火力發(fā)電廠和其他工業(yè)一樣，在生產(chǎn)過程中，各種用水的水質(zhì)可能會(huì)發(fā)生很大的變化，成為工業(yè)廢水和生活污水，如不經(jīng)專門處理而任意排放，就會(huì)對(duì)環(huán)境造成不同程度的影響，嚴(yán)重時(shí)還可引起生態(tài)平衡破壞及影響漁業(yè)、農(nóng)業(yè)及其他工業(yè)用水。因此，對(duì)火力發(fā)電廠的廢水和生活污水也必須進(jìn)行控制和處理。

一、天然水體與水質(zhì)

1．天然水體

水是世界上分布廣，貯量多而又是十分重要的自然資源，地球上大約有136000萬km3的水，覆蓋在地球表面積的3/4以上。存在于地面上者稱為地表水，如海洋、湖泊、江河、水庫、沼澤、冰山、冰川、雪山等；存在于地下者稱為地下水，如深井水、淺井水、泉水等；另外，還有大氣水。這些水都稱為天然水體。

天然水體雖然是地球上貯量多的物質(zhì)，但其中海水占總水量的97%，冰山、冰川占2.2%，地下水占0.61%，而比較容易為人類所利用的江河水、湖水、水庫水等淡水資源占0.01~0.02%

地球上的天然水體處于川流不息的循環(huán)運(yùn)動(dòng)之中，水的這種循環(huán)運(yùn)動(dòng)可分為兩種類型，一種叫做自然循環(huán)，另一種叫做社會(huì)循環(huán)。

水的自然循環(huán)是在自然力的作用下形成的，海水在太陽熱能的作用下蒸發(fā)為水蒸汽；水蒸汽在密度差的作用下，隨氣流遷移到內(nèi)陸，當(dāng)遇到冷空氣時(shí)，凝結(jié)為雨和雪；雨和雪又在重力作用下降至地面，稱為降水。一部分降水沿地球表面流動(dòng)，匯于江河、湖泊。另一部分滲入地下，形成地下水流。這兩種水流后又復(fù)歸海洋。

水的社會(huì)循環(huán)是在人為的因素作用下形成的。人們?yōu)榱耸固烊凰w滿足人類生活或生產(chǎn)工藝的需求，興建了取水、凈水、供水等一系列工程設(shè)施，這稱為給水工程。而為了使用過的水符合排放標(biāo)準(zhǔn)，又興建了收集、治理、排放等一系列工程設(shè)施，這稱為排水工程。由給水工程和排水工程構(gòu)成了水的社會(huì)循環(huán)。

水在上述兩種循環(huán)運(yùn)動(dòng)中，不可避免地混進(jìn)許多雜質(zhì)。在水的自然循環(huán)進(jìn)程中，由自然環(huán)境混入的物質(zhì)稱為自然雜質(zhì)或本底雜質(zhì)。在水的社會(huì)循環(huán)運(yùn)動(dòng)中，由環(huán)境污染混入的物質(zhì)稱為污染物，含有污染物的水稱為廢水或污水。

2．天然水體中的自然雜質(zhì)

天然水體在自然循環(huán)運(yùn)動(dòng)中，溶解了一些可溶性的礦物鹽類，使水中含有的陽離子有Ca2+、Mg2+、Na+、K+；陰離子有HCO3-、SO42-、Cl-、NO3-。另外，還有大量的H+、OH-、CO32-等，共同組成了天然水體的基本化學(xué)成分。

硅在地球元素中居第二位，因不易風(fēng)化，所以能溶解于水中的并不多，其含量一般在1~20mg/L SiO2，且多呈H4SiO4形態(tài)存在。硅含量高的地下水，活性SiO2可達(dá)60mg/L，因易聚合而呈膠體狀態(tài)存在。

鋁和鐵在地球元素中分別占居第三、第四位，但在天然水體中的含量都不是很高，鋁一般不超過0.5mg/L，鐵的含量雖然比鋁的高，特別是地下水，有的高達(dá)10mg/L以上，但易與有機(jī)物生成絡(luò)合物。

天然水體中還有一定數(shù)量的微量元素，如溴、硼、鈹、鍶、鋇、銅、鋁、鋅、鎘、汞、砷、硒及氟化物等。其中氟化物可達(dá)4.0mg/L，在有些地下水中，氟化物高達(dá)30mg/L。天然水體中的溶解氣體主要有CO2和O2。水中CO2若與大氣中CO2平衡，則其含量只有0.5~1.0mg/L，但常達(dá)到過飽和狀態(tài)，此時(shí)含量達(dá)到幾十毫克/升；水中O2的含量在常溫下為8~14mg/L，一般不低于4.0mg/L。

天然水體中還含有一定數(shù)量的有機(jī)物，其種類繁多，可分為碳水化合物、脂肪類、蛋白質(zhì)等，它們可生物降解為氨基酸、脂肪酸、糖類等中間產(chǎn)物，還可進(jìn)一步生成復(fù)雜的腐殖酸和富里酸等。

天然水中的自然雜質(zhì)除上述幾種之外，還包括由于水流的沖刷卷帶作用，而帶入水中的巖石土壤顆粒和有機(jī)物殘?jiān)龋鼈兪顾疁啙?，是水中懸浮物的主要成分?/span>

3．天然水體的污染物

天然水體在社會(huì)循環(huán)運(yùn)動(dòng)中混入污染物之后就成為廢水，根據(jù)廢水的來源，又可分為生活污水和工業(yè)廢水兩大類。前者是人們生活過程上排出的廢水，主要包括糞便水、浴洗水、洗滌水和沖洗水等，其成分主要決定于人們的生活狀況和習(xí)慣，它往往含有大量的有機(jī)物，如蛋白質(zhì)、油脂和碳水化合物等。后者是工業(yè)生產(chǎn)過程中排出的廢水，其成分主要決定于生產(chǎn)過程中應(yīng)用的原料及生產(chǎn)工藝流程等。

重金屬、耗氧有機(jī)物和有機(jī)物毒素被稱為水環(huán)境中的三大主要污染物。

二、火力發(fā)電廠的廢（污）水

1． 汽輪機(jī)凝汽器的冷卻排水或循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的排污水

這一部分用水量大，它主要與冷卻倍率、冷卻系統(tǒng)的型式、水質(zhì)及季節(jié)等因素有關(guān)。與冷卻倍率的關(guān)系是

                         Q=nQp

式中Q—凝汽器的冷卻用水量，t/h；

QP—汽輪機(jī)的排汽量，t/h；

n—冷卻倍率，其數(shù)值一般在65~75之間。

2． 鍋爐煙氣的除塵器排水和水力沖灰、沖渣廢水

這部分廢水可統(tǒng)稱為沖灰廢水。因?yàn)槲覈?guó)的火力發(fā)電廠是以燃煤為主，因此粉煤灰的排放量是很大的。據(jù)1990年有關(guān)資料統(tǒng)計(jì)，我國(guó)每年的排灰渣量大約為6500萬噸，如全部采用水力沖灰，且灰水比按1:15計(jì)算，則每年可產(chǎn)生的沖灰廢水量可達(dá)97500萬m3。目前，減少這部分廢水量的有效途徑是采用瀧漿輸送降低灰水比和開展干粉煤灰的綜合利用。

3． 化學(xué)水處理廢水

化學(xué)水處理廢水包括澄清設(shè)備的泥漿廢水、過濾設(shè)備的發(fā)洗排水，離子交換設(shè)備的再生、沖洗廢水以及凝結(jié)水凈化裝置的排放廢水。其廢水量決定于水處理設(shè)備的規(guī)模、水質(zhì)及運(yùn)行方式等。

4． 鍋爐化學(xué)清洗和停爐保護(hù)廢水

對(duì)大型機(jī)組，不僅要求新建鍋爐啟動(dòng)前要進(jìn)行化學(xué)清洗，就是運(yùn)行機(jī)組，當(dāng)受熱面上的沉積物超過有關(guān)規(guī)定時(shí)，也要進(jìn)行化學(xué)清洗。

鍋爐的化學(xué)清洗一般是按照水沖洗、堿洗、酸洗、漂洗和鈍化幾個(gè)步驟進(jìn)行的，而每一步操作都會(huì)產(chǎn)生一定量的廢水。其廢水總量一般為清洗系統(tǒng)水容積的15~20倍。如一臺(tái)200MW的機(jī)組，其化學(xué)清洗的水容積大約為401.5m3，而廢液總量為6000~8000m3。

停爐保護(hù)是鍋爐的主要防腐措施，它對(duì)鍋爐的安全運(yùn)行有重要意義，這部分廢水的排放量大體與鍋爐保護(hù)的水容積相當(dāng)。

5． 含油廢水

火力發(fā)電廠雖然以燃煤為主，但其燃煤電廠的重油設(shè)施、主廠房、電氣設(shè)備、輔助設(shè)備等都可能排出含油廢水。其中有重油、潤(rùn)滑油、絕緣油、煤油和汽油等。重油設(shè)施的含油廢水是指水泵的冷卻水，重油設(shè)施的凝結(jié)水，被重油污染的地下水以及事故排放和檢修所造成的廢水。主廠房含油廢水是指汽機(jī)和轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)械軸承的油系統(tǒng)泄漏的油而產(chǎn)生的含油廢水。電氣設(shè)備（包括變壓器、高壓油開關(guān)等）所造成的含油廢水是由于法蘭連接處泄漏引起的。

6．其他廢水

其他廢水包括鍋爐的排污水，鍋爐火側(cè)和空氣預(yù)熱器的沖洗廢水，凝汽器和冷卻塔的沖洗廢水、化學(xué)監(jiān)督取樣水和實(shí)驗(yàn)室排水，消防排水，軸承冷卻排水，爐煙脫硫廢水以及貯煤、輸煤系統(tǒng)的排水等等。

火力發(fā)電廠的貯煤、輸煤系統(tǒng)，通常占用廠區(qū)很大一部分面積，而且是露天或半露天式的。因此，當(dāng)對(duì)輸煤系統(tǒng)及貯煤場(chǎng)地進(jìn)行沖洗或天然降水時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生相當(dāng)數(shù)量的廢水。

7．生活廢水

生活污水是指廠區(qū)職工與居民在日常生活中所產(chǎn)生的廢水，它包括廚房洗滌、沐浴、衣服洗滌、衛(wèi)生間沖洗等廢水。生活污水量根據(jù)廠區(qū)職工的生活用水量和居民居住區(qū)的用水量來確定。而職工生活用水標(biāo)準(zhǔn)一般按每人每班為25~35L，小時(shí)變化系數(shù)為3.0~3.5。淋浴水標(biāo)準(zhǔn)每人每班為40~60L，其延續(xù)時(shí)間為1.0小時(shí)，職工大班人數(shù)為職工總數(shù)的80%。居住區(qū)生活標(biāo)準(zhǔn)每人每班為180L，小時(shí)變化系數(shù)為2.0，其延續(xù)時(shí)間為24小時(shí)。

三、各種廢（污）水對(duì)環(huán)境的影響

    1．澄清設(shè)備排放的泥漿廢水

這部分廢水的污染物上生水在混凝、澄清、沉降過程中產(chǎn)生的，其化學(xué)成分與原水水質(zhì)和加入的混凝劑等因素有關(guān)。主要有CaCO3、CaSO4、Fe（OH）3、Al（OH）2、Ca（OH）2、Mg（OH）2、MgCO3、各種硅酸化合物和有機(jī)雜質(zhì)等。泥漿廢水中的固體雜質(zhì)含量在1%~2%左右，其廢水量一般為處理水量的0.1%~0.5%。這種廢水排入天然水體，不僅會(huì)增加天然水體的堿性物質(zhì)含量，而且也增加水的渾濁程度。

2．過濾設(shè)備的反洗排水

過濾設(shè)備反洗排出的廢水，其廢水量大約是處理水量的3%~5%，水中懸浮物的含量可達(dá)300~1000mg/L。據(jù)有關(guān)資料估算，一臺(tái)直徑為3.0m，濾層高度為1.1m的過濾設(shè)備反沖洗時(shí)，可排出20~80kg的泥漿。這種廢水排入天然水體主要是增加水的懸浮物含量，使水更加渾濁。

3．離子交換設(shè)備的再生、沖洗廢水

離子交換設(shè)備在再生和沖洗時(shí)，會(huì)產(chǎn)生一部分再生廢水，其廢水量大約為處理水量的1%左右。這部分廢水雖然水量不大，但水質(zhì)很差。如陽離子交換設(shè)備用酸（H2SO4或HCl）再生時(shí)，再生過程中大約有50%的水量上酸性廢水，其平均酸度為0.3%~0.5%。陰離子交換設(shè)備用堿（NaOH）再生時(shí)，再生過程大約有25%的水量是堿性廢水，堿的濃度平均大約為0.5%~0.7%。以上兩種再生廢水中還含有大量的溶解固體物，平均含鹽量為7000~10000mg/L。鈉離子交換設(shè)備再生時(shí)，再生廢水的含鹽量可高達(dá)50000~70000mg/L，總硬度達(dá)100mmol/L，其中主要有Na+、Ca2+、Mg2+、Cl-及少量Fe2+和SO42-等離子。

凝結(jié)水精處理設(shè)備排出的廢水只占處理水量的很少一部分，而且污染物質(zhì)的含量都比較低，主要是熱力設(shè)備的一些腐蝕產(chǎn)物，再生時(shí)的再生產(chǎn)物以及NH3、酸、堿、鹽類等，這主要決定于精處理設(shè)備的型式和運(yùn)行條件等，如設(shè)置有覆蓋過濾設(shè)備時(shí)，排水中就會(huì)含有較多的紙漿纖維（或木質(zhì)素）以及銅、鐵等腐蝕產(chǎn)物。

如將再生、沖洗廢水排入天然水體，不僅會(huì)增加水中的重金屬含量和含鹽量，而且會(huì)改變水體的PH值。水的PH值過高或過低，都會(huì)影響水生生物的生長(zhǎng)，有時(shí)還會(huì)對(duì)輸送管道和設(shè)備引起沉積物沉積或腐蝕。

4．含油廢水

油珠在廢水中的存在形態(tài)有三種：懸浮態(tài)油珠，其粒徑大于25µm，可借助本身與水的密度差上浮于水面，所以可用沉降法進(jìn)行分離；乳化油珠，其粒徑在0.5~2.5µm之間，不易用沉降法去除，必須用氣浮法或混凝法去除；溶解態(tài)油珠，其粒徑小于1.0µm，所以用一般物理法（如離心法，過濾法，浮選法等）不易進(jìn)行分離。目前含油廢水的主要問題是水中含油量和含酚量超標(biāo)。

含油廢水排入天然水體，且超過一定*時(shí)，一部分輕的石油就會(huì)在水面上形成一層油膜，破壞天然水體的自然爆氣條件，而重的石油就會(huì)沉于水體底部，從而影響水中動(dòng)植物群體的正?；顒?dòng)，甚至死亡。為此，漁業(yè)水體規(guī)定石油類產(chǎn)品的允許濃度只有0.05mg/L。

5．沖灰廢水

沖灰廢水中雜質(zhì)的成分不僅與灰、渣的化學(xué)成分有關(guān)，而且還與沖灰水的水質(zhì)，鍋爐的燃燒條件、除灰與沖灰方式及灰水比等因素有關(guān)。對(duì)粉煤灰的化學(xué)分析表明，其化學(xué)成分不僅有：SiO2、Al2O3、Fe2O3、CaO、MgO、Na2O、K2O等氧化物，而且還有少量的諸、砷、汞、鉛的化合物、氟的化合物和硅的化合物等。當(dāng)水和灰、渣接觸時(shí)，灰、渣中的這些礦物質(zhì)便溶解于水中，從而產(chǎn)生了沖灰廢水。

沖灰廢水排入天然水體，不僅會(huì)增加水中懸浮物的含量，而且會(huì)使一些重金屬或有毒元素超過排放標(biāo)準(zhǔn)。目前我國(guó)灰場(chǎng)溢流水主要是懸浮物、PH值和氟化物含量超過排放標(biāo)準(zhǔn)。

6．化學(xué)清洗廢水

化學(xué)清洗過程中所產(chǎn)生的廢水，其化學(xué)成分濃度大小與所采用的藥劑組成以及鍋爐受熱面上被清除贓物的化學(xué)成分和數(shù)量有關(guān)。目前常用的化學(xué)清洗劑有HCl、H2SO4、HF、HNO3、氨化EDTA、氨化檸檬酸、蟻酸、羥基二酸、低分子有機(jī)混合物、NaOH、NaNO2、Na3PO4以及各種有機(jī)緩蝕劑。因此，在這種廢水中除含有酸、堿、鹽及有機(jī)物之外，還含有大量的重金屬、有機(jī)毒物以及重金屬與清洗劑之間形成的各種復(fù)雜的絡(luò)合物或螯合物等。

停爐保護(hù)因所采用的化學(xué)劑大都上堿性物質(zhì)，如NaOH，氨水、聯(lián)氨、磷酸三鈉，NH4HCO3、（NH4）2CO3及碳酸環(huán)已胺等，所以排放的廢水都呈堿性，且含有一定數(shù)量的鐵、銅的化合物。

以上兩種廢水排入天然水體，不僅會(huì)改變水的PH值，而且會(huì)增加水的含鹽量，重金屬（鐵）及有機(jī)物等。由于兩種廢水都是非經(jīng)常性廢水，具有排放集中、流量大，水中污染物成分和濃度隨時(shí)都在變化的特點(diǎn)，所以處理比較困難，往往需要幾步處理之后才能達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。

7． 鍋爐排污廢水

這部分廢水的水質(zhì)與鍋爐補(bǔ)給水的水處理工藝及鍋爐參數(shù)和停爐保護(hù)措施等有很大關(guān)系，如亞臨界參數(shù)的鍋爐，除PH值在9.0~9.5呈微堿性外，其余水質(zhì)指標(biāo)都非常好，如電導(dǎo)率大約為10µS/cm，懸浮物<50mg/L，SiO2<0.2mg/L,Fe<3.0mg/L,Cu<1.0mg/L,所以這部分排水是*可以回收利用的。但對(duì)于只采用鈉離子交換水處理工藝及停爐保護(hù)不當(dāng)?shù)那闆r，這部分廢水往往PH值、懸浮物、重金屬子含量等幾個(gè)指標(biāo)都不合格。

8．煙氣脫硫廢水

 當(dāng)爐煙中的含硫量過大時(shí)，往往會(huì)造成周圍環(huán)境污染，甚至形成酸雨，這時(shí)必須設(shè)置爐煙脫硫裝置，由此產(chǎn)生爐煙脫硫廢水，這種廢水大都呈酸性，并含有較多的懸浮物、重金屬、COD和氟化物等，這主要取決于燃料的含硫量和脫硫工藝等因素。

目前我國(guó)采用的爐煙脫硫裝置不多，還剛剛處于起步階段。據(jù)美國(guó)一電廠采用濕式石灰/石灰石脫硫系統(tǒng)，其排放廢水的水質(zhì)為：PH值=3.04~10.7。溶解固體物為3200~15000mg/L，硫酸鹽720~1000mg/L，氟化物為420~4800mg/L，COD為60~390mg/L。說明廢水中的PH值、氟化物和COD等指標(biāo)均不合格。

9． 鍋爐火側(cè)和空氣預(yù)熱器沖洗廢水

鍋爐火側(cè)的沖洗廢水含氧化鐵較多，有的是以懸浮顆粒存在，有的溶解于水中。如在沖洗過程中采用有機(jī)沖洗劑，則廢水中的COD較高，超過排放標(biāo)準(zhǔn)。

空氣預(yù)熱器的沖洗廢水，其水質(zhì)成分與燃料有關(guān)。當(dāng)燃料中的含硫量高時(shí)，沖洗廢水的PH值可降至1.6以下。當(dāng)燃料中砷的含量較高時(shí)，廢水中的砷含量增加，有時(shí)高達(dá)50mg/L以上。

下面是美國(guó)一電廠空氣預(yù)熱器沖洗廢水的水質(zhì)：鐵為3287mg/L；鉛為247mg/L；鎂為101mg/L；銅為8.33mg/L；鈣為329mg/L；氯化物為6.6mg/L；硅酸鹽為9264mg/L；總懸浮固體為175mg/L（部分已沉淀）；總?cè)芙夤腆w為15762mg/L，PH為2.5。以上數(shù)據(jù)說明，這種廢水的PH值，懸浮物、重金屬等均有可能超過排放標(biāo)準(zhǔn)。

10．生活污水

生活污水的水質(zhì)成分主要取決于居民的生活狀況、生活習(xí)慣以及生活水平（如用水量等），它往往含有大量的有機(jī)物，如蛋白質(zhì)、油脂和碳水化合物等。如將其排入天然水體，會(huì)使水中COD劇增，甚至引起富營(yíng)養(yǎng)化。

11．凝汽器、冷卻塔沖洗廢水

凝汽器在運(yùn)行中，可在銅管（或不銹鋼管）內(nèi)形成垢或沉積物，如在停機(jī)檢修期間用清洗劑清洗，也會(huì)產(chǎn)生一定的廢水。這部分廢水的PH值、懸浮物、重金屬、COD等指標(biāo)往往不合格。

冷卻塔的沖洗廢水主要含有泥沙、有機(jī)物、氯化物（加Cl2）、粘泥等。排入天然水體會(huì)使有機(jī)物含量增加和濁度上升。

12．煤場(chǎng)排水和輸煤系統(tǒng)沖洗排水

這種廢水中的污染物主要是煤的碎末及其污染物，外觀呈黑色或暗褐色，懸浮國(guó)體和COD兩個(gè)指標(biāo)都較大，而且還含有一定數(shù)量的焦油成分（如酚）及少量重金屬。煤場(chǎng)排水通常呈酸性，其PH值在3.0左右，這主要是因?yàn)槊褐泻辛蚧锼隆Ｓ捎谶@種廢水呈酸性，所以煤中的一些金屬元素如鐵、砷、錳及氟化物等也會(huì)在水中溶解。

因此，這種廢水排入天然水體，不僅增加水體的懸浮物、COD和重金屬離子，而且會(huì)改變水的PH值。