過弱酸性陽(yáng)離子交換樹脂，處理后可

使兩種廢水的pH值控制在69之間，而且合格率可達(dá)到80$以上。

三、鍋爐化學(xué)清洗廢水的處理

1.除去重金屬離子和懸浮固體

因?yàn)殄仩t設(shè)備的化學(xué)清洗，目的在于除去鍋爐金屬受熱面上的沉積物，所以在這種廢水

中所含的重金屬離子多半是鐵，而且是以Fe"的形態(tài)存在，如采用化學(xué)沉淀的方法除去，就

必須首先調(diào)節(jié)廢水的pH值，破壞重金屬離子與清洗藥劑的絡(luò)合物，然后再加入沉淀劑，使

金屬離子以氫氧化物的形式沉降并與廢水分離。

金屬離子能否生成難溶的氫氧化物沉淀，取決于金屬離子的濃度和pH值。根據(jù)金屬氫

10

氧化物M(OH)n沉淀一溶解平衡，以及水的離子積K?=[K][0H-],各種金屬離子的溶解度與

pH值之間的關(guān)系為：

n+yn

[OH-](Ksp/[M])

或pH=14-1/n(lg(Mn，)-IgKj

Ig(MT);lgKep+nPKw-npH

即可通過以上關(guān)系，算出將某一濃度的某種金屬離子生成氫氧化物沉淀所需的pH值。

處理中所投加的沉淀劑為各種堿性物質(zhì)，常用的有石灰和氫氧化鈉等。為使Fe不向Fe>

轉(zhuǎn)變，有時(shí)需通空氣攪拌，使金屬離子以Fe(OH)3、Fe(OH)2、Cu(OH)2的形態(tài)沉淀分離，與

此同時(shí)廢水中的懸浮固體物也隨之除去。

化學(xué)清洗中，由于采用的清洗劑不同，各種重金屬離子所生成的絡(luò)合物也不同，因此需

把產(chǎn)生氫氧化物沉淀所需的PH值調(diào)節(jié)到10.5?11.0時(shí)：才能使Fe、Cu、Zn等金屬離子發(fā)

生沉淀；當(dāng)用檸檬酸作清洗時(shí)，只有將PH值調(diào)節(jié)到10.0時(shí)，才能使檸檬酸鐵絡(luò)合物破壞。

而PH值調(diào)節(jié)到11.0時(shí)，才能使Fe”的EDTA絡(luò)合物破壞。PH值提高到13.0以上時(shí)，F(xiàn)e”的

EDTA絡(luò)合物被破壞。

2.除去COD

⑴氧化汰。這種方法是先將清洗廢水排入貯水池，并投加強(qiáng)氧化劑如HM,次氨酸鈉、

次氯酸鈣和過硫酸氨等進(jìn)行氧化。然后再進(jìn)行生物轉(zhuǎn)化，最后排入灰廠。如某電廠利用石灰

和次氯酸鈉處理檸檬酸廢水，結(jié)果使COD除至500mg/L左右。這種處理方式的工藝流程是：

CaONaCI酸酸

廢水IIII

-----?貯存池-----?中和沉淀池-----?pH調(diào)節(jié)池-----?生物轉(zhuǎn)化-----?排放

——?沉渣沉淀池——?灰場(chǎng)

⑵焚燒法。當(dāng)用有機(jī)酸(如氨化檸檬酸)作清洗劑時(shí)，便產(chǎn)生有機(jī)酸廢水，其中COD

含量高達(dá)幾千甚至上萬(wàn)mg/L,這時(shí)可采用焚燒法。它是先將有機(jī)酸廢水的pH值調(diào)節(jié)到8?9,

然后通過焚燒泵與噴嘴把廢水噴入爐膛內(nèi)焚燒。廢水中的有機(jī)酸物在爐內(nèi)100CTC高溫下，

迅速分解二氧化碳和水蒸汽。而與有機(jī)物絡(luò)合的重金屬則變成簡(jiǎn)單的金屬氧化物。這些金屬

的氧化物絕大部分留在爐內(nèi)，通過排灰系統(tǒng)排入排灰場(chǎng)，只有一部分隨爐煙排入大氣。實(shí)驗(yàn)

與實(shí)踐表明，噴嘴宜安裝在鍋爐燃燒器上面，并伸出水冷壁管100?200mm,以使廢水噴入

火焰中心處，廢水注入率控制在鍋爐蒸發(fā)量的0.5%以下，對(duì)鍋爐燃燒和周圍環(huán)境均無(wú)不良

影響。

焚燒法的工藝系統(tǒng)如圖6-4所示。

3.氫氟酸廢液處理的新工藝

氫氟酸與鹽酸、硫酸、硝酸、檸檬酸及EDTA等清洗劑相比較，它不僅能溶解囁酸鹽

垢，而且能加速a-Ee2(h和磁性氧化鐵溶解的能力，所以能較徹底的鍋爐管內(nèi)壁上的軋鋼

鱗皮、鐵銹、水垢等附著物。這是因?yàn)楫?dāng)氫氟酸與磁性氧化鐵接觸時(shí)，一面進(jìn)行氟一氧交換，

一面進(jìn)行F-的絡(luò)合反應(yīng)。因?yàn)镕-有一對(duì)弧電子，所以很容易填入以Fe"為中心離子的價(jià)

電子層中的空穴軌道，形成Q配價(jià)鍵絡(luò)合物(鐵一鐵一冰晶石)。反應(yīng)式為：

3

2Fe*+6F-tFe(FeF6)

從而使氫氟酸有溶垢能力強(qiáng)、生速度快的特點(diǎn)。但氫氟酸最大的缺點(diǎn)，是廢液不易處理。

氫氟酸廢液目前大都采用石灰處理：

2HF+Ca(OH)TCaF2+2H20

11

實(shí)驗(yàn)表明，當(dāng)石灰的加入量為氫氟酸的2?2.3倍時(shí),才能使廢液中的F-降至10mg/L以下。

在上述工藝中，有的廠設(shè)計(jì)了兩個(gè)3000立方米的鋼制廢液處理罐、內(nèi)襯環(huán)氧樹脂防

腐，涂層為6層。當(dāng)氫氟酸廢液往處理罐排放時(shí)，同時(shí)投加含CaO大于50$以上的石灰，劑

量為氫氟酸的2.3倍，邊加邊循環(huán)，循環(huán)泵采用立式泥渣泵（Q=350t/h,H=2.7Mpa）,并通

入0.3?0.4Mpa壓縮空氣攪拌。待廢液處理至F-<20mg/L時(shí)，加入混凝劑（按1.0%。）

處理，這時(shí)F?可降至5?6mg/L以下，PHU6.8左右，滿足了排放標(biāo)準(zhǔn)要求。

4停爐保護(hù)廢水的史理

目前國(guó)內(nèi)采用的停爐保護(hù)法中，有的采用熱爐放水的烘干法和充氣（氮?dú)猓┓ǎ@些

方法不會(huì)產(chǎn)生停爐保護(hù)廢水。但也有不少電廠采用聯(lián)氨或氨滿水保護(hù)法，這樣，鍋爐啟動(dòng)時(shí)，

便會(huì)排出含有大量含氨和聯(lián)氨的停爐保護(hù)廢水。處理這種廢水宜采用氧化法。常用的氧化劑

是NaOCI、CaOCI?和液態(tài)氯，化學(xué)反應(yīng)為：

2NH3+CaOCI2+H20tCa（0H）2+2NKCI

N2H4+2CaOCI2-4CaCh+N2+2H20

心也+2NaOCIT2NaCI+MT+2H20

NH3+Cl2TNH2cl+HCI

2NH?CI+Cl2tM+4HCI

由上述反應(yīng)可知，分解1份聯(lián)氨需消耗8份100%的CaOCL,在實(shí)踐中，CaOCL的必需

量可按下式計(jì)算

QCP.CI2=0.8CV/K（kg）

式中C——鈍化廢水中N2H4的濃度，mg/L

V—鈍化廢水的總體積，m3

K—工業(yè)產(chǎn)品中生氯的濃度，mg/L

而且，在分解的同時(shí)，氨也被破壞而形成氯胺，并進(jìn)而分解成氮?dú)夂吐然瘹洹Ｒ郝韧都?/p>

量的控制是使出水中有少量過剩氯為止。

據(jù)有關(guān)資料介紹，在堿性條件下，聯(lián)氨可被空氣中的氧氧化，如當(dāng)堿的濃度為0.4%

時(shí)，聯(lián)氨可在15min內(nèi)全部氧化。為此，可將聯(lián)氨廢水排入沖灰系統(tǒng)，利用灰中的堿性物質(zhì)

和溶解氧對(duì)N2H4進(jìn)行氧化分解。實(shí)驗(yàn)表明，當(dāng)聯(lián)氨廢水與灰的比例為10:1時(shí)，在攪拌條件

下，只需1?4個(gè)小時(shí)就可達(dá)到完全無(wú)害化的程度。

四、沖灰廢水的處理

1.除去沖灰廢水中的懸浮物

沖灰廢水中的懸浮物含量主要與灰場(chǎng)（沉淀池）大小等因素有關(guān)。灰廠相當(dāng)于一個(gè)大

型沉淀池，如果沖灰廢水在其中的停留時(shí)間足夠，可使灰場(chǎng)溢流水的懸浮物含量小于排放標(biāo)

準(zhǔn)。在廠內(nèi)設(shè)置沉淀池時(shí)，灰水在其中經(jīng)過初步沉淀后打入灰場(chǎng)，必要時(shí)在沉淀池中投加一

定量的混凝劑，沉淀池的容積應(yīng)保證灰場(chǎng)溢流水的懸浮物含量符合排放標(biāo)準(zhǔn)。

有些電廠的灰場(chǎng)溢流水懸浮物超標(biāo)，主要是由于灰場(chǎng)容積大小及排水口采用的是豎井

式或斜板式溢流口水泥構(gòu)筑物未及時(shí)加高，以及不能有效的攔截懸浮物（如空心漂珠）所致。

這時(shí)如采用合理的設(shè)計(jì)方案，如在豎井周圍堆積礫石過濾層或增高豎井虹吸排水口等，就可

使懸浮物含量降至排放標(biāo)準(zhǔn)以下。

2.沖灰廢水的pH值

沖灰廢水的PH值也是與媒質(zhì)、沖灰水的水質(zhì)、防塵方式和沖灰系統(tǒng)有關(guān)。目前國(guó)內(nèi)

有二種情況：一種是煤中含硫量比較高（如大于3%以上），沖灰水的碳酸鹽量比較低（如低

于2.0mmol/L以下）。即煤灰中游離的CaO含量低，而且采用水膜或文丘里濕式除塵時(shí)，往

往造成灰場(chǎng)溢流水的PH值低于排放標(biāo)準(zhǔn)；相反，當(dāng)煤中堿性物質(zhì)（如CaO）的含量和沖灰

水中的碳酸鹽含量都比較高，而且采用旋風(fēng)分離或靜電干式除塵時(shí)，往往造成灰場(chǎng)溢流水的

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PH值高于最高允許排放標(biāo)準(zhǔn)。灰場(chǎng)溢流水的PH值超標(biāo)，雖然可采用中和法加以解決，但由

于水量大，消耗酸、堿量比較多，而受到一定限制。

3.沖灰水管的防垢

如前所述，當(dāng)灰與水接觸時(shí)，由于灰中的鈣離子迅速溶出，與沖灰用水中的碳酸鹽反

應(yīng)，很快形成碳酸鹽垢析出。所以其結(jié)垢速度除與灰中溶出鈣離子量有關(guān)外，還與沖灰用水

中的碳酸鹽含量和沖灰水的pH值有關(guān)。如果在沖灰水中還排入除鹽設(shè)備的再生廢水和含堿

性物質(zhì)較高的其它廢水（如預(yù)處理設(shè)備排水），其結(jié)垢速度會(huì)更快。致使有的電廠沖灰管道

運(yùn)行不到一年就必須清洗除垢。

沖灰水管道結(jié)垢是一種普遍的現(xiàn)象，但比較理想的防垢方法并不多，除在大型沉淀池

中讓其結(jié)垢物質(zhì)析出外，就是降低沖灰用水的碳酸鹽的含量，或者是定期地排入一些廢棄的

酸性廢水（如離子交換設(shè)備的再生廢水），當(dāng)然也可以進(jìn)行定期清洗。

回收沖灰場(chǎng)的溢流水用于再?zèng)_灰，減少對(duì)環(huán)境的污染，這是目前提倡采用的一種節(jié)水

措施。但沖灰場(chǎng)的回水管結(jié)垢和其他水垢及沉淀物沉于灰場(chǎng)底部，其水質(zhì)是比較好的，但往

往PH值和鈣離子含量偏高，PH值達(dá)到10以上，一旦與大氣接觸或與含碳酸鹽的水接觸，

很快結(jié)出碳酸鹽水垢，所以，灰水管結(jié)垢也是比較普遍的。防止灰水管結(jié)垢，除在灰場(chǎng)附近

設(shè)計(jì)加酸系統(tǒng)加入一定量的酸以外，投加少量的阻垢劑也是一種有效的方法。

目前投加到回水系統(tǒng)中的阻垢劑與加入循環(huán)冷卻水中的阻垢緩蝕劑相似，除一些磷系

化合物之外還有一些分散劑。這種阻垢劑目前都是一些商品代號(hào)，如KD102等，尚無(wú)統(tǒng)一的

產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，只是一些企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。如要求固含量或有效含量大于30軋另外還要求一定的

PH值和密度等。加藥量一般控制在2?9mg/L之間，應(yīng)由實(shí)驗(yàn)確定。

4.除去沖灰廢水中的氟

有的煤種有一定量的氟化物，煤粉在鍋爐燃燒時(shí)，煤中的氟化物分解，并形成HF和

SiF,等酸性氣體。這些氣體與飛灰一起進(jìn)入煙氣濕式除塵設(shè)備，從而轉(zhuǎn)入濕灰和沖灰水中，

只有一少部分隨煙氣排入大氣。

HF氣體溶于水后形成氫氟酸

HFTM+F

SiF,氣體溶于水后形成氟硅酸

3SiF4+2HQtSiO2+2H2SiF6

或SiF,+2HFTH2SiF6+

H2SiF6+60H'T6F+H4SiO4+2H?0

由于氟的鈣鹽溶解度較小，因此采用化學(xué)沉淀的方法除去。常用的沉淀劑為石灰乳。

CaO+H?0TCa（0H）2TCa"+20H-

Ca'+2F*TCaF2X

經(jīng)石灰沉淀處理后，水中殘余的總含氟量只與水中鈣離子濃度和水的PH值有關(guān)，而且鈣離

子濃度的影響比PH值大。

采用石灰沉淀法除F",理論上可以使水中F-濃度降至10mg/L以下，滿足排放標(biāo)準(zhǔn)

的要求。但實(shí)際上，水中殘余F-的濃度往往達(dá)到15~2Cmg/L以上，這可能是由于在CaO顆

粒表面上很快生成一層氟化鈣殼使CaO的利用率降低，而且剛生成的CaF?為膠體狀沉淀，

很難靠自身沉降分離的原因。為此，提出二級(jí)深度處理的工藝流程。所謂二級(jí)深度處理就是

以經(jīng)石灰乳或可溶性鈣鹽沉淀處理后的澄清水為對(duì)象，進(jìn)一步進(jìn)行深度處理，將水中的總的

F-濃度降至10mg/L以下。

目前采用的二級(jí)深度處理有：混凝沉淀法、磷化鈣法、活性氧化鋁法、粉煤灰法和電

解法等。

在上述深度除氟過程中，有人以灰場(chǎng)溢流水為處理對(duì)象，在灰場(chǎng)溢流排放口處進(jìn)行絮

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凝沉降，也有人以沖灰水為處理對(duì)象，在沖灰泵入口及管道內(nèi)進(jìn)行絮凝、吸附、并在灰場(chǎng)內(nèi)

沉降，可見后者具有操作、管理方便的優(yōu)點(diǎn)。

5.除去沖灰廢水中的重金屬

如前所述，沖灰廢水中還含有一定量的重金屬，如碑］銘等。除去水中重金屬的方法

很多，常用的有氫氧化物沉淀、硫化物沉淀法、氧化還原法和離子交換法等，但其中以氫氧

化物法應(yīng)用最廣。目前，濕式除塵器的沖灰廢水中重金屬超標(biāo)較多，而干式除塵器的沖灰廢

水中超標(biāo)較少。

五、生活污水的處理

由于生活污水包括糞便用水、洗菜用水、淘米用水以及各種洗滌用水，其化學(xué)成分主

要有蛋白質(zhì)，脂肪和各種洗滌劑，其COD含量很高。所以生活污水的處理，除利用一級(jí)處理

如沉降澄清、機(jī)械過濾等工藝和消毒處理除去可沉懸浮固體和病毒微生物之外，更主要的是

降低有機(jī)物的含量。由于生活污水中有機(jī)物的成分比較復(fù)雜，其降解的難易程度也相差比較

懸殊，一般認(rèn)為B0D5/C0D大于0.3時(shí)，易于用生物轉(zhuǎn)化降解。它可除去生活污水中9（n的

生化需氧量和懸浮固體。實(shí)踐表明，生活污水通過二級(jí)生物轉(zhuǎn)化處理后，其D005和懸浮固

體均可達(dá)到國(guó)家和地方的水質(zhì)排放標(biāo)準(zhǔn)。目前有些火力發(fā)電廠的生活污水（包括廠區(qū)生活污

水和居住區(qū)生活污水）采用了生物轉(zhuǎn)化處理。

生物轉(zhuǎn)化處理按其起主要作用的微生物對(duì)氧氣的要求不同，可分為好氣生物轉(zhuǎn)化處理

和厭氣生物轉(zhuǎn)化處理。

1好氣生物轉(zhuǎn)化處理

好氣生物轉(zhuǎn)化處理是在有氧的條件下，借助于好氣微生物和兼氣微生物氧化分解的有

機(jī)物的一種方法。大部分生活污水和含有機(jī)物工業(yè)廢水的生物轉(zhuǎn)化處理都屬于好氣轉(zhuǎn)化處理。

這種生物轉(zhuǎn)化處理的方法有很多種，其中包括稀釋法、活性污泥法、污水灌溉法、生物過濾

法、生物轉(zhuǎn)盤法等等。

好氣生物轉(zhuǎn)化處理氨化分解有機(jī)物的過程可由圖6-5來表示

合成/原生質(zhì)合成（微生物繁殖）

有機(jī)物+氧+微生物

、氧化TCO?、比0、N%、SQ、P04

在好氣生物轉(zhuǎn)化過程中，微生物通過自身的生命活動(dòng)一氧化、還原、合成、內(nèi)源呼吸

等過程，在生物催化劑的作用下，把水中的一部分（可生物降解部分）有機(jī)物轉(zhuǎn)化成簡(jiǎn)單的

無(wú)機(jī)物（如CTCO2,H與OThhO,N與HTNH3,STS0?等），與此同時(shí)，把另外一部分有機(jī)物

轉(zhuǎn)化成新的原生質(zhì)或細(xì)胞物質(zhì)，即水得到了凈化。

2厭氣生物轉(zhuǎn)化處理

厭氣生物轉(zhuǎn)化處理是在無(wú)氧的條件下，借助于厭氣微生物分解有機(jī)物的一種方法。它

主要用于污泥和有機(jī)物廢水的消化處理。

厭氣生物轉(zhuǎn)化處理分解有機(jī)物的過程可由圖6-6來表示：

入原生質(zhì)（微生物繁殖）

有機(jī)物+微生物/原生質(zhì)

、pHlx有機(jī)酸'醇

、C0?+CH,+能量（pH上升）

產(chǎn)生細(xì)菌的作用甲烷細(xì)菌的作用

|1-T|4-------?|

酸性發(fā)酵階段堿性發(fā)酵階段

圖6-6說明，有機(jī)物的厭氣分解要經(jīng)歷酸性發(fā)酵和堿性發(fā)酵兩個(gè)階段，在酸性發(fā)酵階

段，厭氣微生物生命活動(dòng)的分解產(chǎn)物是有機(jī)酸、酵、二氧化碳、氨、硫化氫及其他一些硫化

14

物等，在此期間，由于有機(jī)酸大量積累而使PH值逐漸下降。在堿性發(fā)酵階段，甲烷細(xì)菌開

始分解有機(jī)酸和醇，分解產(chǎn)物是甲烷和二氧化碳，所以這時(shí)pH值迅速上升。厭氣生物轉(zhuǎn)化

過程中產(chǎn)生的甲烷可用作照明和燃料等。

3好氣生物轉(zhuǎn)化處理的工藝流程

⑴污泥法。有機(jī)廢水經(jīng)過一段時(shí)間的暴氣之后，水中會(huì)產(chǎn)生一種褐色絮凝體，這種絮凝

體就是活性污泥。由于它含有大量活性微生物以及具有很強(qiáng)的吸附性能，所以對(duì)水中有機(jī)物

有巨大的氧化分解能力。實(shí)踐表明，條件適當(dāng)時(shí)，只要使活性污泥與有機(jī)廢水接觸20到30

分鐘，就可除去75%以上的B0D。

活性污泥法處理有機(jī)廢水的代表性工藝流程，如圖6-7所示，它由以下幾部分組成。

空氣

，處理水

廢水---?初沉池一T曝氣池---?二沉池---------?

T:剩余污泥

回流污泥

①初次沉淀池。初次沉淀池的作用是除去廢水中原有的懸浮物，當(dāng)懸浮物較少時(shí)可以不

設(shè)。

②暴氣池。暴氣池的作用是進(jìn)行好氣生物轉(zhuǎn)化處理，在池內(nèi)活性污泥與廢水充分接觸使

廢水中的有機(jī)物氧化、分解。

③暴氣系統(tǒng)。暴氣系統(tǒng)的作用是供給暴氣池中生化反應(yīng)所需要的氧氣，同時(shí)也起一定的

攪拌作用。

④二次沉淀池。二次沉淀池的作用是分離暴氣池出水中的活性污泥和可沉懸浮物固體。

⑤剩余污泥。為了保持暴氣池中活性污泥的活性，必須排出一部分失去活性的多余的一

部分污泥。

⑥污泥回流。污泥回流是將二次沉淀池中的活性污泥回流到暴氣池入口，以保證暴氣池

中有一定的微生物種類和數(shù)量。

⑵生物膜法。生物膜法的工藝流程如圖6-8所示。由圖可知，生物過濾法的工藝流程中

也設(shè)啟初次沉淀池、二次沉淀池和污泥回流，但生物轉(zhuǎn)化作用不是依靠暴氣池而是采用生物

濾池或生物轉(zhuǎn)盤。

X回流I

廢水?［初沉池］?［生物濾池］?［二沉池］?出水

在生物濾池中，填充有許多固定不動(dòng)的掛膜介質(zhì)，當(dāng)有機(jī)廢水自上而下均勻地淋灑在

掛膜介質(zhì)的表面上時(shí)，廢水中的微生物便在氧氣和有機(jī)物供應(yīng)充分的條件下固定下來，并逐

漸形成一層含有許多微生物的粘液層，這種粘液層被稱為生物膜，它像活性污泥一樣有很強(qiáng)

的吸附、氧化、分解有機(jī)物的能力，所以生物膜法也稱生物過濾法。

生物轉(zhuǎn)盤法是通過盤片的旋轉(zhuǎn)，使轉(zhuǎn)盤上的生物膜與廢水充分接觸，轉(zhuǎn)盤每旋轉(zhuǎn)一次

就完成一個(gè)吸附充氧一氧化分解的生物轉(zhuǎn)化的過程，與此同時(shí)也就使廢水得到了凈化。

第四節(jié)本廠廢水處理設(shè)備簡(jiǎn)介

一、系統(tǒng)設(shè)計(jì)

廢水處理指標(biāo)及回用要求

1.本期工程所產(chǎn)生的廢水經(jīng)工業(yè)廢水處理系統(tǒng)集中處理后，達(dá)到國(guó)家GB8978-1996《污水綜

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合排放標(biāo)準(zhǔn)》的一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，其主要指標(biāo)如下:

項(xiàng)目單位數(shù)值

pH值6~9

懸浮物mg/LW70

mg/LW20

生物耗氧量（BOD5）

化學(xué)耗氧量（COD.）mg/LW100

石油類mg/LW5

為有效地節(jié)約用水，經(jīng)廢水處理系統(tǒng)處理后的廢水通過回收水泵送至供水專業(yè)1000m，廢水

復(fù)用水池。

2廢水處理系統(tǒng)運(yùn)行說明

本期工程工業(yè)廢水處理系統(tǒng)實(shí)行清污分流處理，不收集生活污水、含油污水和輸煤系統(tǒng)沖洗

水。

本系統(tǒng)設(shè)置2個(gè)lOOOm?非經(jīng)常廢水池，2個(gè)500m3經(jīng)常性酸堿廢水池。

經(jīng)常性排水中鍋爐補(bǔ)給水處理系統(tǒng)的再生廢水排至A1、A2號(hào)2個(gè)500m3廢水貯存池，進(jìn)行

中和處理達(dá)標(biāo)后排至廢水復(fù)用水池。

經(jīng)常性排水中凝結(jié)水精處理再生廢水首先排至精處理再生廢水池，然后用廢水泵打至工業(yè)廢

水處理站B1號(hào)1000nT廢水貯存池。

鍋爐酸洗水、各類沖洗水（除含油廢水）、機(jī)組啟動(dòng)排水等非經(jīng)常性廢水通過機(jī)組排水槽收

集后，排至工業(yè)廢水處理系統(tǒng)3個(gè)廢水貯存池集中處理，達(dá)標(biāo)后排至廢水復(fù)用水池。

工業(yè)廢水處理系統(tǒng)流程為：

廢水貯存池（可在池內(nèi)進(jìn)行曝氣、氧化和pH值調(diào)整）n廢水輸送泵npH調(diào)整槽（通過

pH表的測(cè)量信號(hào)自動(dòng)調(diào)整加酸或加堿量）n絮凝槽（加凝聚劑）n反應(yīng)槽（加助凝劑）n

斜板澄清池n最終中和池（通過pH表的測(cè)量信號(hào)自動(dòng)調(diào)整加酸或加堿量）n清凈水池n回

收水泵=供水專業(yè)1000m，廢水復(fù)用水池。

澄清池排泥系統(tǒng)流程為：

澄清池泥漿n澄清池排泥泵n濃縮池=>濃縮池污泥輸送泵=脫水機(jī)n汽車外運(yùn)。

工業(yè)廢水處理系