非经常性废水的处理课件.ppt

第三章,火电厂废水处理及回用技术,制作者：辛云岭,第一节 废水处理方法及典型工艺流程第二节 水务管理第三节 火电厂废水及其水质特征第四节 火电厂废水的排放监测第五节 火电厂各类废水处理技术第六节 火电厂废水的集中处理及回用,第一节 废水处理方法及典型工艺流程,第一节 废水处理方法及典型工艺流程,目 录一、废水中主要污染物质 二、废水水质指标三、废水处理方法及分类四、废水处理典型工艺流程,一、废水中主要污染物质,在人类的生活和生产活动中，使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，于是将其废弃外排，这种被废弃外排的水称为废水。根据废水的来源，可将其分为生活污水和工业废水两大类。电厂废水大部分是工业废水。,一、废水中主要污染物质,根据废水中的主要成分，可分为有机废水、无机废水和综合废水。根据废水的酸碱性，分为酸性废水、碱性废水、中性废水。废水中如果某一种成分在污染物中占首要地位，则常以该成分取名，如含酚废水、含氰废水、含氮废水、含汞废水。在火电厂中的含油废水、含煤废水等。,一、废水中主要污染物质,废水中的污染物质种类较多。根据废水对环境污染所造成危害的不同，把污染物分为：固体污染物、有机污染物、油类污染物、有毒污染物、生物污染物、酸碱污染物、营养物质污染物及感官污染物等。,一、废水中主要污染物质,（一）固体污染物 固体污染物质的存在形态有悬浮状态、胶体状态和溶解状态三种。呈悬浮状态的物质通常称为悬浮物，指粒径大于100nm的杂质，这种杂质造成水质显著混浊。胶体状态的物质指粒径大致在1l00nm之间的杂质。胶体杂质多数是黏土性无机胶体和高分子有机胶体。,一、废水中主要污染物质,（一）固体污染物 呈溶解状态的物质，其粒径大约在1nm以下，主要以低分子或离子状态存在。在火电厂中，悬浮物的主要危害是造成水浑浊、输水管道和抽水设备堵塞、淤积、磨损及干扰水处理设备的正常运行等。,一、废水中主要污染物质,（二）有机污染物 有机污染物指以碳水化合物、蛋白质、氨基酸以及脂肪等形式存在的天然有机物质及某些可生物降解的人工合成有机物质。这些有机物质主要来自生活污水和一部分工业废水。如果排入水体的有机污染物过多，分解时大量消耗水中的溶解氧，水体将出现缺氧现象。,一、废水中主要污染物质,（三）油类污染物 油类污染物主要来自含油废水。油在水面上形成油膜，使大气与水面隔绝，破坏正常的充氧条件，导致水体缺氧。,一、废水中主要污染物质,（四）有毒污染物 废水中凡能对生物引起毒性反应的化学物质，都称为有毒污染物。废水中的有毒污染物主要有无机化学毒物、有机化学毒物和放射性物质。无机化学毒物主要是指重金属及其化合物。主要包括重金属离子、氰化物、氟化物等。,一、废水中主要污染物质,（四）有毒污染物 有机化学毒物主要是指酚、苯、硝基物、有机农药、多氯联苯、多环芳烃、合成洗涤剂等。放射性物质是指具有放射性核素的物质。这类物质通过自身的衰变可放射出、等射线。火力发电厂废水中主要存在无机和有机有毒污染物。,一、废水中主要污染物质,（五）生物污染物 生物污染物是指废水中含有的致病性微生物。废水及生活污水中含有许多微生物，大部分是无害的，但其中也可能含有对人体与牲畜有害的病原菌。例如，制革厂废水中常含有炭疽杆菌，医院污水中含有病原菌、病毒等。生活污水中含有能引起肠道系统疾病的细菌和寄生虫卵等。,一、废水中主要污染物质,（六）酸碱污染物 酸碱污染物是指废水中含有的酸性污染物和碱性污染物。酸碱物质具有较强的腐蚀性，可以腐蚀管道和构筑物；排入水体会改变水体的pH值，干扰水体自净，并影响水生生物的生长和渔业生产。,一、废水中主要污染物质,（七）营养物质污染物 营养物质指氮、磷。在人类活动的影响下，生物所需的氮、磷等营养物质大量进入湖泊、河口、海湾等缓流水体，引起藻类及其他浮游生物迅速繁殖，水体溶解氧量下降，水质恶化，鱼类及其他生物大量死亡。火力发电厂废水中的营养性污染物主要来自于生活污水。,一、废水中主要污染物质,（八）感官污染物 感官污染物是指废水中能引起人们感官上不愉快的污染物质，如使水质产生浑浊、恶臭、异味、颜色、泡沫等。这类污染物虽无重大危害，但却能引起人们感官上的不愉快。（九）热污染 有些废水水温较高，当排入水体后，会造成水体的热污染，使水中溶解氧降低，危害水生生物生长甚至导致其死亡。,二、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。为此，必须对废水按规定指标进行全面的分析监测。,二、废水水质指标,此外，在废水处理装置的运行管理中，为控制和掌握废水处理装置的工作状态和处理效果，也必须定期对处理过程中的废水按一定的指标进行监测。水质的分析监测应按国家规定的标准进行。（DL-T 414-2004 火电厂环境监测技术规范）水质指标可以概括分为物理指标、化学指标和生物指标。,二、废水水质指标,（一）物理指标 1固体物质 固体物质包括悬浮固体和溶解固体两类。悬浮固体（悬浮物）：悬浮于水中的固体物质。在水质分析中，将水样过滤，凡不能通过滤器的固体颗粒物称为悬浮固体，通常用SS表示，单位mgL。,二、废水水质指标,1固体物质 溶解固体（溶解物）：溶于水的各种无机物质和有机物质的总和。在水质分析中，将水样过滤后，将滤液蒸干所得到的固体物质。总固体：溶解固体与悬浮固体两者之和。在水质分析中，总固体是将水样在一定温度下蒸干后所残余的固体物质总量，也称蒸发残余物。,二、废水水质指标,（一）物理指标 2浊度 水的浊度是一种表示水样的透光性能的指标，是由于水中泥沙、黏土、微生物等细微的无机物和有机物及其他悬浮物使通过水样的光线被散射或吸收而不能直接穿透所造成的。一般以每升蒸馏水中含有1mgSi02(或硅藻土)时对特定光源透过所发生的阻碍程度为1个浊度的标准，称为杰克逊度，以JTU表示。,二、废水水质指标,（一）物理指标 3臭和味 臭和味是判断水质优劣的感官指标之一。臭味的表示方法现行是用文字描述臭的种类，用强、弱等字样表示臭的强度。比较准确的定量方法是臭阈法：用无臭水将待测水样稀释到接近无臭程度的稀释倍数表示臭的强度。,二、废水水质指标,（一）物理指标 4温度 温度也是一项重要指标。水温的变化对废水的生物处理有很大影响。水温通常用刻度为0.1的温度计测定。水温要在现场测定。,二、废水水质指标,（一）物理指标 5色度 色度指废水所呈现的颜色深浅程度。铂钴标准比色法：规定在1L水中含有氯铂酸钾(K2PtCl6)2.49lmg及氯化钴(CoCl26H2O)2.00mg时，也就是在1L水中含铂(Pt)lmg及钴(Co)0.5mg时所产生的颜色深浅为1度(1)。稀释倍数法：将废水用水稀释，稀释到接近无色时的稀释倍数。,二、废水水质指标,（一）物理指标 6电导率 水中存在离子会产生导电现象。电导是电阻的倒数，单位距离上的电导称为电导率。电导率表示水中电离性物质的总数，间接表示了水中溶解盐的含量。电导率的大小同溶于水中的物质浓度、活度和温度有关。电导率用K表示，单位为S/cm。,二、废水水质指标,（二）化学指标 1生化需氧量 生化需氧量BOD(生物化学需氧量)：在温度、时间一定的条件下，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 mgL或kg/m3。在水质分析中，规定将水样在20条件下，培养五天后测定水中溶解氧消耗量作为标准方法，测定结果称为五日生化需氧量，以BOD5表示。,二、废水水质指标,（二）化学指标 1生化需氧量 如果测定时间是20天，则结果称作20天生化需氧量(也称完全生化需氧量)，以BOD20表示。生活污水的BOD5约为BOD20的70左右。,二、废水水质指标,（二）化学指标 1生化需氧量 BOD反映了水中可被微生物分解的有机物总量。BOD值越大，说明水中有机物含量越高，所以，BOD是反映水中有机物含量的最主要水质指标。BOD小于lmg/L表示水体清洁，大于34mgL则表示水已受到有机物的污染。,二、废水水质指标,（二）化学指标 1生化需氧量 以BOD5作为有机物的浓度指标，也存在着一些缺点：测定时间需5天，仍太长，难及时指导生产实践；如果污水中难生物降解有机物浓度较高，BOD5测定的结果误差较大；某些工业废水不含微生物生长所需的营养物质，或者含有抑制微生物生长的有毒有害物质，影响测定结果。,二、废水水质指标,（二）化学指标 2化学需氧量 化学需氧量COD指在一定条件下，用强氧化剂氧化废水中的有机物质所消耗的氧量。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，所以有时记作“CODcr”，一般简写为COD，单位为mgL。,二、废水水质指标,（二）化学指标 2化学需氧量 COD的优点：较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。COD的缺点：不能像BOD那样反映出微生物氧化有机物，直接地从卫生学角度阐明被污染的程度；污水中存在的还原性无机物(如硫化物)被氧化也需消耗氧，所以COD值也存在一定误差。,二、废水水质指标,（二）化学指标 2化学需氧量 测定COD采用的是强氧化剂，对大多数的有机物可以氧化到8595以上。所以，同一种水质的COD一般高于BOD，其间的差值能够粗略地表示不能为微生物所降解的有机物。差值越大，难生物降解的有机物含量越多，越不宜采用生物处理法。,二、废水水质指标,（二）化学指标 2化学需氧量 BOD5COD的比值，可作为该污水是否适宜于采用生物方法处理的判别标准，故把BOD5COD的比值称为可生化性指标，比值越大，越容易被生化处理。一般认为此比值大于0.3的污水，才适于采用生化处理。生活污水的BOD与COD的比值大致为0.40.8范围。对于一定的废水而言，一般说来，CODBOD20BOD5。,二、废水水质指标,（二）化学指标 3.总需氧量 总需氧量TOD指水中的还原性物质在高温下燃烧后变成稳定的氧化物时所需要的氧量，以mgL计。TOD值可反映出水中几乎全部有机物(包括C、H、O、N、P、S等成分)经燃烧后变成C02、H2O、NO2、S02等时所需要消耗的氧量。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。,二、废水水质指标,（二）化学指标 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，是污水中有机物的总含碳量，单位以碳(C)的mgL来表示。,二、废水水质指标,（二）化学指标 5总氮TN、氨氮NH3-N、凯氏氮TKN 总氮TN为水中有机氮、氨氮和氧化氮(亚硝酸氮及硝酸氮)的总和。氨氮NH3-N是水中以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。凯氏氮TKN是氨氮和有机氮的总和。测定TKN及NH3-N，两者之差即为有机氮。,二、废水水质指标,（二）化学指标 6总磷TP 总磷是水中各类有机磷和无机磷的总和。磷属植物性营养物质，是导致缓流水体富营养化的主要物质。7pH值 酸度和碱度用pH值来表示。pH值的测定通常根据电化学原理采用玻璃电极法，也可以用比色法。,二、废水水质指标,（二）化学指标 8非重金属无机有毒物质(1)氰化物(CN)氰化物在水中的存在形式有无机氰(如氰氢酸HCN、氰酸盐CN-)及有机氰化物(称为腈，如丙烯腈C2H3CN)。排放含氰废水的工业主要有电镀、焦炉和高炉的煤气洗涤，金、银选矿和某些化工企业等，含氰浓度约2070mgL之间。,二、废水水质指标,（二）化学指标 8非重金属无机有毒物质(2)砷(As)砷化物在污水中存在形式有无机砷化物及有机砷化物。工业中排放含砷废水的有化工、有色冶金、炼焦、火电、造纸、皮革等行业，其中以冶金、化工排放砷量较高。,二、废水水质指标,（二）化学指标 9重金属 原子序数在2183之间的金属或相对密度大于4的金属。汞(Hg)、镉(Cd)、铬(Cr)、铅(Pb)。10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，按苯环上羟基数目不同，分为一元酚、二元酚、多元酚等。按能否与水蒸气一起挥发分为挥发酚和不挥发酚。酚是常见的有机毒物指标之一。酚也是火电厂中的有害产物之一。,二、废水水质指标,（三）生物指标 1大肠菌群数(大肠菌群值)与大肠菌群指数 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。大肠菌群数与大肠菌群指数互为倒数。用大肠菌群数作为卫生指标，水中存在大肠菌，就表明受到粪便的污染，并可能存在病原菌。,二、废水水质指标,（三）生物指标 2病毒 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他病原菌(如炭疽杆菌)。因此还需要检验病毒指标。病毒的检验方法目前主要有数量测定法与蚀斑测定法两种。污水中已被检出的病毒有100多种。,二、废水水质指标,（三）生物指标 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。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生物污染的严重程度就比较全面。,三、废水处理方法及分类,分离法转化法,物理处理法化学处理法和物理化学处理法生化处理法,三、废水处理方法及分类,废水处理，实质上就是采用各种手段和技术，将废水中的污染物分离出来，或将其转化为无害的物质，从而使废水得到净化。按对污染物实施的作用不同，废水处理方法分为两类：一类是通过污染物与水的物理性差异，把污染物从废水中分离出来，称为分离法；一类是通过化学或生化反应，使其转化为无害物质或可分离物质，再经过分离去除，称为转化法。,三、废水处理方法及分类,(1)分离法 废水中的污染物有各种存在形式，大致有离子态、分子态、胶体和悬浮物。存在形式的多样性和污染物特性的各异性，决定了分离方法的多样性，详见表32。(2)转化法 转化法可分为化学转化和生化转化两类。具体见表33。,表32 分 离 法 分 类 一 览 表,表33 转 化 法 分 类 一 览 表,三、废水处理方法及分类,按处理原理不同，废水处理方法分为三类：物理处理法、化学处理法和物理化学处理法、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态污染物(包括油膜和油珠)的方法。分为重力分离法、离心分离法和筛滤截留法等。,三、废水处理方法及分类,重力分离法的处理单元有沉淀、气浮等，相应的处理设备是沉砂池、沉淀池、隔油池、气浮池及其附属装置等。离心分离法使用的处理装置有离心分离机和水旋分离器等。筛滤截留法有栅筛截留和过滤两种处理单元。栅筛截留使用的处理设备是格栅、筛网，过滤使用的是滤池和微孔滤机等。,三、废水处理方法及分类,(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。在化学处理法中，以投加药剂产生化学反应为基础的处理单元有混凝、中和、氧化还原等；,三、废水处理方法及分类,在化学处理法中，以传质作用为基础的处理单元则有萃取、汽提、吹脱、吸附、离子交换以及电渗析和反渗透等。而电渗析和反渗透处理单元使用的是膜分离技术。运用传质作用的处理单元既具有化学作用，又具有与之相关的物理作用，所以也可以从化学分离法中分出来，成为另一类处理方法，称为物理化学处理法。,三、废水处理方法及分类,(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的无害物质的方法。分为两大类 利用好氧微生物作用的好氧法(好氧氧化法)利用厌氧微生物作用的厌氧法(厌氧还原法),三、废水处理方法及分类,好氧生物处理法是废水生物处理广泛使用的。好氧生物处理法又分为活性污泥法和生物膜法两类。活性污泥法有多种运行方式。属于生物膜法的处理设备有生物滤池、生物转盘、生物接触氧化池、生物流化床、生物氧化塘法等。厌氧生物处理法主要用于处理高浓度有机废水和污泥。使用的处理设备主要有消化池。,三、废水处理方法及分类,小 结 由于废水中的污染物多种多样，因此，在实际工程中，往往需要将几种处理方法组合在一起，通过几个处理单元去除污水中的各类污染物，使污水达到排放标准。,三、废水处理方法及分类,小 结废水处理方法的选择和组合，取决于下列因素：1废水水质。应考虑污染物的形态，即悬浮物、胶体、溶解性物质；生物可降解性及有机和无机化合物的毒性。2要求的出水水质。也要考虑到将来可能的限制，如出水生物监测的水生物毒性限量。,三、废水处理方法及分类,小 结废水处理方法的选择和组合，取决于下列因素：3废水处理的费用和可利用的土地面积。用某一种处理方法或多种组合的处理方法都可产生所希望的出水，但其中只有一种是最经济的。因此在最后选定工艺设计之前，应作详细的经济分析。,四、废水处理典型工艺流程,调节 工业废水的预处理 中和 油分离 沉淀和混凝沉淀 气浮 离子交换 化学氧化 膜分离,四、废水处理典型工艺流程,（一）工业废水的预处理 为保证工业废水的处理效果，常需要使用各种预处理技术来控制有毒物质、不可接纳的高浓度酸碱物质和油脂等，并减少水力负荷和有机负荷的波动。1.调节 从工业企业和居民区排出的废水，其水量和水质都是随时间变化而变化的，调节水量和水质的构筑物称为调节池。根据调节池的功能，调节池分为均量池、均质池、均化池和事故池。,四、废水处理典型工艺流程,(1)均量池 均量池的主要作用是均化水量。常用的均量池有两种。一种为线内调节，另一种为线外调节。线内调节实际是一座变水位的贮水池，来水为重力流，出水用泵抽吸。线外调节的调节池设在旁路上，当废水流量过高时，多余废水用泵打入调节池；当流量低于设计流量时，再从调节池回流至集水井，送至后续处理。,四、废水处理典型工艺流程,集水井,泵房,调节池,图3-2 线内调节均量池示意图,图3-3 线外调节均量池示意图,四、废水处理典型工艺流程,(2)均质池 均质池是对不同时间或不同来源的废水进行混合，使出流水质比较均匀。均质池通过混合与曝气，能防止可沉降固体物质在池中沉降下来，又可使废水中的还原性物质氧化，有机物得到少量去除，达到预曝气的作用。其设置形式有多种。图3-4为几种常见均质池的示意图。,四、废水处理典型工艺流程,(3)均化池 均化池既能均量，又能均质。在池中设置搅拌装置，可使悬浮物不致沉淀和不致出现厌氧情况外，还可以起预曝气的作用，能改进沉淀效果，减轻曝气池负荷。当废水水量规模较小时，可设间歇池，即间歇贮水、间歇运行的均化池。池可分为两格或三格，交替使用，池中设搅拌装置。这种池型效果最好。,四、废水处理典型工艺流程,(4)事故池 为防止水质出现恶性事故，或发生破坏污水处理运行的事故时，导致废水的流量或强度变化太大，应设置所谓事故池，贮留事故排水。这是一种变相的均化池。事故池的进水阀门一般是监测器自动控制，否则无法及时发现事故。这种池必须保证泄空备用。,四、废水处理典型工艺流程,2中和 中和处理是利用酸碱中和的原理消除废水中过量的酸或碱，使其pH值达到中性左右的过程。酸性废水中常见的酸性物质有硅酸、硝酸、盐 酸、氢氟酸、磷酸等无机酸及醋酸、甲酸、柠檬酸等有机酸，并常溶解有金属盐。碱性废水中常见的碱性物质有苛性钠、碳酸钠，硫化钠及胺等。酸性废水的危害程度比碱性废水大。,四、废水处理典型工艺流程,中和处理的方法有以下几种：(1)酸碱废水相互中和 酸碱废水相互中和是一种既简单又经济的以废治废的处理方法。酸碱废水相互中和一般是在混合反应池内进行，池内设有搅拌装置。两种废水相互中和时，由于水量和浓度难以保持稳定，所以会给操作带来困难。在此情况下，一般在混合反应池前设有均质池。,四、废水处理典型工艺流程,中和处理的方法有以下几种：(2)投药中和酸性废水的投药中和 常用碱性药剂是石灰(CaO)，它能够处理任何浓度的酸性废水。常用的方法是石灰乳法，即将石灰消解成石灰乳后投加，其主要成分是Ca(OH)2。碱性废水的投药中和 投酸中和主要采用工业硫酸，硫酸价格较低。,四、废水处理典型工艺流程,(3)过滤中和 过滤中和指废水通过具有中和能力的滤料进行中和反应。该法适用于含酸浓度小于23mg/L并生成易溶盐的各种酸性废水的中和处理。当废水含大量悬浮物、油脂、重金属盐和其他毒物时，不宜采用。目前中和过滤的材料都是碱性材料，所以碱性废水不能用过滤法进行中和。过滤所采用的设备为中和滤池。图3-8为普通中和滤池示意图。,四、废水处理典型工艺流程,3.油的分离 在工业废水中有时常含有较高浓度的废油，可采用油水分离器或波纹斜板沉淀池进行重力分离。对较稳定的乳化油常用浮选、过滤、粗粒化等方法去除。4有毒有害物的控制 废水中常会含有重金属和氰化物等有毒有害物质，这些污染物会给生物处理工艺带来困难。因此常要考虑在生物处理前对重金属及其他有毒有害物进行预处理。,四、废水处理典型工艺流程,（二）沉淀与混凝沉淀 1.沉淀 废水中的有些悬浮物的密度大于水的密度，在重力作用下，这部分固体物质会下沉，从而与水分离。进行沉淀的主要设备是沉淀池。沉淀池分为四个区：进水区、沉淀区、出水区、污泥区(图3-10)。在进水区，进水均匀分布到沉淀池的横断面上。在沉淀区，颗粒物以最终沉降速度沉降至沉淀池底部的污泥区。出水在出水区经堰板排放。,四、废水处理典型工艺流程,（二）沉淀与混凝沉淀 2.混凝沉淀 混凝沉淀法处理的对象是废水中利用自然沉淀法难以沉淀除去的细小悬浮物及胶体微粒。将适量混凝剂投入废水中，发生电离水解等作用，产生与水中胶体带相反电荷的胶体，经过充分混合、反应，使废水中微小悬浮颗粒和胶体颗粒互相产生凝聚作用，成为颗粒较大，易沉降的凝聚体(颗粒粒径20m)，经过沉淀加以去除。,四、废水处理典型工艺流程,（三）气浮 气浮法主要用来处理废水中靠自然沉降难以去除的乳化油或相对密度近于l的微小悬浮颗粒。气浮处理法是向废水中通入空气，并以微小气泡形式从水中析出成为载体，使废水中的乳化油、微小悬浮颗粒等污染物质黏附在气泡上，随气泡一起上浮到水面，通过收集泡沫或浮渣达到分离杂质、净化废水的目的。,四、废水处理典型工艺流程,（四）氧化还原 利用溶解于废水中的物质，在氧化还原反应中能被氧化或还原的性质，把它转化为无毒无害的新物质，这种方法称为氧化还原法。废水的氧化还原法可分为氧化法和还原法两大类。在废水处理中常用的氧化剂有：空气中的氧、臭氧、氯气、漂白粉、次氯酸钠、三氯化铁等，常用的还原剂有硫酸亚铁、亚硫酸盐、氯化亚铁、铁屑、锌粉、二氧化硫、硼氢化钠等。,四、废水处理典型工艺流程,（五）膜分离 膜分离技术是利用一种特殊的半透膜将溶液隔开，使溶液中的某种溶质或溶剂(水)渗透出来，从而达到分离溶质的目的。水透过膜的过程称为渗透，水中溶质透过膜的过程称为渗析。常见的膜分离方法有电渗析、反渗透、微滤、超滤和纳滤等。,四、废水处理典型工艺流程,1.电渗析 电渗析(ED)是利用离子交换膜的选择透过性，以电位差作为推动力的一种膜分离过程。电渗析系统如图3-13所示。,四、废水处理典型工艺流程,1.电渗析 一系列阴阳膜交替排列于两电极之间组成许多由膜隔开的小水室。当原水进入这些水室时，在直流电场的作用下，溶液中的离子作定向迁移。阳膜只允许阳离子通过，而把阴离子截留下来；阴膜只允许阴离子通过，而把阳离子截留下来。,四、废水处理典型工艺流程,1.电渗析 结果使得一些水室的离子浓度降低而成为淡水室，与淡水室相邻的水室则因富集了大量离子而成为浓水室。从淡水室和浓水室分别得到淡水和浓水。原水中的离子得到了分离和浓缩，废水得到了净化。,四、废水处理典型工艺流程,2反渗透 如果将纯水和某种溶液用一张半透膜隔开，水分子就会自动地透过半透膜到溶液一边去，这种象叫做渗透。渗透过程中，淡水一侧的液面不断下降，溶液一侧的液面不断上升。当液面不再变化时，渗透便达到了平衡状态。这时，两侧的液面差称为该种溶液的渗透压。,四、废水处理典型工艺流程,2反渗透 在上述水和溶液的渗透体系中，如果在溶液一侧施加大于渗透压的压力P，则溶液中的水就会透过半透膜，流向淡水一侧，使溶液浓度增加，这种作用称为反渗透(RO)。反渗透的原理如图3-14所示。由反渗透的原理可知，实现反渗透必须具备两个条件：一是必须有一种高选择性和透水性的半透膜；二是操作压力必须高于溶液的渗透压。,四、废水处理典型工艺流程,3.微滤和超滤 近年来，以天然和人工合成的高分子材料制成的微孔滤膜（MF）技术获得了迅速的发展。微孔滤膜作为过滤介质，是高分子材料在一定的条件下形成的一种多孔薄膜。它具有一定的孔径范围(0.1l0m)。微滤膜具有筛网状结构，近似于一种多层叠起来的筛网，其厚度为100150m。因此，其过滤机理近似于筛分机理，被分离出来的颗粒基本上被截留在膜表面。,四、废水处理典型工艺流程,3.微滤和超滤 微孔滤膜的品种较多，通常可按其表面化学的特征分为亲水性和疏水性两类。目前制成的微孔滤膜的材料主要有聚四氟乙烯、聚丙烯、聚酰胺和纤维素等四种。微孔过滤的推动力为压力。它主要用来截留颗粒大小在0.1l0m范围的杂质，如病毒、细菌等。它的操作压力较小，一般小于0.3Mpa,典型操作压力为0.05Mpa0.2MPa。,四、废水处理典型工艺流程,3.微滤和超滤超滤（UF）和反渗透一样，是指在推动力(压力)作用下截留水中胶体颗粒，而水和小的溶质粒子透过膜的分离过程。两种方法的区别在于超滤受渗透压的影响较小，能在低压力下操作(一般0.10.5MPa)，而反渗透的操作压力为210MPa。超滤适于分离相对分子质量大于500，直径为0.005l0m的大分子和胶体，如细菌、病毒、淀粉、树胶、蛋白质、黏土和油漆色料等；而反渗透一般用来分离相对分子质量低于500，直径为0.00040.06m的糖、盐等渗透压较高的体系。,第二节 电厂水平衡与水务管理,目 录一、火电厂的水平衡二、火电厂的水务管理,电厂是能量转换的工厂，水是火电厂中重要的能量转换介质。火电厂是用水大户。在20世纪80年代以前，国内的火电厂大都没有考虑节水的问题。用水不合理、浪费严重是当时火电厂的普遍现象。在20世纪80年代以后，在火电厂的设计中开始考虑节水的要求，首先解决冲灰水回用的问题。,进入90年代后，由于水资源费和排污费的日益增长，火电厂废水回用的市场被激活，废水资源化的进程逐渐加快，火电厂开始进行多种废水的综合利用。火电厂废水处理的重点已经由达标排放转为综合利用，相应的废水处理工艺也发生了很大的变化。在减少废水排放、污水回用处理等方面都有了长足的进步。除了进行冲灰水回用外，机组杂排水的回用、生活污水的回用、含煤废水的循环使用等逐渐兴起，使火电厂废水资源化发展到了一个新的水平。,一、火电厂的水平衡,火电厂的水平衡：将整个火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。这种平衡关系通过水平衡试验得出。除在正常运行阶段进行定期的水平衡试验外，当有下面的情况时，也需进行试验：新机组投入稳定运行一年内；主要用水、排水、耗水系统设备改造后运行工况有较大变化；与同类型机组相比，运行发电水耗明显偏高；欲实施节水、废水回用或废水“零排放”工程的火电厂。,一、火电厂的水平衡,（一）与水平衡有关的几种水量的概念1总用水量 火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、代替新鲜水的回用水、循环使用的水量。总用水量并不是从火力发电厂总取水口测定的流量值。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量，包括工业用水量和厂区生活用水量。,一、火电厂的水平衡,（一）与水平衡有关的几种水量的概念3耗水量 在生产过程中以蒸发、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。火电厂的排水量指由火电厂向外排放的水的流量，不包括凝汽器直流冷却排水。,一、火电厂的水平衡,（一）与水平衡有关的几种水量的概念5复用水量 重复使用的水量。在火电厂，水的复用有三种形式。循序使用。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。,一、火电厂的水平衡,（一）与水平衡有关的几种水量的概念5复用水量 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。另含煤废水多也是处理后循环使用的。废水处理后回用。将收集到的各种废水经处理后，按水质要求分别补入其他系统。电厂的废水回用大多是这种形式。,一、火电厂的水平衡,(二)评价水平衡的关键指标1装机水耗和发电水耗 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。,一、火电厂的水平衡,(二)评价水平衡的关键指标发电水耗：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。对于已投产运行的火电厂，发电水耗是评价其用水水平最直接的指标。,一、火电厂的水平衡,(二)评价水平衡的关键指标2复用水率 复用水率：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。,一、火电厂的水平衡,(二)评价水平衡的关键指标 循环冷却型湿冷机组，循环水系统的循环流量很大，其循环水量可以占到全厂用水总量的90以上，所以其复用水量往往是取水量的许多倍。循环冷却型火电厂，计算出的复用水率一般均大于95，如此高的复用水率值掩盖了不同火电厂废水复用量的差别。因此，用复用水率指标很难反映火力发电厂实际的废水回用水平。,一、火电厂的水平衡,(二)评价水平衡的关键指标3废水回用率和废水排放率 废水回用率：是回用废水总量占全厂产生的废水总量的百分数。与复用水率的不同在于：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。但如果水已经被排出原循环系统，经处理后再使用，则属于废水回用的范畴，如生活污水经处理后回用至循环水系统，灰场的清水返回冲灰等。,一、火电厂的水平衡,(二)评价水平衡的关键指标3废水回用率和废水排放率 因剔除了循环水部分，所以废水回用率的大小可以准确反映火力发电厂的废水回用水平。废水排放率：是与废水回用率相对的一个概念，指火力发电厂在生产过程中向厂外排出水量占废水总量的百分数。,一、火电厂的水平衡,(二)评价水平衡的关键指标4其他指标 各用水系统还有其他的指标，如汽水循环系统的排污率、补水率、汽水损失率等；冲灰系统的灰水比、补充水率等；循环水系统的浓缩倍率、排污率等。,一、火电厂的水平衡,(二)评价水平衡的关键指标4其他指标 各用水系统还有其他的指标，如汽水循环系统的排污率、补水率、汽水损失率等；冲灰系统的灰水比、补充水率等；循环水系统的浓缩倍率、排污率等。,第三节 火电厂废水及其水质特征,第三节 火电厂废水及其水质特征,目 录一、火电厂废水的来源及水质污染的形式二、火电厂废水的种类、特征及对环境的危害,对于不同的用途，产生污染物的种类和污染程度是不一样的。在火电厂中，水除用于汽水循环系统传递能量外，还用于很多设备的冷却和冲洗，如凝汽器、冷油器、水泵、风机等。大部分水是循环使用的。不同系统产生的废水都有其各自的水质特点。火力发电厂产生废水的主要系统是汽水循环系统、循环冷却水系统、工业冷却水系统、冲灰水系统、煤系统。,一、火电厂废水的来源及水质污染的形式,一、火电厂废水的来源及水质污染的形式,火力发电厂废水来源示意图,从上图可看出，火电厂废水的来源复杂，从而决定了废水水质的复杂多样性，也就为废水的合理处理提出了问题。目前，大部分火电厂的废水经过相应的处理后，能够做到达标排放，但是不少火电厂还存在着用水不合理、浪费严重、重复利用率低的问题，所以很有必要加强水务管理，采用合理的废水回用技术，从而提高废水综合利用的水平。,一、火电厂废水的来源及水质污染的形式,混入型污染。用水冲灰、冲渣时，灰渣直接与水混合造成水质的变化；输煤系统用水喷淋煤堆、皮带，或冲洗输煤栈桥地面时，煤粉、煤粒、油等混入水中，形成含煤废水。设备油泄漏造成水的污染。运行中水质发生浓缩，造成水中杂质浓度的增高。如循环冷却水、反渗透浓排水等。,一、火电厂废水的来源及水质污染的形式,在水处理或水质调整过程中，向水中加入了化学物质，使水中杂质的含量增加。如循环水系统加酸、加水质稳定剂处理；水处理系统加混凝剂、助凝剂、杀菌剂、阻垢剂、还原剂等；离子交换器、软化器失效后用酸、碱、盐再生；酸碱废液中和处理时加入酸、碱等。设备的清洗对水质的污染。如锅炉的化学清洗、空气预热器冲洗、省煤器烟气侧的冲洗等，都会有大量悬浮物、有机物、化学品进入水中。,一、火电厂废水的来源及水质污染的形式,火电厂废水的种类多，水质、水量差异大，有机污染物少，除了油之外，废水中的污染成分主要是无机物，另外，间断性排水较多。按废水的来源划分：火电厂废水包括灰渣废水、含煤废水、油库冲洗水、化学水处理工艺废水、工业冷却水排水、循环水排污水、机组杂排水、生活污水等。,二、火电厂废水种类、特征及对环境的危害,按流量特点划分：火电厂废水分为经常性废水和非经常性废水。经常性废水：火电厂在正常运行过程中，各系统排出的工艺废水，可以是连续排放，也可以是间断性排放。连续排放废水：主要有锅炉排污水、汽水取样系统排水、部分设备的冷却水、反渗透水处理设备的浓排水。,二、火电厂废水种类、特征及对环境的危害,间断性排水：锅炉补给水处理系统的工艺废水、凝结水精处理系统的再生排水、锅炉定时排污、化验室排水、冷却塔排污及各种冲洗废水等。非经常性废水：在设备检修、维护、保养期间产生的废水，如化学清洗排水(包括锅炉、凝汽器和热力系统设备的清洗)、锅炉空气预热器冲洗排水、机组启动时的排水、锅炉烟气侧冲洗排水等。（见表311 链接）,二、火电厂废水种类、特征及对环境的危害,1澄清设备排放的泥浆废水 在混凝、澄清、沉降过程中产生，其化学成分与原水水质、加入的混凝剂等因素有关，废水中主要有CaCO3、CaSO4、Ca(OH)2、Fe(OH)3、A1(OH)3、Mg(OH)2、MgCO3、各种硅酸化合物和有机杂质等。泥浆废水中的固体杂质含量在12，其废水量一般为处理水量的0.10.5。,二、火电厂废水种类、特征及对环境的危害,2过滤设备的反洗排水 过滤设备反洗排出的废水，废水量约是处理水量的35，水中悬浮物的含量可达3001000mgL。据估算，一台直径为3.0m、滤层高度为1.1m的过滤设备，在反冲洗时，可排出2080kg的泥浆，这种废水排入天然水体后主要是增加水的悬浮物含量，使水更加浑浊。,二、火电厂废水种类、特征及对环境的危害,3离子交换设备的再生、冲洗废水 离子交换设备的再生、冲洗废水的废水量约为处理水量的1左右。这部分废水虽然水量不大，但水质很差。阳离子交换设备：用酸(H2SO4或HCl)再生时，再生过程中大约有50水量的酸性废水，其平均酸度为0.30.5。,二、火电厂废水种类、特征及对环境的危害,阴离子交换设备：用碱(NaOH)再生时，再生过程大约有25水量的碱性废水，碱的浓度平均为0.50.7。以上两种再生废水中还含有大量的溶解物，平均含盐量为700010000mgL。钠离子交换设备：再生时，再生废水的含盐量可高达5000070000mg/L，总硬度达到100mmolL，其中主要有Na+、Ca2+、Mg2+、Cl-及少量Fe2+和SO42-等离子。,二、火电厂废水种类、特征及对环境的危害,大多数300MW以上的凝汽式机组，都带有凝结水精处理设备。凝结水精处理采用的是离子交换除盐工艺，该系统产生的废水主要是离子交换树脂的再生废水，其水质特点与锅炉补给水除盐系统相似。凝结水精处理设备排出的废水只占处理水量的很少一部分，而且污染物质的含量都比较低，主要是热力设备的一些腐蚀产物，再生时的再生产物以及NH3、酸、碱、盐类等。,二、火电厂废水种类、特征及对环境的危害,4含油废水 火电厂的油系统：包括储油设施、输油系统等。油