2024年5月13日发(作者：)

热电厂再生水深度处理工艺研究

摘要：水资源短缺与水环境污染是全球淡水资源领域面临的主要问题，也是

中国经济快速发展过程中所遇到的严峻挑战，污水回用是缓解水资源短缺的重要

方法，本文描述了常用污水回用处理工艺用于热电厂循环冷却水补充水，以及小

型火电厂污水深度处理回用技术究，实现电厂废水零排放。

关键词：热电厂；污水深度处理；工艺

1. 前言

水资源短缺与水环境污染是全球淡水资源领域面临的主要问题，也是中国经

济快速发展过程中所遇到的严峻挑战。热电厂是常见的供电、供热单位，也是用

水大户。据统计，工业用水占城市用水总量的70%以上，火力发电厂是工业用水

大户，其中80%左右用于循环冷却水[1]。按照国家近年规定工业用水要求，火力

发电厂应使用可再生水源(如:经生化处理的城市中水)作为生产用水，特别是占

生产用水比例最高的循环冷却水，中水用于电厂循环冷却水补充水不仅可以扩大

中水回用规模，而且也为电厂提供了一个水量充足的水源，为电厂生产用水提供

了可靠保障。

循环冷却水水质要求较低，但是城镇污水厂二级出水相对于循环冷却水水质

标准来说，仍具有氨氮含量高、有机物含量高、磷含量高和含盐量高等特点[2]，

这些污染物质都会对循环冷却系统造成一定危害，因此，需要根据循环冷却水水

质要求对二级出水进行进一步的处理。

除此之外，火电厂本身也会产生大量废水，在对电厂各用水系统水质特点进

行调查分析的基础上，采用先进污水深度处理回用技术，实现电厂的废水零排放，

不仅可以减少污染而且可以节约用水。

除盐水水源为动力中心与迁建项目，其中动力中心已经运行数年，水量水质

可靠稳定，迁建项目还在建设中，化水站已经建成，其出盐水母管已与动力中心

现有除盐水母管联通。动力中心除盐水制水量为900t/h，迁建项目除盐水制水量

为468t/h。

图1 再生水水质

2.水力计算

水力计算原则：满足用户末端所需除盐水压力要求；以最大计算流量和允许

压降确定管径；

计算结果：本工程设计起点除盐水管线参数按扬程P=0.73MP计算，最大负

荷90吨/时，平均负荷65吨/时，最小负荷45吨/时。

图2最大负荷工况，管道设计流量90吨/时。

3.城镇污水回用处理工艺

污水回用针对不同的回用要求可采用不同的处理技术进行处理，包括一级处

理、二级处理和深度处理。污水处理技术按其作用机理可分为物理法、化学法、

物理化学法和生物化学法等。通常污水回用技术需要几种污水处理技术进行合理

组合。污水回用中通常采用的回用技术包括传统处理(混凝、沉淀、过滤)、活性

炭吸附、膜分离、电渗析和土地渗滤等。

内蒙古某热电厂2×350 MW冷热电联供机组工程再生水深度处理系统水源使

用污水处理厂处理后的再生水，采用膜生物反应器工艺对城市再生水进行深度处

理。通过对再生水深度处理系统的运行效果和参数进行测试调整，使得膜生物反

应器在处理城市再生水中的悬浮物和氨氮时，达到稳定效果。在处理COD时，通

过对污泥浓度和污泥负荷进行优化，将污泥浓度减小至0.5-1 g/L，将污泥负荷

提升至0.16 kg-COD/(kg-MLSS.d)左右后，系统出水COD全部合格，且对COD有

较高且稳定的去除率。工程实践表明，系统出水水质合格且稳定，满足设计及电

厂生产用水的要求。

沈阳某热电厂循环冷却水深度处理工艺系统是以污水厂二级出水为水源，循

环冷却水为目标水质的水处理工艺系统。污水处理厂二级出水通过管线输送至沈

阳该热电厂的中水集水池内，然后经由水泵将水输送到曝气生物滤池系统进行处

理，产水紧接着送入机械揽拌澄清池，进行石灰混凝沉淀处理，就是通过投加絮

凝剂、助凝剂和石灰降低水中的碱度、浊度、总磷等，机械搅拌澄清池的产水最

后经过变孔隙滤池过滤后储存在清水池内。清水池的存水一方面供循环冷却使用，

一方面作为锅炉和热网补给水处理系统的水源水，等待进一步处理。锅炉、热网

补给水深度处理工艺系统清水池的存水为水源，先后经过盘式过滤、超滤、反渗

透和离子交换，实现进一步脱盐、去除水中营养物质的目的，供锅炉和热网补给

水使用。

西安某热电厂根据污水处理厂深度处理出水水质及处理要求，采用石灰软化

除硬、混凝、沉淀、过滤、活性炭吸附、离子交换、臭氧消毒等单元工艺组成的

系统工艺。通过“石灰软化、混凝沉淀、过滤、活性炭吸附、消毒、离子交换”

等工艺处理，预处理出水满足：CODMn<2mg>，浊度<3NTU，色度<1度，阴离子表

面活性剂<0.5mg/L。预处理出水完全满足热电厂锅炉除盐系统的进水水质要求。

4．除盐水处理系统

除盐水制取工艺为“超滤+反渗透（含浓水反渗透）+一级除盐+混床”，具

体如下：

工业水来水→生水箱→生水泵→加热器→自清洗过滤器→超滤装置→超滤水

箱→反渗透给水泵→反渗透保安过滤器→反渗透高压泵→反渗透装置→预脱盐水

箱→预脱盐水泵→阳床→除二氧化碳器→中间水箱→中间水泵→阴床→混床→除

盐水箱→除盐水泵→工艺需求。

反渗透浓水→反渗透浓水水箱→浓水反渗透给水泵→浓水反渗透保安过滤器

→浓水反渗透高压泵→浓水反渗透装置→预脱盐水箱

出水水质均满足用户水质要求：

硬度 ≈ 0μmol/L

二氧化硅 ≤0.2ppm

总铁 ≤ 0.02ppm

电导率（25℃）≤ 0.20μs/cm

PH值（25℃） 8.8-9.3

图3除盐水量富余确定

根据上表，电厂尚有足够的富余量外供，满足用户除盐水量需求。

5. 电厂污水深度处理回用工艺

小型火电厂的废水一般分为除灰废水、冷却系统排水、化学水处理系统排水、

输煤系统废水、厂区生活废水、含油废水和杂用水系统排水等。其中除灰废水和

冷却水系统排水水量占整个电厂废水的 80％左右[3]。其它废水水量由电厂的具

体用水情况而定。冷却水系统排水水质较好，只是温度和COD值较高。除灰废水

水质差，水中不仅COD和SS很高，还含有许多重金属元素。

北方某小型火电厂根据各用水系统和排放的废水的特点，按照污水处理的技

术路线采用一级物化预处理，二级生物处理和三级强化深度除盐处理的原则，制

定如下技术路线：

（1）将冷却水系统的浓缩倍率由 2.0 提高到 4.5-5.0。改进目前使用的水

质稳定剂和弱阳床再生方式，保证冷却水系统的正常运行。冷却水系统的废水作

为输煤栈桥用水、原煤加湿用水和燃油泵轴承用水的补水。

（2）原有的除尘系统改造为脱硫-除尘一体化系统，使脱硫效率由原来的15％

提高到70％。新建石灰制浆系统，向脱硫-除尘一体化系统供应石灰浆。脱硫后

残余的石灰进入灰沟，中和酸性的冲灰水，控制脱硫-除尘一体化系统出口的pH

值为5-5.5，灰沟混凝土构件做防酸处理。

（3）0#井的废水分成两部分来处理。燃油泵排出废水、储油罐的排水、化

学水处理系统废水和灰浆泵排出的轴封水直接送到新建的石灰制浆系统作为其补

水。其他杂用水系统废水仍排入0#井，然后送到冲灰系统作为冲灰系统的补水。

（4）平衡水量，减少水量波动造成废水外排，新建一个1000m3的冲灰水调

节池，以稳定冲灰水的回收量。把0#井的容量增大到 2000m3，用于接收地表径

流，使发生暴雨时不对外排放废水。

实施废水零排放后电厂的总补水量和总耗水量相等。该电厂废水零排放工程

实施后，每年少向环境水体中排放工业废水17.5×105m3，少向环境水体取用新

鲜水17.5×105m3。其社会和环境效益是显而易见的。

6.用再生水作为水源方案

再生水由北区污水处理厂提供，出厂水已采用超滤+反渗透工艺处理，电厂

侧可在现有工艺基础上稍作调整，减少部分工艺重复运行。

（1）在反渗透装置处设置旁路，再生水经过超滤后直接进入阴阳床除盐装

置。

该方案工艺流程为：

再生来水→生水箱→生水泵→加热器→自清洗过滤器→超滤装置→超滤水箱

→超滤水泵→阳床→除二氧化碳器→中间水箱→中间水泵→阴床→混床→除盐水

箱→除盐水泵→工艺需求。

（2）旁路超滤和反渗透装置，再生水直接进入阴阳床除盐装置。

该方案工艺流程为：

再生来水→生水箱→生水泵→阳床→除二氧化碳器→中间水箱→中间水泵→

阴床→混床→除盐水箱→除盐水泵→工艺需求。

目前再生水具体水质尚未检测，根据再生水处理工艺判断，旁路超滤和反渗

透设备，直接进入一级除盐工艺。

参考文献

[1]武红霞，曾德勇，刘裕明．城市污水回用于火力发电长循环冷却水探讨

叫．中央民族大学学报，自然科学版．2004．13（2）：154-158.

[2]张芳，王启山，夏海燕．再生水回用于电厂循环冷却水指标与处理工艺

探讨[J].水处理技术．2010,36（11）：128-135.

[3]刘希波.火电厂水务管理[M].北京：中国电力出版社，1998.

作者简介：沈燕红（1988.08出生）、女、籍贯（浙江德清）、现供职浙江

城建煤气热电设计院股份有限公司、工程师职称、硕士学位、研究方向（与申报

专业技术资格的业绩一致）。

3