生产废水零排放在余热发电系统的应用

循环水零排放，一直是企业的目标。针对目前补水价格高、排污费用高、传统药剂使换热器结垢严重影响发电量、高频次清洗增加设备隐患等问题，通过不断试验，目前我公司已通过实践运行TUF超滤+双段CTRO环保水处理技术，并成功应用在水泥余热发电循环水处理生产中。

1、厂区排污水现状

生产废水主要来源为窑头和窑尾锅炉排水、余热发电生产排污水、化水车间处理的浓水。窑头、窑尾锅炉排水直接排入雨水沟；余热发电排污水就近排入景观水池中后用于地面洒水等；厂内余热发电化水车间处理的浓水未经处理后直接排入循环水池（如图1）。

图1　循环水池

窑头、窑尾锅炉排污水约20 m3/d，余热发电循环水池排污水约280 m3/d。直接排入雨水沟，不满足环保要求，造成水资源浪费，增加总溶解固体（TDS），使系统快速达到浓缩倍率，腐蚀设备，降低设备使用寿命。

2　零排治理目标

窑头、窑尾锅炉排水，余热发电生产排污水等生产废水，设计处理量为300 m3/d，经过本方案处理后产水为255 m3/d（系统回收率85%），剩余浓水45 m3/d进入浓水池并通过洒水车、雾炮车用于矿山降尘。实现厂区污水的趋零排放，达到无污水外排出厂区的环保要求。

3　TUF超滤+双段CTRO水处理技术

系统设计处理量300 t/d，技术方案采用TUF超滤+双段CTRO，将收集排污水处理后的产水约255 m3（85%）回用至余电循环水池，处理后的浓水约45 m3（15%）用于矿山降尘。系统工艺流程如图2所示。

图2　污水处理工艺流程示意

（1）该系统采用独特的TUF（管式膜过滤系统），大幅提高膜系统可靠性。与一般RO前置处理工艺相比，不需要絮凝沉淀、澄清池、多介质过滤器、超滤设备，用TUF装置一步到位地去除颗粒和净化水，TUF产水直接进入RO反渗透装置。软化预处理的流程短、反应池体积小、效率高。该系统解决了一般反渗透系统RO膜的易污染、易堵塞的难题，提高系统可靠性。TUF技术特点：去除重金属Ca²⁺、Mg²⁺、Ba²⁺、Sr²⁺；可获得10~20倍的回收率；结实、耐用并耐清洗的膜；超强耐化学性能pH 0~14；耐摩擦，适合粗糙颗粒的固液分离；微孔膜，提供优异的过滤水质及低SDI（一般小于0.5 NTU）；大通道，错流循环，允许高固体物负荷，无须前处理；组件专门为废水处理设计，寿命5~10年。

主要工艺简介如下：

①废水通过提升泵提升至第一反应池，在第一反应槽内投加液碱调节pH值至9.5~10（根据实际情况调整），充分搅拌反应，反应时间约30 min。

②然后自流入第二反应池，根据实际情况少量补液碱，调节pH值至11.5~12（根据实际情况调整），充分搅拌反应，反应时间约30 min。

③然后自流入浓缩池，通过泵打入管式超滤膜中进行固液分离，产水去TUF产水池，在管路中投加酸及亚硫酸氢钠，控制出水pH值在7左右，控制ORP在90 mV以下。

④当循环槽内固体浓度达3%~5%（根据调试做适当调整）时，排放污泥至污泥浓缩池，然后进入板框压滤处理，压滤液返回超滤产水池再处理。

（2）采用CTRO双段反渗透技术（如图3、图4所示），大幅提高产水率，降低排放量。针对项目具体情况，考虑到高浓缩、高盐度、长清洗周期要求，本系统采用CTRO-8040反渗透膜。CTRO-8040反渗透膜广泛应用于工业水处理领域，脱除率高，已被证实其在大多数特殊难处理废水的应用中具有极高的适用性，对本项目超低排放要求尤其有利。采用本双段反渗透技术，产水量高达85%。

图3　TUF设备示意

图4　TUF设备现场图

4　项目投产后效果验证

GB 19923—2005《城市污水再生利用-工业用水水质》标准，对回用作为循环冷却水的补充水水质有相应要求。本项目深度处理后的水质符合且高于该标准（见图5）。

图5　水质检测结果

项目投产后，每天平均节水约255 m3，年节水量约7万m3。最终实现余电生产废水的趋零排放，达到无污水外排出厂区的环保要求，实现了降本增效的效果。

5　结束语

余热发电循环水水质对发电效益有着重要的影响，因此循环水零排放技术的应用，即节省了前期水处理费用，又达到环保排放的要求。保护设备高效运行的同时，节约了水资源，为促进企业可持续发展奠定了基础。