火電廠廢水“零排放”技術(shù)應(yīng)用

劉海濤

（許繼聯(lián)華國(guó)際環(huán)境工程有限責(zé)任公司北京100081）

火電廠廢水“零排放”技術(shù)應(yīng)用

劉海濤

（許繼聯(lián)華國(guó)際環(huán)境工程有限責(zé)任公司北京100081）

火電廠廢水具有成分復(fù)雜的特點(diǎn)，常規(guī)物化方法很難滿足排放要求，隨著環(huán)保政策的收緊，對(duì)火電廠廢水排放要求越來越高。本文以神華神東電廠為例，介紹了“零排放”技術(shù)在火電行業(yè)的應(yīng)用情況。

火電廠；廢水；零排放

1　概述

水資源問題是目前人類面臨最重要的問題之一，水資源的總量有限及空間分布不均都已經(jīng)成為制約社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要因素?；鹆Πl(fā)電是高耗水的行業(yè)，本文通過對(duì)各個(gè)用水環(huán)節(jié)及不同用水點(diǎn)的系統(tǒng)分析，為火電廠水資源的優(yōu)化利用提供了較好的解決方案。通過對(duì)電廠廢水的處理回用，實(shí)現(xiàn)廢水近零排放，從而實(shí)現(xiàn)火電廠的節(jié)約用水和可持續(xù)發(fā)展。

神華神東電力上灣電廠2×150 MW工程，位于內(nèi)蒙古鄂爾多斯市伊金霍洛旗烏蘭木倫鎮(zhèn)，是神華集團(tuán)積極響應(yīng)國(guó)家節(jié)能減排、淘汰落后產(chǎn)能的綜合利用環(huán)保項(xiàng)目。按照環(huán)評(píng)要求，要將電廠內(nèi)所有的廢水實(shí)現(xiàn)“零”排放，就是將廠內(nèi)向外排放的所有工業(yè)廢水全部回收，進(jìn)行深度處理后完全回收利用，不向外排放廢水。所以要對(duì)廠區(qū)內(nèi)的廢水處理系統(tǒng)進(jìn)行改造。

針對(duì)目前神華神東電力上灣電廠用水量很大，且存在水的利用效率不高，循環(huán)水濃縮倍率較低等現(xiàn)象，本文采取了調(diào)整用水方案，盡量采用重復(fù)利用工業(yè)水的方法，另外，通過提高粉煤灰綜合利用率的方式，實(shí)現(xiàn)了電廠的干出灰，從而節(jié)省了沖灰用水，最后將廢水作為循環(huán)水系統(tǒng)補(bǔ)水進(jìn)行回用。廢水回收是對(duì)電廠內(nèi)的混合廢水進(jìn)行處理，處理后的出水送入高效反滲透水箱進(jìn)行回用，本改造系統(tǒng)產(chǎn)生的濃水作為灰渣的濕排系統(tǒng)和大柳塔、上灣灰場(chǎng)消化，從而實(shí)現(xiàn)廢水的“零”排放。

2　用水排水現(xiàn)狀

2.1全廠用水情況簡(jiǎn)介

神華神東電力上灣電廠主要的用水環(huán)節(jié)有工業(yè)水、冷凝器循環(huán)水、化學(xué)制水系統(tǒng)用水、灰渣系統(tǒng)用水、沖洗用水、生活用水以及其他用水。

2.1.1工業(yè)水：此環(huán)節(jié)主要為廠內(nèi)冷卻機(jī)組的轉(zhuǎn)動(dòng)潤(rùn)滑部分和各取樣點(diǎn)使用的冷卻水，這部分水在使用過程中基本只有熱量的交換，污染較少，水質(zhì)較好，可以直接進(jìn)入循環(huán)水系統(tǒng)。

2.1.2冷凝器循環(huán)水：水作為承載熱量的介質(zhì)，在火電廠的發(fā)電過程中可以循環(huán)使用。水通過吸收煤燃燒產(chǎn)生的熱量，汽化成一定溫度、壓力下的過熱飽和蒸汽。蒸汽在汽機(jī)中作功發(fā)電后變?yōu)榉ζM(jìn)入冷凝器，再通過循環(huán)水進(jìn)行冷卻。此外，發(fā)電機(jī)冷油器、空冷器的冷卻水也會(huì)進(jìn)入冷凝器的循環(huán)水系統(tǒng)，這部分用水量占神華神東電力上灣電廠總用水量的60%以上，水量損耗主要由蒸發(fā)損失、風(fēng)吹損失及排污損失等幾部分構(gòu)成。

2.1.3灰、渣系統(tǒng)用水：目前神華神東電力上灣電廠1#、2#爐產(chǎn)生的粉煤灰輸送方式為水力輸送，經(jīng)過灰場(chǎng)沉清等流程，加入酸調(diào)節(jié)pH值后排放至廠區(qū)外部。鍋爐廢渣通過水力輸送的方式送至脫水倉，脫水后的大渣加以綜合利用，渣水經(jīng)處理后作為循環(huán)水重復(fù)利用。

2.1.4化學(xué)制水系統(tǒng)用水：此類水為發(fā)電過程中循環(huán)使用的工業(yè)水。在除鹽過程中會(huì)產(chǎn)生一些具有酸、堿性的廢水。

2.1.5生活用水：電廠內(nèi)部工作人員在日常生活中所使用的水。

2.1.6沖洗水：主要是燃煤在運(yùn)輸環(huán)節(jié)因沖洗用水，此部分為間歇用水，且水量不大。

2.1.7其他用水：廠區(qū)灌溉、消防等其他單元用水。

2.2廠內(nèi)廢水種類

神華神東電力上灣電廠的外排廢水主要包括輔機(jī)冷卻水、冷卻塔排水、廠區(qū)生活廢水、化學(xué)車間酸堿廢水、灰水系統(tǒng)排水、燃運(yùn)沖洗水系統(tǒng)排水以及一些臨時(shí)性外排廢水。

2.3廢水量

神華神東電力上灣電廠目前工業(yè)廢水排放量約為200T/h。

2.4系統(tǒng)當(dāng)前問題

2.4.1用水量大，水的復(fù)用率不高。各輔機(jī)軸承冷卻水不經(jīng)處理，直接通過地溝排放至廠區(qū)外部；各水箱均未安裝液位控制系統(tǒng)，從而造成水的大量溢流，造成水的浪費(fèi)，增加廢水排放。

2.4.2清污混排。目前神華神東電力上灣電廠廠區(qū)內(nèi)廢水均通過地溝排放至廠區(qū)外部。由于各類型廢水水質(zhì)及排放規(guī)律各異，因此給廢水處理回用帶來困難。

2.4.3燃運(yùn)沖洗系統(tǒng)、澄清池、酸堿中和池等單元廢水量不大，但空間分布較為分散，給污水處理帶來了不確定因素，從而影響污水處理回用的穩(wěn)定性。

3　廢水處理方案

目前神華神東電力上灣電廠的輔機(jī)軸承等單元的冷卻水在循環(huán)使用過程中基本沒有雜質(zhì)進(jìn)入，與給水水質(zhì)較為接近，可以直接作為補(bǔ)充水循環(huán)冷卻水使用。此外，上灣電廠兩臺(tái)燃煤機(jī)組產(chǎn)生的干灰供不應(yīng)求，且輸灰方式改為氣力輸送，進(jìn)一步節(jié)省了沖灰用水。對(duì)一些水質(zhì)變化較大、水量無規(guī)律的間歇性排水，可回收至渣水系統(tǒng)作為系統(tǒng)補(bǔ)充水使用。具體如下。

3.1燃煤機(jī)組工業(yè)水作為循環(huán)冷卻系統(tǒng)補(bǔ)水

在位于新沖灰泵外的地溝下游，將1#燃煤機(jī)組外排的工業(yè)廢水截留并引至沖灰前池，用泵將其輸送至2#燃煤機(jī)組循環(huán)水系統(tǒng)，作為2#機(jī)循環(huán)水補(bǔ)充水；將1#、2#爐之間的水溝改造并連通，封堵2#機(jī)東面排水口，使2#機(jī)組與1#機(jī)組的工業(yè)水匯集到一起，并引入沖灰前池。

3.2燃運(yùn)沖洗系統(tǒng)排水的回用

此部分廢水為間歇排水，且水量不大。因此擬從澄清池鋪設(shè)一條管道將其引至較近的2#燃煤機(jī)組沖渣前池，作為渣水系統(tǒng)的補(bǔ)充水。

3.3其它

化學(xué)澄清池、酸堿中和池排放的廢水可通過管道排放至灰水濃縮池，作為渣水系統(tǒng)補(bǔ)充水重復(fù)利用；1#、2#兩套燃煤機(jī)組輸灰方式由水力輸送改造為氣力輸送，從而節(jié)約了沖灰用水的使用。

4　廢水零排放方案

廢水按照以上優(yōu)化處理措施實(shí)施后，排放的廢水量將削減至約60T/h，對(duì)于此部分廢水，進(jìn)行針對(duì)性處理后回用，最終達(dá)到廠區(qū)廢水“零排放”的目的。

上灣電廠廢水中的COD、SS、石油類等污染成分雖然含量較低，但排放要求較高，使得處理難度很大。廢水中的SS主要是一些比表面積較小、顆粒比重較大的懸浮雜質(zhì)，對(duì)于這類污染物質(zhì)，最適用的處理方法是絮凝沉淀；廢水中的油類物質(zhì)含量不高，主要狀態(tài)為浮油和分散油兩種，這兩種存在方式的油較容易以物理方式去除，本方案根據(jù)排放要求，擬選用效果較好的氣浮法；對(duì)于廢水中存在的少量乳化油，可以在混凝沉淀及混凝氣浮過程中同時(shí)去除。

在經(jīng)過系統(tǒng)的前期調(diào)查，綜合分析了上灣電廠廢水的水質(zhì)特點(diǎn)以后，此廢水采取以“兩相流固液分離-過濾”作為主工藝來處理。工藝流程簡(jiǎn)介如下：

廠區(qū)廢水經(jīng)調(diào)節(jié)池匯集以后，由提升泵將其提升至后續(xù)單元—兩相流固液分離池，兩相流固液分離池集混凝、沉淀、氣浮等功能于一體，通過加藥系統(tǒng)向池內(nèi)投加絮凝劑（PAC/PFC等）以后，池內(nèi)廢水與藥劑進(jìn)行反應(yīng)，生成絮凝體，再經(jīng)過斜管沉淀和氣浮兩個(gè)區(qū)域，大部分SS、COD、以及石油類均可被有效去除。斜管沉淀區(qū)中通過設(shè)置斜管填料，對(duì)大顆粒SS和部分COD有著良好的去除效果，沉淀下來的污泥通過排泥管定期排至污泥池；氣浮區(qū)的主要作用為去除油類等微小絮體及部分COD，在此區(qū)域中，廢水中的細(xì)小懸浮物、浮油微粒與水中釋放的微細(xì)氣泡相結(jié)合，通過氣泡將雜質(zhì)帶到液面，并聚集在一起形成浮渣，由刮渣機(jī)刮入污泥池，從而達(dá)到提高固液分離及油水分離效果的目的。

經(jīng)過上述流程處理過的廢水，以自流方式進(jìn)入之后的無閥濾池單元，使殘余的COD和SS得到進(jìn)一步去除，出水流至回用水池，再用泵提升至循環(huán)水系統(tǒng)中用作補(bǔ)充水。兩相流固液分離池中排出的污泥、浮渣及無閥濾池反沖洗排水，排放匯集至污泥池。

5　投資概算及效益分析

5.1全廠用水系統(tǒng)的優(yōu)化投資概算

這部分硬件上主要是管道的改造及鋪設(shè)，軟件上以系統(tǒng)優(yōu)化升級(jí)為主，該部分一次投資概算約為100萬元，改造后可節(jié)約用水140T/h。

5.2廢水的處理及回用

廢水的處理量按60T/h計(jì)算，其中包括廢水收集輸送系統(tǒng)、調(diào)節(jié)池、機(jī)械攪拌澄清池、重力過濾池、中間水池、離子交換器、脫氣塔、脫氣水池、自清洗過濾器、UF裝置、UF產(chǎn)水池、保安過濾器、高效反滲透裝置、反滲透產(chǎn)水池、濃鹽水池、廢水池、污泥濃縮池?？偼顿Y約需6000萬元，日運(yùn)行費(fèi)用約3096元，單位水處理成本約1.98元。

5.3效益分析

廢水零排放方案實(shí)施后，上灣電廠可減少原水取水量200T/h，從而減少?gòu)U水排放量200T/h。

6　結(jié)語

通過以上分析可知，神東上灣電廠廢水的“零排放”方案是可行的，不僅可以取得一定的經(jīng)濟(jì)效益，而且可以減少大量廢水外排，節(jié)約水資源，具有明顯的環(huán)境及社會(huì)效益。參考文獻(xiàn)

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