火力发电厂是工业用水大户，其取水量和排水量均十分巨大。根据《中华人民共和国环境保护法》《中华人民共和国水污染防治法》《山东省环境保护条例》《山东省水污染防治条例》的规定，山东省环境保护相关部门结合山东省南水北调沿线实际情况，特制定了《山东省南水北调沿线水污染物综合排放标准》（DB37/599—2006），标准规定了山东省境内南水北调输水干线汇水区域内69种水污染物排放限值，实施排放浓度和排污总量“双控制”，规范了南水北调工程山东段沿线企业的水污染物处理，加强了对沿线企业的环境监督与管理。

2014年，为控制工业废水中的盐分污染，保护生态环境，山东省环境管理部门发布了关于《山东省南水北调沿线水污染物综合排放标准》（DB37/599—2006）、《山东省小清河流域水污染物综合排放标准》（DB37/656—2006）、《山东省海河流域水污染物综合排放标准》（DB37/675—2007）和《山东省半岛流域水污染综合排放标准》（DB37/676—2007）等4项标准增加全盐量指标的文件（鲁质监标发[2014]7号），文件指出，2016年1月1日起，外排水全盐量指标限制执行1600mg/L；以城市中水或循环水为主要水源的企业，全盐量指标限制为2000mg/L。为满足文件要求，需对排水进行浓缩减量处理，直至“零排放”，山东某公司来水含盐量已达1600mg/L，经冷却塔浓缩后，循环水排水无法直接外排，需处理。本文以该公司循环水排水为对象，分别采用管式微滤膜、陶瓷超滤膜、压力式超滤膜以及浸没式超滤膜进行技术经济比较，为国内燃煤机组全厂废水“零排放”提供技术经济比较分析的依据。

1、预处理软化设备选择

山东某公司循环冷却系统排水量为250m3/h，因循环水排水水质较差、碳酸盐硬度、活性硅含量较高，经过后续反渗透浓水侧结垢倾向计算，反渗透浓水侧硅结垢倾向较大，因此，循环水排水需在预处理阶段进行软化处理。

循环冷却系统排水及脱硫废水预处理工艺常规有“机械加速澄清池（软化）+普通超滤”、“机械加速澄清池（软化）+陶瓷超滤”、“高密度沉淀池（软化）+普通超滤”、“高密度沉淀池（软化）+陶瓷超滤”和“管式微滤膜（软化）”以及“造粒流化床(软化)+陶瓷超滤”六种工艺路线。

机械加速澄清池是通过机械搅拌将混凝、反应和沉淀置于一个池中进行综合处理的构筑物。悬浮状态的活性泥渣层与加药的原水在机械搅拌作用下，增加颗粒碰撞机会，提高了混凝效果。经过分离的清水向上升，经集水槽流出，沉下的泥渣部分再回流与加药原水机械混合反应，部分则经浓缩后定期排放。机械加速澄清池对水量、水中离子浓度变化的适应性强，处理效果稳定，处理效率较高。

高密度沉淀池是一种快速沉淀技术，其特点是在混凝阶段投加高密度的不溶介质颗粒（一般为污泥），通过回流污泥，并进行加药，使水中的悬浮物形成大的絮凝体，增大了絮凝体的密度和半径，也就增加了它的沉淀速度。高密度沉淀池可以做到在水量一定的条件下，沉淀池容积大为减少且效果更佳。高密度沉淀池一般分为混合区、反应区、沉淀浓缩区，其中混合区和反应区均有机械搅拌，减少水的停留时间、增加药品混合速度及反应速度。

造粒流化床的技术原理。化学结晶循环造粒是通过向水中投加化学药剂，使的水中的Ca2+、Mg2+离子发生化学反应生成CaCO3/Mg(OH)2晶体，附着到晶种表面，进而将水中硬度降低，不产生副产物，产生的CaCO3颗粒可以回收利用。其工作示意图如1所示。

机械加速澄清池和高密度沉淀池综合数据对比如表1所示。

由表1可以看出，三种设备出水均可以满足要求，而高密度澄清池占地面积小，可以紧凑布置，且高密度沉淀池不需要单独设置污泥浓缩池。冬季时，高密度沉淀池更易封闭；化学结晶软化流化床有着占地小、不加聚凝剂和助凝剂、停留时间短、反应速度快、软化效果好、运行简单等优点，也存在必须采用氢氧化钠加药法、无法去除悬浮物、无法去除浊度等缺点。化学结晶软化流化床工艺自身的特点决定着，此技术必须与其他过滤技术配合使用才能达到去除悬浮物的要求。建议该公司在中试后，根据现场情况，择优选择。

2、管式微滤膜与陶瓷超滤膜

2.1 管式微滤膜

管式超滤系统由浓缩槽、管式超滤膜和其它配套设备组成。管式超滤的结构是膜被浇铸在多孔材料管的内部。含被过滤物质（固体）的水流透过膜后，再透过多孔支撑材料，进入产水侧（水被净化）。错流式管式超滤用于过滤是为了达到更好的出水水质，代替传统的沉降或澄清工艺，利用微孔膜把废水中的沉淀物分离出来。与普通的中空纤维超滤不同，管式膜可以承受很高的污泥浓度（2%~5%）和更高的pH值，在pH为14的条件下也能正常稳定的工作。管式膜过滤出水SDI＜5，可直接送往后续处理系统（反渗透或蒸发器）而不需要任何进一步的除浊设施。

2.2 陶瓷超滤膜

陶瓷超滤膜由纳米氧化铝制成，有着不断丝、使用寿命长、出水稳定、耐酸碱、耐阳离子型药剂、对进水浊度要求更宽泛、膜通量高等特点，所以陶瓷超滤膜前可以不设置双介质过滤器等慢速过滤器，以达到减少占地的目的。陶瓷膜因制作工艺复杂，目前存在价格较贵、膜面积较小、自身不具备软化功能等缺点。

2.3 设备选择

陶瓷膜膜通量在0~300mlh之间运行，保守起见陶瓷膜膜通量取190mlh；根据管式膜在其他电厂中试数据，保守起见管式膜膜通量取200mlh；浸没式超滤和压力式超滤通量按照《发电厂化学试剂规范》（DL/T5068—2014）中要求执行。压力式超滤、浸没式超滤、陶瓷超滤、管式微滤膜技术经济对比表如表2所示。

综上所述：

陶瓷膜工艺：软化设备500万元+陶瓷膜717万元，共1217万元。

管式膜工艺：管式膜设备共1244万元。

压力式超滤工艺：软化设备500万元+压力式超滤347.4万元，共847.4万元。

浸没式超滤工艺：软化设备500万元+浸没式超滤463.2万元，共963.2万元。

压力式超滤和浸没式超滤均属于中空纤维超滤膜，考虑到中空纤维超滤膜处理中水时，会因为水质波动、有机物污染等原因导致运行不稳定、化学清洗频繁、断丝率高、使用寿命缩短等问题，循环水排水系统不建议采用中空纤维超滤膜。

管式膜初投资最贵，管式膜自带软化功能，可以实现节省前段软化设备的投资，但膜元件3年更换一次，后续投资较高。陶瓷膜虽然初投资较贵，但陶瓷膜寿命较长，折旧费用和换膜成本最低，且可适应水质较差的进水水质，容易清洗，不存在断丝、膜污染等问题。

综合考虑占地、初投资、设备运行稳定性、折旧费等方面，本阶段循环水排水软化工艺推荐“高密度沉淀池+陶瓷膜”工艺。

3、结论

综上所述，经过各种工艺的技术经济比较，综合考虑系统的初投资、运行稳定性、工艺合理性，循环水排水系统预处理工艺暂时推荐“高密度沉淀池+陶瓷膜”工艺。