熱力站項(xiàng)目中水回用分析
——以河北昌泰紙業(yè)有限公司資源綜合利用熱力站為例

趙宏亮，李建林，史東超

(1.河北省唐山水文水資源勘測(cè)局，河北 唐山 063000；2.唐山市引灤工程管理局邱莊水庫樞紐管理處，河北 唐山 064007)

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熱力站項(xiàng)目中水回用分析
——以河北昌泰紙業(yè)有限公司資源綜合利用熱力站為例

趙宏亮1，李建林2，史東超1

(1.河北省唐山水文水資源勘測(cè)局，河北 唐山 063000；2.唐山市引灤工程管理局邱莊水庫樞紐管理處，河北 唐山 064007)

[摘要]以河北昌泰紙業(yè)有限公司資源綜合利用熱力站中水回用為例，分析污水經(jīng)過深度處理工藝處理以后，用于熱力站項(xiàng)目生產(chǎn)用水，指出污水再生回用即提高了水資源利用率，有效節(jié)約水資源，減輕水污染，保護(hù)水環(huán)境，是實(shí)施可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的重要措施。

[關(guān)鍵詞]污水；中水回用；水資源

我國(guó)是能源消費(fèi)大國(guó)，工業(yè)能源消費(fèi)量約占全國(guó)能源消費(fèi)總量的70%。能源是制約我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的一個(gè)重要因素，節(jié)約能源是國(guó)家的一項(xiàng)基本國(guó)策。熱力站既是熱能的生產(chǎn)大戶，也是能源的消耗大戶，如何加強(qiáng)節(jié)能措施、提高熱力站的效率、降低能源消耗，直接關(guān)系到熱力站本身的經(jīng)濟(jì)效益。

1項(xiàng)目概況

河北昌泰紙業(yè)有限公司位于河北省唐山市玉田縣輕工業(yè)聚集區(qū)，2009年成立，公司建設(shè)年產(chǎn)40萬 t低定量高強(qiáng)瓦楞原紙和40萬 t石膏板護(hù)面紙項(xiàng)目(以下簡(jiǎn)稱“造紙項(xiàng)目”)，配套建設(shè)3×180 t/h高溫高壓循環(huán)流化床鍋爐(以下簡(jiǎn)稱“熱力站項(xiàng)目”)?？偼顿Y274 234.2萬元，總定員1 606人，年生產(chǎn)340 d，于2010年開工，2012年底建成投產(chǎn)。

“造紙項(xiàng)目”為2010年河北省重點(diǎn)建設(shè)項(xiàng)目，在玉田縣工業(yè)促進(jìn)局制定的《關(guān)于加大玉田縣造紙產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整力度促進(jìn)造紙產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的實(shí)施意見》中為重點(diǎn)扶持項(xiàng)目，以替代2010年9月30前拆除的產(chǎn)能低于1萬t的10家造紙企業(yè)的生產(chǎn)線，生產(chǎn)規(guī)模合計(jì)17.8萬 t/a。該項(xiàng)目投資256 231萬元，總定員1 500人，占地面積60.025 hm2。

“熱力站項(xiàng)目”采用3×180 t/h高溫高壓循環(huán)流化床鍋爐，該項(xiàng)目投資18 003.2萬元，總定員106人，占地面積4.9 hm2，年產(chǎn)蒸汽量216.61萬 t，年供熱量645.71萬 GJ。

2生產(chǎn)需水量[1]

“熱力站項(xiàng)目”生產(chǎn)用水主要包括鍋爐補(bǔ)給水、循環(huán)冷卻系統(tǒng)用水、煙氣脫硫系統(tǒng)用水、輸煤系統(tǒng)用水、灰渣冷卻用水、干灰加濕用水、環(huán)境用水和未預(yù)見用水。

鍋爐補(bǔ)給水采用化學(xué)處理過的中水，再經(jīng)除氧、加熱、加壓，在鍋爐中產(chǎn)生具有一定壓力和溫度的過熱蒸氣，蒸汽通過汽水換熱器換熱后，凝結(jié)水回收至除氧器，熱網(wǎng)循環(huán)水加熱至95℃～110℃后送至主廠房及其他輔助車間等，回水溫度70℃。循環(huán)冷卻系統(tǒng)用水主要為自然通風(fēng)冷卻塔用水，其內(nèi)部循環(huán)用水系統(tǒng)為除灰冷卻系統(tǒng)、汽動(dòng)泵凝汽器系統(tǒng)、輔機(jī)密閉式循環(huán)冷卻系統(tǒng)，經(jīng)以上三個(gè)用水系統(tǒng)后，大部分回水重新回到冷卻塔重復(fù)使用，外排水進(jìn)入回用水池再利用。煙氣脫硫系統(tǒng)用水利用回用水池凈化處理后的鍋爐和循冷卻系統(tǒng)排水及用戶冷凝回水，一部分水被消耗，少量排水進(jìn)入回用水池再利用。輸煤系統(tǒng)用水包括沖洗、輸煤除塵、抑塵和煤場(chǎng)灑水等?；以鋮s、干灰加濕用水采用回用水，用水量全部消耗。環(huán)境用水包括廠區(qū)道路、綠化、干灰場(chǎng)噴灑、地面沖洗等用水，大部分消耗，少量排水排入回用水池再利用。未預(yù)見用水是按設(shè)計(jì)規(guī)范考慮一部分用水來滿足設(shè)計(jì)遺漏或非正常工況下的特殊用水，為給熱力站留有一定的余量，未預(yù)見用水量按總耗水的5%計(jì)算。經(jīng)計(jì)算，“熱力站項(xiàng)目”生產(chǎn)需水量95.5萬 m3/a，見表1。

表1　“熱力站項(xiàng)目”需水量成果表

3中水回用分析

3.1污水處理站概況

河北昌泰紙業(yè)有限公司自建污水深度處理站，工程總投資2 700萬元，設(shè)計(jì)日處理污水2萬 m3/d，位于廠區(qū)西南面，2012年建成。污水處理站處理單元有集水池、曝氣池、混凝沉淀池、事故池、污泥脫水機(jī)房、污泥濃縮池等設(shè)施，污水處理站各處理單元設(shè)施見表2。

表2　污水處理站各處理單元設(shè)計(jì)參數(shù)

污水處理站處理來自石膏板護(hù)面紙制漿造紙車間PM1、PM4和低定量高強(qiáng)度瓦楞紙制制漿造紙車間PM2、PM3的生產(chǎn)污水，以及河北昌泰紙業(yè)有限公司全廠員工的生活廢水。生產(chǎn)廢水包括ONP制漿過程中脫墨漿料的洗滌、篩選和凈化后的脫墨污水和經(jīng)氣浮機(jī)預(yù)處理后的脫墨污水、OCC制漿污水和造紙生產(chǎn)線污水混合后的其他污水。

3.2污水處理工藝

脫墨污水采用物理法進(jìn)行預(yù)處理，處理工藝為采用渦凹?xì)飧C(jī)處理和斜網(wǎng)過濾處理。脫墨產(chǎn)生污水經(jīng)渦凹?xì)飧C(jī)處理后，再經(jīng)斜網(wǎng)過濾，然后和其他污水一起進(jìn)行深度處理。過濾下來的油墨和纖維經(jīng)壓濾機(jī)壓濾成泥餅后送順發(fā)熱電廠用作燃料。

預(yù)處理后的脫墨污水和其他污水一起進(jìn)行深度處理，處理工藝采用“格柵—集水池—沉砂池—微濾機(jī)—酸化水解池—好氧組合生化(懸掛鏈曝氣)—混凝沉淀—高效纖維過濾—生物碳塔”的工藝。污水經(jīng)格柵截留固體物后進(jìn)入集水池；集水池中混合均勻的污水進(jìn)沉砂池進(jìn)行沉沙處理，去除較大沙粒，再經(jīng)泵提升進(jìn)入微濾機(jī)進(jìn)一步回收細(xì)小纖維；出水自流入酸化水解池和懸掛鏈生物曝氣池，經(jīng)生化處理后入沉清池；然后進(jìn)入混凝沉淀工段，經(jīng)混凝沉淀處理后進(jìn)行深度處理階段。深度處理工藝為混凝沉淀—高效纖維過濾—生物碳塔，主要是通過物理和化學(xué)方法進(jìn)一步降低曝氣池出水中的懸浮物、色度和COD，確保污水穩(wěn)定達(dá)標(biāo)，包括加藥混合、反應(yīng)及泥水分離3個(gè)過程，反應(yīng)后出水首先回用于廠區(qū)滿足生產(chǎn)需求，其余通過專用管道排放至綠源污水處理站。

懸掛鏈曝氣池和沉砂池中的污泥經(jīng)泵提升，部分回流到懸掛鏈生物曝氣池前端，部分進(jìn)污泥濃縮池濃縮，經(jīng)泵打入帶壓機(jī)形成泥餅。污泥濃縮池的上清液和帶壓機(jī)的濾液返回集水池。

污水處理工藝流程見圖1。

圖1　污水處理工藝流程圖

3.3生產(chǎn)廢水量

公司污水處理站收集廢污水量主要來“造紙項(xiàng)目”的生產(chǎn)廢水和生活污水。其中，生產(chǎn)廢水包括兩部分：一是脫墨污水；二是經(jīng)氣浮機(jī)預(yù)處理后的脫墨污水、OCC制漿污水和造紙生產(chǎn)線污水混合后的其他污水。

脫墨污水中的懸浮物主要為印刷油墨、纖維、填料及助劑，污水的污染負(fù)荷較之非脫墨工藝高的多，主要特點(diǎn)是：污水中的SS、COD和BOD5含量較高，并具有很深的顏色；COD 含量一般是BOD含量的3倍。

經(jīng)氣浮機(jī)預(yù)處理后的脫墨污水、OCC制漿污水和造紙生產(chǎn)線污水混合后的其他污水，污染物濃度較低，但由于造紙?jiān)掀贩N多雜物含量高，加之有些廢紙經(jīng)過多次回收再生產(chǎn)，導(dǎo)致污水的成分非常復(fù)雜；廢紙?jiān)谏a(chǎn)過程中經(jīng)過碎漿、篩選、洗滌等工序，產(chǎn)生了大量的細(xì)小纖維和其它細(xì)小固體顆粒，這些懸浮物在污水中造成了很高的濁度和色度；同時(shí)，污水因含大量的細(xì)小纖維、樹脂、色料及其它化學(xué)和物理雜質(zhì)，使COD、BOD5、SS、色度的污染負(fù)荷增大。

“造紙項(xiàng)目”生產(chǎn)退水總量645 m3/h(526.32萬 m3/a)[2]，污水排放項(xiàng)的主要污染物及其排放規(guī)律見表3。

表3　污水處理站收集污水水量及水質(zhì)統(tǒng)計(jì)表

3.4中水回用分析

中水回用是污水處理后的再利用，是污水處理的延伸和開發(fā)[3]。河北昌泰紙業(yè)有限公司污水處理站污水處理量526.32萬 m3/a，按處理損失水量20%計(jì)算，中水可利用量421.06萬 m3/a， “造紙項(xiàng)目”用中水量319.87萬 m3/a，剩余中水量為101.19萬 m3/a，用于“熱力站項(xiàng)目”生產(chǎn)用水95.5萬 m3/a和消防取水0.04萬 m3/a。

表4　污水處理站進(jìn)出水水質(zhì)狀況表

污水處理站在傳統(tǒng)“懸掛鏈生物曝氣”深度污水處理工藝的基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)，增加了“高效纖維過濾—生物炭”處理單元。由水質(zhì)處理結(jié)果可以看出，見表4，污水處理站污水經(jīng)深度處理后，CODcr去除率超99.0%，BOD5去除率99.3%，懸浮物去除率99.8%，出水水質(zhì)達(dá)到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB18918-2002)一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)，經(jīng)深度處理后，滿足《城市污水再利用工業(yè)用水水質(zhì)》(GB/T19923-2005)中要求。

4結(jié)語

“熱力站項(xiàng)目”以“造紙項(xiàng)目”的生產(chǎn)廢水為水源，經(jīng)河北昌泰紙業(yè)有限公司自建污水深度處理站處理后用于“熱力站項(xiàng)目”鍋爐補(bǔ)給水、循環(huán)冷卻系統(tǒng)用水、煙氣脫硫系統(tǒng)用水、輸煤系統(tǒng)用水、灰渣冷卻用水、干灰加濕用水、環(huán)境用水。中水回用徹底解決“造紙項(xiàng)目”污水處理問題，實(shí)現(xiàn)污水資源化利用，提高了水資源利用率，減輕了水環(huán)境污染，達(dá)到了節(jié)能、環(huán)保的目的。

參考文獻(xiàn)

[1]河北昌泰紙業(yè)有限公司資源綜合利用熱力站項(xiàng)目水資源論證報(bào)告書[R].河北省唐秦水文水資源勘測(cè)局.2014.

[2]河北昌泰紙業(yè)有限公司年產(chǎn)40萬噸低定量高強(qiáng)瓦楞原紙和40萬噸石膏板護(hù)面紙新建工程水資源論證報(bào)告[R].石家莊:河北省水利科學(xué)研究院.河北天和咨詢有限公司.2010.

[3]趙宏亮.鋼鐵企業(yè)中水回用分析[J].地下水.2010，32(2)：78-79.

[收稿日期]2015-10-28

[作者簡(jiǎn)介]趙宏亮(1977-)，男，河北樂亭人，高級(jí)工程師，主要從事水文水資源分析與評(píng)價(jià)工作。

[中圖分類號(hào)]X52

[文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼]B

[文章編號(hào)]1004-1184(2016)01-0094-03