废水处理及回用技术

废水回用意义火电厂是用水大户，认真做好电厂的废水治理和回收利用，使其达到国家排放标准及满足环境保护的要求，具有重大意义。第一节废水处理基本知识废水:在人类的生活和生产活动中，从自然界中取用的水受到污染，改变了原来的性质，甚至丧失了使用价值，将其废弃外排，这种被废弃外排的水称为废水。————————区别于污水废水分类根据废水来源分类：生活污水和工业废水根据废水的主要成分分类：有机废水、无机废水和综合废水。如：（以某一成分在污染物中占首要地位命名）含酚废水根据废水酸碱性分类：酸性废水、碱性废水和中性废水。如：火电厂锅炉化学清洗废水、停炉保护排水。一、废水水质指标水质指标是对水体进行监测、评价、利用以及污染治理的主要依据。在考虑和研究废水处理流程和其最终处置方法时，首要的条件是全面掌握废水在物理、化学和生物学等方面的特征。水质指标：物理指标、化学指标、生物指标。（一）物理指标1、固体物质总固体=悬浮固体+溶解固体TS=SS+DS悬浮固体：反映废水中固体物质含量的一个重要水质指标，单位为mg/L溶解固体：溶于水的各种无机物质和有机物质的总和。2、浊度（一种表示水样的透光性能的指标）一般以每升蒸馏水中含1mgSiO2(或硅藻土)时对特定光源透过所发生的阻碍程度为一个浊度的标准，称为杰克逊度，以JTU表示。4、温度：一项重要指标：用刻度为0.1℃的温度计测定及其他：深水倒置温度计；热敏电阻温度计；注意：水温要在现场测定。

5、色泽和色度：色泽是指废水的颜色种类；用文字描述（深蓝色、棕黄色等）色度是指废水所呈现的颜色深浅程度。色度表示方法：1、铂钴标准比色法在1L水中含有氯铂酸钾（K2PtCl6）2.49mg及氯化钴（CoCl2•6H2O）2.00mg时，也就是在1L水中含铂（Pt）1mg及（Co）0.5mg时所产生的颜色深浅为1度（1°）2、稀释倍数法，用将废水稀释到接近无色时的稀释倍数来表示。（二）化学指标1、生化需氧量2、化学需氧量3、总需氧量4、总有机碳5、总氮TN、氨氮NH3-H、凯氏氮TKN6、总磷TP7、PH值8、有毒污染物9、酚1、生化需氧量生化需氧量(全称生物化学需氧量，BOD)是指在温度、时间都一定的条件下，微生物在分解、氧化水中有机物的过程中，所消耗的溶解氧量，其单位为mg/L或kg/m3。5d生化需氧量，BOD520d生化需氧量BOD20

反映了水中可被微生物分解的有机物含量。BOD值越大，则说明水中有机物含量越高，BOD是反映水中有机物含量的最主要的水质指标。BOD小于1mg/L表示水体清洁，大于3~4mg/L则表示水已经受到有机物的污染。2、化学需氧量化学需氧量（也称化学耗氧量，COD）是指在一定条件下，用强氧化剂氧化废水中的有机物所消耗的氧量。常用的氧化剂有重铬酸钾和高锰酸钾。我国规定的废水检验标准采用重铬酸钾作为氧化剂，在酸性条件下进行测定，记作“CODcr”，一般简写为COD，单位为mg/L。COD的优点是较为精确地表示污水中有机物的含量，测定时间仅需数小时，且不受水质的限制。缺点是不能像BOD那样反映出微生物氧化有机物，直接从卫生学角度阐明被污染的程度；此外，污水中存在的还原性无机物（如硫化物）被氧化也需要消耗氧，所以COD值也存在一定误差。同一种水质的COD一般高于BODBOD5/COD的比值（可生化性指标），可作为该污水是否适宜于采用生物处理的判断标准；比值越大，越容易被生化处理比值大于0.3的污水，才适于采用生化处理。生活污水的BOD5/COD的比值大致为0.4~0.8。对于一定的废水而言，一般来说，COD>BOD20>BOD5。3、总需氧量总需氧量TOD是指水中的还原性物质在高温下燃烧后变为稳定的氧化物时所需要的氧量，单位为mg/L。TOD值可以反映出水中几乎全部有机物（包括C、H、O、N、P、S等成分）经燃烧后生成CO2、H2O、NO2、SO2等时所消耗的氧量。此指标的测定，与BOD、COD的测定相比，更为快速简便，其结果也比COD更接近于理论需氧量。4、总有机碳

总有机碳TOC是间接表示水中有机物含量的一种综合指标，其显示的数据是污水中有机物的总含碳量，单位为碳（C）的mg/L来表示。一般城市污水的TOC可达200mg/L，工业污水的TOC范围较宽，最高的可达几万mg/L，污水经过二级生物处理后TOC一般小于50mg/L。5、总氮TN、氨氮NH3-H、凯氏氮TKN

(1)总氮TN。总氮为水中有机氮、氨氮和总氧化氮（亚硝酸氮及硝酸氮之和）的总和。氮属植物营养物质，是导致湖泊、海湾、水库等缓流富营养化的主要物质，成为废水处理的重要控制指标。(2)氨氮NH3-N。氨氮是指水中以NH3和NH4+形式存在的氮，它是有机氮化物氧化分解的第一步产物。氨氮不仅促进水体中藻类的繁殖，而且游离的NH3对鱼类有很强的毒性，致使鱼类的浓度在0.2~2.0mg/L之间。氨也是污水中重要的耗氧物质，在硝化细菌的作用下，氨被氧化成NO2-和NO3-，所消耗的氧量称为硝化需氧量。(3)凯氏氮TKN

凯氏氮是氨氮和有机氮的总和。凯氏氮指标可以作为判断污水在进行生物法处理时，氮营养是否充足的依据。6、总磷TP总磷是污水中各类有机磷和无机磷的总和。与氮类似，磷也属植物性营养物质，是导致缓流水体富营养化的主要物质。7、PH值

酸碱度用PH表示。它对保护环境、污水处理及水工构筑物都有影响，一般生活污水呈中性或弱碱性，工业废水多呈强酸或强碱性。城市污水的PH值呈中性，一般为6.5~7.5。PH值的测定通常根据电化学原理采用玻璃电极法。8、有毒污染物

废水中能对生物引起毒性反应的物质，称为有毒污染物。废水中的读物可分为三类：无机化学毒物、有机化学毒物和放射性物质。工业上使用的有毒化学物已经超过12000种，而且每年以500种的速度递增。毒物是重要的水质指标，各类水质标准对主要的毒物都规定了限值。9、酚酚是芳香烃苯环上的氢原子被羟基（-OH）取代而生成的化合物；按照苯环上羟基数目的不同，分为一元酚、二元酚、多元酚等。按照能否与水蒸气一起挥发而分为挥发性酚和不挥发酚。酚是常见的有机毒物指标之一。酚也是火电厂废水的有害物之一。（三）生物指标1、大肠菌群数（大肠菌群值）2、大肠菌群指数3、病毒及细菌总数1、大肠菌群数（大肠菌群值）与大肠肝菌指数

大肠菌群数（大肠菌群值）是每升水样中所含有的大肠菌群的数目。以个/L计；大肠菌群指数是查出1个大肠菌群所需的最少水量，以毫升（mL）计。2、病毒污水中检出大肠菌群，可以表明肠道病原菌的存在，但不能表明是否存在病毒及其它病原菌（如炭疽杆菌）。因此还需要检验病毒指标。3、细菌总数

细菌总数是大肠菌群数、病原菌、病毒及其他细菌数的总和，以每毫升水样中的细菌菌落总数表示。细菌总数愈多，表示病原菌与病毒存在的可能性愈大。因此，用大肠菌群数、病毒及细菌总数3个卫生指标来评价污水受到生物污染的严重程度就比较全面。二、废水处理方法及分类（一）按对污染物实施的作用不同分类分离法：通过外力作用，把有害物从废水中分离出来；转化法：通过化学或生化作用，使其转化为无害的物质或可分离的物质，后者再经过分离予以去除，称为转化法。分离法分类表1分离法一览表

转化法分类表2不同转化类型采用的方法（二）按处理原理不同分类1、物理处理法2、化学处理法和物理化学处理法3、生物处理法

1、物理处理法

通过物理作用分离、回收废水中不溶解的悬浮状态的污染物的方法；

重力分离法：沉淀、上浮（气浮）沉沙池、沉淀池、隔油池、气浮池及其附属装置；

离心分离法：离心分离机、水旋分离器

筛滤截留法：栅筛截留、过滤、格栅、筛网、砂滤池和微孔过滤机2、化学处理法和物理化学处理法通过化学反应和传质作用来分离、去除废水中呈溶解、胶体状态的污染物或将其转化为无害物质的方法；混凝、中和、氧化还原萃取、汽提、吹脱、吸附、离子交换以及电渗析和反渗透3、生物处理法通过微生物的代谢作用，使污水中呈溶解、胶体状态的有机污染物转化为稳定无害物质的方法；好氧法：活性污泥法生物膜法（生物滤池、生物转盘、生物接触氧化池、生物流化床）厌氧法：消化池火力发电厂废水来源示意图1火力发电厂主要废水的来源示意

火电厂废水来源复杂（图1）汽水循环系统循环冷却水系统工业冷却水系统冲灰水系统煤系统废水处理高要求大部分火力电厂的废水经过相应的处理以后能达标排放，但还存在用水不合理、浪费严重、重复利用率低的问题有必要采取合理的废水处理及回用技术，从而提高废水综合利用的水平。第二节电厂的水平衡和水务管理一、火力发电厂的水平衡将整个火力发电厂作为一个用水体系，各系统水的输入、输出和损耗之间的平衡关系，这种平衡关系是通过水平衡试验得出的。水平衡试验——正常运行阶段其他：（1）新机组投入稳定运行一年内（2）主要用水、排水、耗水系统设备改造后运行工况有较大变化（3）与同类型机组相比，运行发电水耗明显偏高（4）欲实施节水、废水回用或废水“零排放”工程的活力发电厂（一）与水平衡相关的几种水量的概念1、总用水量2、取水量3、耗水量4、排水量5、复用水量1、总用水量总用水量是指火力发电厂的各用水系统在发电过程中使用的所有水量之和，包括由水源地送来的新鲜水和代替新鲜水的回用水以及循环使用的水量。2、取水量取水量是指除直流冷却水外，由厂外水源地送入厂内的新鲜水或城市中水的量，该水量包括工业用水量和厂区生活用水量。3、耗水量耗水量是指在生产过程中以蒸发、风吹、渗漏、污泥和灰渣携带及场区绿化等形式消耗掉的水量。4、排水量系统的排水量是指完成生产过程后，排出该体系之外的水量。火力发电厂的排水量是指由火力发电厂向外排放的水的流量，不包括凝汽器直流冷却水。1、总用水量总用水量是指火力发电厂的各种水系统在发电过程中使用的所有水量之和，包括水源送来的新鲜水和代替新鲜水的回用水以及循环使用的水量。2、取水量

除直流冷却水外，由厂外水源地送入厂内的新鲜水或城市中水的量，该水量包括工业用水量和厂区生活用水量。3、耗水量生产过程中以蒸发、风吹、渗漏、污泥和灰渣携带及厂区绿化等形式消耗的水量4、排水量

完成生产过程后，排出该体系之外的水量，火力发电厂的排水量是指由火力发电厂向外排放的水的流量，不包括凝汽器直流冷却水。5、复用水量

重复使用的水量。（1）循环使用。将一个系统的排水直接用作另一个系统的补水，如工业冷却水排水直接补入冷却塔（2）循环使用。将系统的排水经过一定的处理后补回原系统循环使用。火力发电厂最大的循环用水系统有循环冷却水、锅炉汽水循环、灰水循环系统等。含煤废水也是处理后循环使用的。（3）废水处理后回用。将收集到的各种废水经过处理后，按照水质要求分别补入其他系统。废水回用多采用这种形式。（二）评价水平衡的关键指标1、装机水耗和发电水耗2、复用水率3、废水回用率和废水排放率4、其他指标1、装机水耗和发电水耗

实质上是装机取水量和发电取水量，而不是耗水量。装机水耗是按照总装机容量所确定的全厂单位时间的取水量值，等于设计新鲜水取水总量与装机容量的比值，用于设计阶段水资源的规划，其常用的单位为发电水耗是根据一段时间内的发电量和取水量，计算出的每千瓦时发电量需要的新鲜水量，等于全厂发电用新鲜水取水总量与全厂发电总量的比值，其常用的单位是或2、复用水率

复用水率是各种节水标准中经常提到的一个指标；意义是所有重复使用的水量占全厂用水总量的百分数，其中，包含了循环水量、水汽循环量以及其他循环使用、回用的水量；循环冷却型湿冷机组，循环水系统的循环量很大，其循环水量可以占到全厂用水总量的90%以上；很难反映火力发电厂实际的废水回用水平；3、废水回用率和废水排放率回用废水总量占全厂产生的废水总量的百分数，与复用水率区别：废水回用率不包括循环使用的水量，如循环水系统的循环水、经灰浆浓缩池