廣東河源電廠廢水零排放工程被業(yè)內(nèi)稱為我國首例真正意義上的廢水零排放項目。廣東河源電廠緊鄰東江，東江是香港、深圳、惠州、河源等地唯一飲用水源，根據(jù)環(huán)評要求，河源電廠不能設(shè)置廢水排放口，廢水須零排放。面臨沒有退路的環(huán)保壓力，河源電廠進(jìn)行了大量的國內(nèi)外調(diào)研和總結(jié)，并進(jìn)行了大量試驗研究與工程實施，真正實現(xiàn)了河源電廠廢水零排放。
1、電廠廢水種類
燃煤電廠廢水包括經(jīng)常性廢水和非經(jīng)常性廢水。經(jīng)常性廢水是指電廠日常生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢水，一般包括凈化站產(chǎn)生的含泥廢水（以海水或城市中水為水源的，則為濃縮廢水）、鍋爐補給水系統(tǒng)產(chǎn)生的濃縮廢水或再生酸堿廢水、精處理裝置產(chǎn)生的再生酸堿廢水和反洗廢水、循環(huán)冷卻水系統(tǒng)產(chǎn)生的濃縮排污水、脫硫系統(tǒng)排放的脫硫廢水、輸煤系統(tǒng)與煤場產(chǎn)生的含煤廢水、主廠房產(chǎn)生的含油廢水與員工生活廢水等；非經(jīng)常性廢水主要是機組大小修期間產(chǎn)生的廢水，如鍋爐酸洗廢水、空氣預(yù)熱器與脫硫GGH化學(xué)清洗廢水、機組啟動沖洗廢水等。
河源電廠2×600MW機組設(shè)有循環(huán)冷卻水系統(tǒng)，廢水種類齊全，其廢水種類、廢水量和主要污染因子見表1。
表1 河源電廠2×600MW機組廢水種類、廢水量及其污染因子
由表中可知，在循環(huán)冷卻水系統(tǒng)濃縮倍率為10倍的情況下，河源電廠兩臺600MW機組經(jīng)常性廢水量為165～244m3／h，每次大小修期間產(chǎn)生的非經(jīng)常性廢水～34000余噸。廢水種類較多，廢水量較大。
2、廢水零排放關(guān)鍵技術(shù)
（1）廢水零排放系統(tǒng)開發(fā)
河源電廠廢水種類齊全，同時設(shè)置有循環(huán)冷卻水系統(tǒng)，冷卻塔濃縮排污水需要復(fù)用，較為典型。結(jié)合各類廢水特點和現(xiàn)有成熟的廢水處理工藝出水水質(zhì)的保障情況，為實現(xiàn)廢水復(fù)用，建立了以“一水多用、梯級使用、循環(huán)利用”為架構(gòu)的廢水零排放系統(tǒng)。 設(shè)備冷卻水與處理后的生活廢水、工業(yè)廢水等作為冷卻塔的補充水；冷卻塔的濃縮排污水作為脫硫系統(tǒng)的工藝補充水，經(jīng)脫硫系統(tǒng)濃縮為脫硫廢水；脫硫廢水為全廠末端廢水，先經(jīng)預(yù)處理將其中污泥分離，再蒸發(fā)結(jié)晶處理將鹽分分離，形成凝結(jié)水又回到冷卻塔，如此構(gòu)成“一水多用、梯級使用、循環(huán)利用”的廢水零排放系統(tǒng)。
（2）廢水零排放關(guān)鍵技術(shù)
① 循環(huán)冷卻水極限濃縮倍率技術(shù)開發(fā)
根據(jù)水量平衡要求，循環(huán)冷卻系統(tǒng)濃縮排污水量須控制范圍為80～90m3／h，據(jù)此計算濃縮倍率則在10左右。為解決該問題，需進(jìn)行高濃縮倍率模擬試驗，尋找合適的藥劑，控制循環(huán)水水質(zhì)指標(biāo)，避免結(jié)垢與腐蝕產(chǎn)生。據(jù)相關(guān)研究，在合理選用藥品、控制循環(huán)水濁度的情況下，加藥濃度達(dá)到一定值后，河源電廠循環(huán)冷卻水系統(tǒng)在10．5以內(nèi)的濃縮倍率（以氯離子或堿度計）工況下，其腐蝕與結(jié)垢趨勢可控。
在河源電廠循環(huán)冷卻水處理系統(tǒng)中，設(shè)置循環(huán)冷卻系統(tǒng)旁流過濾裝置，保證循環(huán)水水質(zhì)濁度滿足要求；旁路過濾器容量的大小取決于冷卻塔補水水質(zhì)和冷卻塔周圍空氣質(zhì)量；旁流過濾器反洗廢水主要污染物為懸浮物，其鹽含量同循環(huán)水水質(zhì)，進(jìn)入電廠工業(yè)廢水處理系統(tǒng)處理。循環(huán)水系統(tǒng)添加阻垢劑、緩蝕劑與殺菌劑，在日常生產(chǎn)中對藥品濃度與水質(zhì)指標(biāo)跟蹤監(jiān)測，藥品濃度不能低于模擬試驗值，水質(zhì)指標(biāo)嚴(yán)格控制在設(shè)定范圍內(nèi)。若循環(huán)水鹽度或硬度或硅含量或氯離子含量接近設(shè)定值，則排出部分循環(huán)水至復(fù)用水池，并及時補充新鮮水，確保循環(huán)水系統(tǒng)不結(jié)垢、不腐蝕。
② 末端脫硫廢水蒸發(fā)結(jié)晶處理系統(tǒng)開發(fā)
為保證安全運行，石灰石－石膏濕法脫硫系統(tǒng)在運行中需定期排放一定量的廢水，即脫硫廢水。脫硫廢水為全廠的末端廢水，其pH為5～6，鹽含量高達(dá)25000～55000mg／L，含有Cl－、懸浮物、過飽和的亞硫酸鹽、硫酸鹽與重金屬等，該廢水易結(jié)垢，腐蝕性強性。采用常規(guī)工藝處理后，可實現(xiàn)達(dá)標(biāo)排放，但因處理后的廢水硬度高、Cl－未減少，腐蝕性強，不能實現(xiàn)復(fù)用，處理后一般外排或用于粉煤灰調(diào)濕。國內(nèi)外還沒有脫硫廢水回用于前端設(shè)備的先例。 要實現(xiàn)脫硫廢水的復(fù)用，關(guān)鍵是要將廢水中的氯離子和硬度去除，避免復(fù)用設(shè)備發(fā)生腐蝕與結(jié)垢。河源電廠率先開發(fā)的“二級預(yù)處理＋多效蒸發(fā)結(jié)晶”脫硫廢水處理工藝，成功將廢水中的污泥與鹽分進(jìn)行了分離，處理后的水質(zhì)接近蒸餾水，回用于冷卻塔，全過程中沒有任何廢水排放。 處理工藝機理如下：設(shè)置廢水緩沖池，并曝氣處理，使得水質(zhì)均勻，為后續(xù)設(shè)備穩(wěn)定處理創(chuàng)造條件。在一級反應(yīng)器中投加石灰乳，使廢水pH值提升至10．0以上，F(xiàn)e3＋、Mg2＋、Zn＋、Cu2＋、Ni＋、Cr3＋等重金屬離子形成難溶氫氧化物而沉淀；石灰乳中的Ca2＋同廢水中的F－離子反應(yīng)生成難容的CaF2；在一級反應(yīng)器還添加絮凝劑，使廢水中細(xì)小而分散的顆粒和膠體物質(zhì)在一級澄清器內(nèi)凝聚成大顆粒物；同時添加助凝劑使得細(xì)小的絮凝物變大，形成更容易沉積的絮狀物。廢水中的重金屬、懸浮物等在一級澄清器內(nèi)濃縮，經(jīng)脫水處理后變成污泥外排。
廢水從反應(yīng)器出來后，進(jìn)入中間水箱，Hg2＋、Pb2＋、Ca2＋離子仍在廢水水中。增設(shè)二級反應(yīng)器，添加有機硫和軟化劑，并適當(dāng)調(diào)整PH值，Hg2＋、Pb2＋同有機硫（TMT－15）反應(yīng)生成難溶的硫化物沉淀，Ca2＋同軟化劑發(fā)生反應(yīng)而被去除，經(jīng)絮凝澄清后進(jìn)入蒸發(fā)結(jié)晶系統(tǒng)前清水箱。軟化后的廢水進(jìn)入蒸發(fā)結(jié)晶系統(tǒng)基本不發(fā)生結(jié)垢。
采取四效蒸發(fā)結(jié)晶系統(tǒng)。動力蒸汽取自輔助蒸汽，對一效蒸發(fā)器進(jìn)行加熱，動力蒸汽冷凝后回用；廢水經(jīng)一效蒸發(fā)器蒸發(fā)濃縮，其形成的二次蒸汽（紅色線條，下同）作為二效蒸發(fā)器的熱源；濃縮后的廢水（黃色箭頭，下同）進(jìn)入二效蒸發(fā)器進(jìn)一步濃縮，其形成的二次蒸汽又作為三效蒸發(fā)器的熱源；如此類推，濃縮廢水進(jìn)入四效蒸發(fā)器后最后一次濃縮并結(jié)晶，經(jīng)脫水將結(jié)晶鹽提出。四效蒸發(fā)器出來的蒸汽最后進(jìn)入凝汽器冷凝成水（綠色箭頭），該水即為脫鹽后的蒸餾水，水質(zhì)很好，回用于冷卻塔。 為節(jié)約能耗，從各效蒸發(fā)器抽取部分二次蒸汽用于廢水的預(yù)熱。投運后數(shù)據(jù)表明，每噸廢水的蒸汽能耗為0．28噸。
③ 廢水污泥與結(jié)晶鹽綜合利用
若分離后的廢水污泥與結(jié)晶鹽不經(jīng)妥善處理，遇水后仍會返回環(huán)境產(chǎn)生二次污染。為避免二次污染，實現(xiàn)廢水污泥與結(jié)晶鹽資源化綜合利用是最佳方案。 污泥制磚試驗，試驗結(jié)果表明水泥、石灰等固化料與污泥按一定比例的情況下，污泥磚強度滿足使用要求，達(dá)到國家行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)；并經(jīng)浸出試驗，無重金屬析出，滿足環(huán)保要求。因污泥鹽分含量高，污泥磚僅用于圍墻、公園路面等建設(shè)用磚，不能用作房屋建筑材料。 為提取高純度的結(jié)晶鹽，充分利用各種鹽分特性，提高結(jié)晶鹽中NaCl含量，提出的結(jié)晶鹽滿足二級工業(yè)鹽標(biāo)準(zhǔn)（GB／T5462－2003），作為原料用于印染等行業(yè)。
