火力發(fā)電廠含煤廢水處理工藝的選擇

黃偉

(大埔發(fā)電有限公司，廣東 梅州 514000)

0 引言

由于我國人多水少、水資源時空分布不均的基本國情和水情，國家已經(jīng)出臺嚴格的水資源管理制度，如何節(jié)約用水、高效用水已成為一項基本國策。為了減輕環(huán)保壓力，減少污廢水對外排放甚至實現(xiàn)零排放，把含煤廢水處理后回收利用成為目前火力發(fā)電廠一項節(jié)水和環(huán)保措施?；鹆Πl(fā)電廠含煤廢水主要來源為輸煤棧橋水力沖洗排水、暖通除塵排水、轉運站沖洗排水及煤倉層沖洗排水。該類廢水懸浮物含量、色度值均較高[1]，污染物成分相對單一，主要為煤顆粒。

1 兩種含煤廢水處理工藝

目前國內(nèi)新建機組普遍采用的含煤廢水處理系統(tǒng)工藝于2001年首次在電廠投入使用[2]，經(jīng)過不斷改進和優(yōu)化，已經(jīng)成為電廠含煤廢水處理的基本設計。其工藝流程是：含煤廢水進入平流沉淀池后，在管道中加入混凝劑和助凝劑，通過提升泵將廢水打入一體化高效凈化器，處理合格后的凈水從裝置上部排出，污泥在裝置底部沉淀和濃縮后定期外排。當凈化器壓差達到一定程度時，通過清水反洗，將裝置內(nèi)濾料層上黏附的煤泥清除。該系統(tǒng)的核心設備是高效凈化器，加了藥的廢水由底部進入凈化裝置，通過旋流分離、重力沉淀和懸浮濾料過濾后[3]，凈水從頂部排出。

區(qū)別于上述含煤廢水處理工藝，目前有一種采用物理過濾方式對含煤廢水進行處理的工藝。該工藝流程與上述工藝大體相同，取代高效凈化器的是內(nèi)部布置有陶瓷管的過濾器。陶瓷管由硬度較高的瓷剛玉制作而成，具有良好的物理性能和穩(wěn)定的化學性能，管內(nèi)分布縱橫交錯、大小不一的微孔，過濾時懸浮物被截留在陶瓷管上，因此凈化能力很強。而且陶瓷管具有很好的吸附能力，材質(zhì)中含有菱鎂礦物質(zhì)及活性的Y-Al2O3，濾液流動時，在游離氧的作用下形成一定數(shù)量的生物膜鏈，起到一定的凈化作用。當系統(tǒng)壓差達到一定程度時，通過水氣合洗，將截留在陶瓷管上的煤泥清洗去除。目前該工藝應用還不廣泛，國內(nèi)只有幾個電廠有實際運行經(jīng)驗。

2 技術、經(jīng)濟性對比

大埔發(fā)電有限公司含煤廢水處理系統(tǒng)處理的廢水來源于輸煤系統(tǒng)轉運站、皮帶機廊道沖洗排水，煤場噴淋水以及煤場的初期雨水。按照楊明提出的煤場雨水量計算公式[4]，并根據(jù)大埔縣1953—2008年平均降雨量、煤場面積以及工程運行產(chǎn)生的廢水量，得出含煤初期雨水量為15 651 m3/a，輸煤系統(tǒng)等沖洗水量為77 000 m3/a，因此含煤廢水量=含煤初期雨水量+輸煤系統(tǒng)等沖洗水量=92 651 m3/a?，F(xiàn)就大埔發(fā)電有限公司含煤廢水采用上述兩種處理工藝進行技術、經(jīng)濟性對比(見表1)，具體計算說明如下。

表1 大埔電廠含煤廢水處理工藝技術、經(jīng)濟性對比

(1)加藥處理工藝。系統(tǒng)出力為2×50 m3/h，包括2臺一體化高效凈化器、3臺18.5 kW的提升泵(2用1備)、2臺30 kW的反洗水泵、2臺0.37 kW的混凝劑加藥泵以及2臺0.37 kW的助凝劑加藥泵。

(2)陶瓷管過濾工藝。系統(tǒng)出力為4×15 m3/h，包括2臺陶瓷管過濾器、4臺2.2 kW的提升泵、2臺7.5 kW的反洗水泵及2臺7.5 kW的空壓機。

(3)藥費。加入的藥劑為聚合鋁和聚丙烯酰胺，處理1 m3廢水需加0.22 元藥劑，因此藥費=92 651×0.22×10-4=2.04(萬元)。

(4)加藥處理工藝電費(以每天反洗1次，1次10 min計)。

運行電耗=92 651÷50×(18.5+2×0.37)=35 652(kW·h)，

反洗電耗=(30×1/6×2)×365=3 650(kW·h)，

電費=(運行電耗+反洗電耗)×上網(wǎng)電價=(35 652+3 650)×0.389×10-4=1.53(萬元)。

(5)陶瓷管過濾工藝電費(以每天反洗1次，1次10 min計)。

運行電耗=92 651÷15×2.2=13 589(kW·h)，

反洗電耗=(7.5×1/6×4×2)×365=3 650(kW·h)，

電費=(運行電耗+反洗電耗)×上網(wǎng)電價=(13 589+3 650)×0.389×10-4=0.67(萬元)。

3 結論

由上對比可知，兩種工藝均能滿足環(huán)保要求，加藥處理工藝投資和運行費用高，操作量大，且煤泥由于加藥的緣故不易干化，較難回用于鍋爐燃燒。陶瓷管過濾工藝在投資和運行費用上較前者省，且無需配藥，因此從技術、經(jīng)濟性角度考慮，采用陶瓷管處理工藝比加藥處理工藝更適合大埔發(fā)電有限公司含煤廢水處理，而且對大埔發(fā)電有限公司實現(xiàn)廢水零排放和煤泥充分利用有較大的幫助。

參考文獻：

[1]朱學兵,韓東浩,徐忠明,等.火電廠含煤廢水處理及回用系統(tǒng)設計[J].熱力發(fā)電，2008,37(1):104-108.

[2]馬英,張成舜.含煤廢水處理工藝在電廠的應用[J].華北電力技術，2002，32(1)：31-34.

[3]李俊文,王晶冰,張立軍,等.高濃度一體化含煤廢水處理裝置的研究[J].陜西電力，2008，36(2)：28-31.

[4]楊明.火力發(fā)電廠含煤廢水處理系統(tǒng)設計[J].給水排水，2009，35(4)：69-71.