电厂化学水污染处理技术的应用

电厂作为重要的能源供应设施，其运行过程中产生的化学水污染问题不容忽视。这些污染物主要包括重金属、酸碱物质、有机化合物等，具有成分复杂、浓度高、毒性大等特点，若处理不当将对水环境造成严重危害。

一、电厂化学污水的主要来源

1.1 锅炉补给水处理废水

离子交换树脂是电厂制备锅炉补给水的核心材料，在再生过程中会产生大量酸碱废水。这类废水的 pH 值呈现剧烈波动，最低可达 2，最高能达到 13，对管道和处理设备的腐蚀性极强。废水中氯离子浓度高达 1000-5000mg/L ，钠离子浓度则在 500-3000mg/L 之间，这两种离子不仅会影响水体盐度，还可能在后续处理过程中形成结晶垢体。

1.2 循环冷却系统排污水

电厂循环冷却系统为保障设备正常运行，需定期进行水质浓缩排放。这类污水中溶解固体总量（TDS）处于 3000-8000mg/L 的较高水平，碳酸氢盐（ HCO₃^- ）浓度在 500-1500mg/L 之间。由于长期循环运行，水中滋生大量微生物并形成黏泥，这些黏泥不仅堵塞管道，还可能携带致病菌群。该类污水排放量占比高达 40%-50% ，是电厂化学污水的最主要来源，其高盐特性会显著改变受纳水体的渗透压，威胁水生生物生存。

1.3 脱硫废水

在湿法脱硫工艺中，为去除烟气中的二氧化硫，会产生具有复杂成分的酸性废水，pH 值通常维持在 4-6 之间。废水中悬浮物（SS）浓度高达 1000-3000mg/L ，含有汞（ Hg ）、砷（As）、镉（Cd）等多种重金属，以及 50-200mg/L 的氟化物。以石灰石- 石膏法脱硫系统为例，废水中的重金属离子多以络合物形式存在，传统沉淀法难以有效去除。

1.4 其他废水

电厂实验室在水质检测、药剂研发过程中会产生含有重金属盐、有机溶剂等多种化学试剂的废水；机组定期清洗时产生的废水则含有油污、铁氧化物等污染物。这部分废水虽然排放量仅占 5%-10% ，但其成分受实验项目和清洗工艺影响显著，具有极强的不确定性。

二、污染特征分析

2.1 高盐度

电厂化学污水的TDS 普遍超过 1000mg/L ，循环冷却排污水甚至能突破 10000mg/L_⨀ 。在微生物处理环节，高盐环境会导致细胞内外渗透压失衡，抑制微生物酶活性，使生物处理效率下降 60% 以上。同时，高盐废水蒸发处理时易产生结垢现象，降低蒸发设备的传热效率，增加运行成本。

2.2 高污染物浓度

污水化学需氧量（COD）值在 100-800mg/L 区间波动，脱硫废水中的悬浮物浓度更是远超国家规定的直接排放标准（ COD⩽100mg/L ，SS⩽70mg/L ）。这些高浓度污染物会大量消耗水体中的溶解氧，造成水体黑臭，影响水生生物呼吸代谢，破坏水生态系统平衡。

2.3 高毒性

污水中汞离子（Hg²⁺）浓度在 0.01-0.1mg/L ，六价铬离子（ Cr⁶⁺ ）浓度在 0.1-lmg/L ，同时含有乙二胺四乙酸（EDTA）等难降解有机物。这些物质具有生物富集性和长期残留性，可通过土壤渗透污染地下水，或经食物链传递威胁高等生物健康。例如，汞离子在鱼类体内富集后，人类长期食用可能引发水俣病等神经系统疾病。

2.4 成分复杂且波动大

不同处理环节产生的污水水质差异显著，锅炉补给水处理废水以酸碱污染物为主，脱硫废水侧重重金属和悬浮物。即使同一环节，水质也随设备运行状态动态变化：离子交换树脂再生初期产生高浓度酸液，后期则以碱液为主；循环冷却系统排污量会根据季节温度调整。这种复杂性要求处理工艺必须具备高度的灵活性和适应性，否则难以实现稳定达标排放。

三、主流处理技术及应用场景

3.1 预处理技术

预处理旨在去除污水中的悬浮物、胶体及部分重金属，为后续处理创造条件，混凝沉淀技术：通过投加混凝剂（如 PAC、FeCl₃）和助凝剂（PAM），使胶体颗粒凝聚成大絮体沉淀。适用于处理 SS 含量高的脱硫废水，PAC 投加量 200-500mg/L 时，SS 去除率可达 90% 以上，同时去除 30%-50% 的重金属（通过吸附共沉淀）。某电厂脱硫废水处理中，采用“混凝 + 斜管沉淀”工艺，出水SS 从 2000mg/L 降至 50mg/ L 以下。中和处理技术：对酸碱废水采用酸碱中和法，酸性废水投加NaOH、 Ca(OH)₂ ，碱性废水投加 H₂SO₄ ，将 pH 调节至 6-9。对于高浓度酸碱废水（如 pH=2 的再生废水），可采用中和池连续搅拌反应，石灰投加量约 100-300mg/L ，处理成本低但会产生较多污泥。格栅与过滤技术：格栅（栅距 5-10mm ）去除大颗粒杂质，石英砂过滤器（滤速 8-12m/ h）去除悬浮物，作为深度处理前的预处理，可使出水SDI（污染指数）⩽5 ，满足膜分离系统进水要求。

3.2 主处理技术

主处理是污染物去除的核心环节，根据水质特征选择物理化学或生物处理技术，膜分离技术：超滤（UF）：采用中空纤维膜（孔径0.01-0.1μm ），去除胶体、细菌及大分子有机物，运行压力 0.1-0.3MPa ，产水浊度 ⩽0.1NTU ，常用于循环冷却排污水的预处理，为反渗透提供合格进水。反渗透（RO）：利用半透膜截留离子和小分子有机物，操作压力 1-4MPa ，对盐类、重金属的去除率达 95% 以上，COD 去除率80%-90% 。某电厂采用“UF ”处理锅炉补给水废水，出水 TDS 从3000mg/L 降至 50mg/L 以下，可直接回用作为锅炉补水。电渗析（ED）：通过离子交换膜在电场作用下分离离子，适用于高盐废水处理，脱盐率 70%-90% ，但能耗较高（2-5kWh/m³），常作为 RO 浓水的进一步处理工艺。离子交换技术：利用树脂对离子的选择性吸附去除重金属，如强酸型阳离子树脂去除 Cd²⁺、Pb²⁺，螯合树脂去除 Hg²⁺、 Cr⁶⁺ 。树脂饱和后用酸 / 碱再生，可重复使用。某电厂处理含铬废水时，采用D301螯合树脂， Cr⁶⁺ 去除率达 99% ，出水浓度 ⩽0.05mg/L 。生物处理技术，活性污泥法：通过好氧微生物降解有机物，适用于 COD100-500mg/L 、可生化性好（ BOD₅/COD>0.3 ）的污水。采用 A/O 工艺（缺氧 - 好氧），还可同时去除氮磷，污泥浓度控制在 3000-5000mg/L ，COD 去除率 80%-90% 。但高盐污水需驯化耐盐菌（盐度 ⩽3000mg/L ）。生物膜法：微生物附着在载体（如陶粒、活性炭）表面形成生物膜，耐冲击负荷能力强于活性污泥法。某电厂采用生物接触氧化池处理实验室废水，停留时间8-12h，COD 去除率稳定在 85% 以上。

结语：

电厂化学水污染处理是电力行业绿色发展的关键环节，需根据污水来源与特征选择适宜的处理技术，通过“预处理- 主处理- 深度处理”的工艺组合实现达标排放与资源化回用。当前，膜分离、生物处理、高级氧化等技术已在工程中广泛应用，但仍面临成本高、抗冲击能力弱等问题。未来，应聚焦工艺集成优化、智能化运行和新型低成本技术研发，推动处理技术向“高效、低耗、稳定、回用”方向发展。

参考文献：

[1] 马双忱 , 范紫瑄 , 温佳琪 , 马岚 , 赵保华 , 张金柱 , 孙尧 . 基于模糊层次分析的燃煤电厂脱硫废水处理可利用技术评价 [J]. 化工进展 ,2018,037(011):4451-4459.