燃煤電廠水資源分級利用及污染防治前期工作要點

惠潤堂，關(guān)維竹，楊愛勇，徐小波，申智勇，韋飛，嚴智操，周香

(1.國電科學技術(shù)研究院，江蘇南京210031;2.中國國電集團公司安全生產(chǎn)部，北京100034)

燃煤電廠水資源分級利用及污染防治前期工作要點

惠潤堂1，關(guān)維竹2，楊愛勇1，徐小波2，申智勇1，韋飛1，嚴智操1，周香1

(1.國電科學技術(shù)研究院，江蘇南京210031;2.中國國電集團公司安全生產(chǎn)部，北京100034)

在相關(guān)研究成果及工作經(jīng)驗的基礎(chǔ)上，介紹了燃煤電廠水資源分級利用及水污染防治主要前期工作，并對其中的要點、注意事項及協(xié)同工作進行分析探討，以避免前期工作缺陷，為更好地開展燃煤電廠水資源分級利用及水污染防治工作提供借鑒。

燃煤電廠;水資源;分級利用;污染防治;前期工作

0 引言

雖然我國多年水資源總量居世界前列，但人均僅為世界平均水平的1/4，是全球13個人均水資源最貧乏的國家之一［1］。同時，日趨嚴重的水污染也大大降低了水體使用功能，進一步加劇了水資源短缺的矛盾，“水危機”已經(jīng)嚴重影響到我國可持續(xù)發(fā)展。為此，國家頒布了新《環(huán)境保護法》、《水污染防治行動計劃》(水十條)、《節(jié)約能源法》和相應(yīng)的用水、排水收費政策(水資源費、排污費、階梯水價、超標加倍排污費)等一系列法律法規(guī)，用嚴格的法律制度來保護生態(tài)環(huán)境，改善水環(huán)境質(zhì)量［2－4］。

燃煤電廠是重要的用水和排水大戶，其用水量約占工業(yè)用水量的40%以上［5］，但目前不少電廠存在水務(wù)管理工作薄弱、節(jié)水減排水平不高、設(shè)施運行狀態(tài)不佳、部分水污染治理存在難點等問題。隨著國家對水環(huán)境保護要求不斷提高，火電廠用、排水量和水質(zhì)控制要求將日益嚴格。

研究發(fā)現(xiàn)，科學合理的前期工作將是整個燃煤電廠水資源分級利用及水污染防治工程進度和質(zhì)量保證的關(guān)鍵，是提高燃煤電廠水資源分級利用水平及降低環(huán)保風險的有效保證。

1 前期工作

燃煤電廠水資源分級利用及水污染防治的前期工作主要包括環(huán)境影響評價、水污染防治技改可行性研究以及招標文件編制等，其中以可行性研究為核心。

1.1 環(huán)境影響評價

環(huán)境影響評價是由電廠委托有資質(zhì)的環(huán)評單位承擔，是開展工程建設(shè)的必要程序。對擬開展的水資源分級利用及水污染防治工程建設(shè)項目實施后，可能對環(huán)境產(chǎn)生的各種影響進行識別、預測和評估，提出控制措施，從而把對環(huán)境的不利影響減少到最低程度的評價活動。

由于水資源分級利用及水污染防治是整個電廠環(huán)保的重要部分，環(huán)評工作一般是包含在電廠整體環(huán)評內(nèi)。如因改擴建等原因引起變化，則應(yīng)重新進行環(huán)評工作或是進行環(huán)評補充工作。環(huán)評批復中一般均明確電廠廢水的種類、處理方式、排放要求及標準等，環(huán)評批復文件是從事水資源分級利用及水污染防治技改可行性研究的重要依據(jù)。

1.2可行性研究

(1)可行性研究的任務(wù)及重要性

水資源分級利用及水污染防治技術(shù)改造可行性研究的主要任務(wù)包括:進行充分資料收集、分析和現(xiàn)場調(diào)研，對全廠水資源利用現(xiàn)狀和現(xiàn)有水處理設(shè)施的運行狀況進行全面了解和研究，對技改項目建設(shè)的必要性、實施的可行性、技術(shù)的可靠性以及經(jīng)濟的合理性進行多方面的綜合分析論證，對全廠水資源利用進行統(tǒng)一規(guī)劃，在多方案比較時，重點是考慮長期、安全、可靠地運行方案，最終提出最適合電廠實際的推薦方案?？尚行匝芯渴撬Y源分級利用及水污染防治技改工程建設(shè)前期工作的核心，在可行性研究階段，水資源分級利用及水污染防治技改工程采用的工藝方案、基礎(chǔ)參數(shù)、輔助改造工程、工程投資等均須基本確定。可行性研究的成果是有關(guān)部門決策的重要依據(jù)。

(2)可行性研究主要研究依據(jù)

水資源分級利用及水污染防治技術(shù)改造可行性研究的主要研究依據(jù)包括以下幾個方面:環(huán)境影響評價報告、項目建議書及其批復文件;國家和地方的經(jīng)濟和社會發(fā)展規(guī)劃、行業(yè)部門的發(fā)展規(guī)劃;有關(guān)法律、法規(guī)和政策;有關(guān)部門發(fā)布的工程建設(shè)方面的標準、規(guī)范、定額;廠(場)址的自然、經(jīng)濟、社會概況等基礎(chǔ)資料;編制《報告》的委托合同;其他有關(guān)依據(jù)資料［2］。

(3)可行性研究的主要工作過程

水資源分級利用及水污染防治技術(shù)改造可行性研究是電廠委托有資質(zhì)的咨詢單位來完成，主要工作過程如圖1所示。

圖1 可行性研究工作流程圖［6－7］

1.3 招標文件編制

水資源分級利用及水污染防治技術(shù)改造工程招標是建設(shè)單位電廠選擇實施者的過程，由于水污染防治技改工程技術(shù)含量高、工作量大、涉及面廣、時間緊、技術(shù)管理難度比較大，需要整體協(xié)調(diào)的工作比較多，因此適宜采用EPC或EP+C等模式進行建設(shè)。招標文件的編制要以通過審查的可行性研究及其批復為依據(jù)。

2 前期工作要點分析

2.1 水平衡等摸底測試工作

根據(jù)相關(guān)研究，目前大多數(shù)電廠對水務(wù)管理重視不夠，缺少全廠統(tǒng)一管理，未定期進行水平衡測試等摸底排查工作，對全廠整體用水狀況掌握不透，全廠用水缺乏系統(tǒng)規(guī)劃，導致用水不合理、浪費嚴重、重復利用率低等問題。通過水平衡等摸底測試，摸清全廠水量和水質(zhì)現(xiàn)狀、找出水量和水質(zhì)平衡關(guān)系、評價用水和節(jié)水空間，為可行性研究提供基礎(chǔ)依據(jù)。

水平衡等摸底測試的主要內(nèi)容包括對水源的水量與水質(zhì)，及全廠各給排水系統(tǒng)進出水的水量和水質(zhì)進行摸底測試，并繪制全廠水平衡圖。

2.2 全廠水處理系統(tǒng)現(xiàn)狀調(diào)研

電廠用、排水點多，水質(zhì)千差萬別，分級利用潛力大，涉及的水處理設(shè)施也較多，出水水質(zhì)及分級利用水平受水處理設(shè)施運行狀況影響較大。我們在燃煤電廠水資源分級利用及水污染防治前期工作的過程中，發(fā)現(xiàn)部分電廠水處理設(shè)施出現(xiàn)了一系列問題，如運行及維護管理不到位，損壞嚴重，運行狀態(tài)不佳，對水的分級利用和回用水平不高等。在前期工作中，應(yīng)通過對全廠水處理設(shè)施進行充分調(diào)研分析，全面掌握全廠水處理設(shè)施的運行現(xiàn)狀，為可行性研究提供重要依據(jù)。

2.3 全廠水資源分級利用及水污染防治統(tǒng)籌規(guī)劃

對全廠水資源利用進行統(tǒng)籌規(guī)劃是實現(xiàn)科學合理利用全廠水資源的重要保證，要以“節(jié)水、環(huán)?！睘樽谥肌?/p>

根據(jù)水質(zhì)特性、處理工藝、分級利用要求等因素，全廠水資源可分為五類:原水和四類排水。

原水是電廠的水源，原水主要包括江河湖海等地表水、地下水、城市中水、礦坑水等。電廠需根據(jù)原水水質(zhì)的特點選擇合適的工藝對原水進行處理。處理后的原水供應(yīng)全廠各系統(tǒng)用水。

電廠排水可分為四類:一類排水包括輔機冷卻水、熱力系統(tǒng)排水、過濾器反洗排水，此類排水懸浮物及含鹽量較低，可不處理或降溫等簡單處理后回用;二類排水包括廠房沖洗水、含煤廢水、含渣廢水、含油廢水、生活污水、原水預處理站泥水，此類排水懸浮物或COD較高，需經(jīng)混凝沉淀、氣浮、生物法等常規(guī)處理后回用;三類排水包括化學再生廢水(酸堿廢水、精處理排水)、原水及化學車間反滲透濃水、循環(huán)水排污水，此類排水含鹽量較高需經(jīng)反滲透等深度處理后回用;四類排水為末端高含鹽、高懸浮物脫硫廢水，此類排水應(yīng)經(jīng)中和絮凝澄清處理后綜合利用或達標排放，無法綜合利用且要求零排放的機組，需進行深度除鹽等特殊處理，四類排水是電廠水污染治理的難點。

2.4 設(shè)計參數(shù)的選取

水資源分級利用及水污染防治技術(shù)的設(shè)計參數(shù)主要包括電廠各個水處理系統(tǒng)的處理水量及進出水水質(zhì)，和相關(guān)設(shè)備的上升流速、表面負荷、停留時間、膜通量等。對于水處理量的確定，需要結(jié)合全廠水量平衡圖等資料進行現(xiàn)狀分析并考慮電廠規(guī)劃方案綜合分析后確定。對進水水質(zhì)而言，一般考慮最差水質(zhì)條件下的進水水質(zhì)，出水水質(zhì)一般需達到相關(guān)排放標準或回用要求。

2.5 技術(shù)方案確定的原則及要點

在技術(shù)方案選擇時，應(yīng)堅持“統(tǒng)籌規(guī)劃、因廠制宜、節(jié)水優(yōu)先、雨污分流、分級利用、分類處理、充分回用、達標排放”的總原則及“技術(shù)成熟、工藝先進、安全可靠、經(jīng)濟合理”的技術(shù)原則。

由于涉及節(jié)能、環(huán)保、造價、工期等多個因素，在技術(shù)方案確定的過程中需采用多元因子控制理論對多個影響因素進行綜合分析，并多方案綜合比選后，確定最合理的技術(shù)方案。

2.6 招標文件的注意事項

目前水資源分級利用及水污染防治技改工程的建設(shè)通常采用EPC或EP+C總承包的模式進行，其招標文件尤為重要。水資源分級利用及水污染防治招標文件中必須對技術(shù)方案、技術(shù)參數(shù)、性能保證、總平布置和設(shè)備布置及供電控制等的技術(shù)要求、工程管理及工程進度等做出明確的要求及限定，以保證投標工作的正常進行。水資源分級利用及水污染防治招標文件中的主要注意事項包括以下幾個方面:一是應(yīng)當明確水資源分級利用及水污染防治方案，方案必須是可研報告審查通過的改造方案，同時要有一定包容性;二是要設(shè)計參數(shù)的要求，應(yīng)當明確水資源分級利用及水污染防治技改的主要設(shè)計參數(shù)，包括電廠各個水處理系統(tǒng)的處理水量及進出水水質(zhì)，和相關(guān)設(shè)備的上升流速、表面負荷、停留時間、膜通量等指標;三是改造范圍。由于電廠排水系統(tǒng)復雜，改造項目涉及全廠多個水污染設(shè)施，為避免中標后不必要的麻煩，改造項目宜采用一個標段進行招標統(tǒng)一管理，在招標文件中應(yīng)明確項目改造范圍。

3 水污染技改需協(xié)同考慮的工作

水資源分級利用及水污染防治技改過程中需協(xié)同考慮的一個重要問題就是污泥處理問題，電廠應(yīng)高度重視，妥善處理，避免造成二次污染。

4 結(jié)語

前期工作是水資源分級利用及污染防治工作的重要內(nèi)容，是技改工程進度和質(zhì)量的保證，也是提高全廠水資源分級利用水平及降低環(huán)保風險的保障。電廠應(yīng)像重視脫硫、脫硝、除塵前期工作一樣，高度重視水資源分級利用及水污染防治前期工作，系統(tǒng)規(guī)范地開展該項工作。在前期工作中，要高度重視水平衡摸底測試，摸清全廠水資源利用現(xiàn)狀;可行性研究要對全廠水處理系統(tǒng)現(xiàn)狀進行充分調(diào)研，統(tǒng)籌規(guī)劃全廠水資源分級利用及水污染防治工作，通過多方案綜合比選確定最佳方案;招標文件要明確改造技術(shù)要求、設(shè)計參數(shù)、改造范圍、改造工期等內(nèi)容。

［1］莫華，吳來貴，周加桂.燃煤電廠廢水零排放系統(tǒng)開發(fā)與工程應(yīng)用［J］.合肥工業(yè)大學學報(自然科學版)，2013，36(11):1368－1372.

［2］水污染防治行動計劃［S］.國務(wù)院印發(fā).2015.

［3］關(guān)于調(diào)整排污費征收標準等有關(guān)問題的通知［S］.國家發(fā)展改革委，財政部，環(huán)境保護部.2015.

［4］中華人民共和國環(huán)境保護法［S］.2014.

［5］姜蓓蕾，王麗麗.我國火電行業(yè)用水效率及節(jié)水措施分析［J］.水利科技與經(jīng)濟，2010，16(3):264－266.

［6］惠潤堂，李志強，金定強，等.燃煤電廠煙氣除塵系統(tǒng)技改前期工作要點分析［J］.電力科技與環(huán)保，2015，31(2):39－41.

［7］惠潤堂，柴小康，韋飛，等.燃煤電廠煙氣脫硝技改前期工作要點分析［J］.電力科技與環(huán)保，2013，29(5):40－42.

Main ideas of earlier stage works for classified utilization and pollution control of water resources in coal－fired power plant

In order to carry out better for classified utilization and pollution control of water resources in the thermal power plants and avoid the defects of the earlier stage works，the earlier stage works for the classified utilization and pollution control of water resources in the thermal power plants based on the related research and work experience are introduced.In addition，the main ideas，precautions and collaborative works of earlier stage works for the classified utilization and pollution control of water resources were also analyzed.

thermal power plant;water resources;classified utilization;pollution control;early stage work

X703.1

B

1674－8069(2015)06－020－03

2015-06-21;

:2015-08-16

惠潤堂(1963-)，男，陜西渭南人，研究員級高工，主要從事火電廠環(huán)保工程設(shè)計、科技研發(fā)等工作。E－mail:huiruntang @vip.163.com

中國國電集團重點課題“燃煤電廠水資源分級利用及水污染防治技術(shù)路線研究”