火力發(fā)電廠(chǎng)污水處理工藝及設(shè)備改進(jìn)分析

趙　銘

（江蘇圣泰環(huán)境科技股份有限公司江蘇南京211100）

火力發(fā)電廠(chǎng)污水處理工藝及設(shè)備改進(jìn)分析

趙銘

（江蘇圣泰環(huán)境科技股份有限公司江蘇南京211100）

本文在分析了火電廠(chǎng)脫硫、含油、含煤和生活污水等主要來(lái)源的基礎(chǔ)上，分別論述了不同來(lái)源的污水特點(diǎn)，并根據(jù)不同類(lèi)型的污水提出了具體的工藝處理方式，并進(jìn)一步探討了污水處理的設(shè)備改進(jìn)，對(duì)做好火電廠(chǎng)污水處理工藝選型，實(shí)時(shí)采用新技術(shù)、新工藝和新方法，降低發(fā)電廠(chǎng)的污水對(duì)環(huán)境的污染，進(jìn)一步提升電廠(chǎng)的綜合經(jīng)濟(jì)效益，具有積極的現(xiàn)實(shí)意義。

火電廠(chǎng)；污水處理工藝；設(shè)備改進(jìn)

火力發(fā)電是現(xiàn)代社會(huì)電力發(fā)展的主力軍，在建設(shè)和諧社會(huì)、發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)的大背景下，在火電技術(shù)和設(shè)備選擇上要著重考慮火力發(fā)電對(duì)環(huán)境的影響、對(duì)不可再生能源的影響。2015年全年全國(guó)火電絕對(duì)發(fā)電量為42102×108kW·h，雖然同比下降了2.8%，但與水力絕對(duì)發(fā)電量的9960×108kW·h相比，目前，火電仍占領(lǐng)著電力大部分市場(chǎng)。眾所周知，火電廠(chǎng)在生產(chǎn)電能的同時(shí)，本身所產(chǎn)生污水對(duì)環(huán)境影響較大，做好火電廠(chǎng)污水處理工藝選型，并實(shí)時(shí)采用新技術(shù)、新工藝和新方法，既能降低發(fā)電廠(chǎng)的污水對(duì)環(huán)境的污染，也可以進(jìn)一步提升電廠(chǎng)的綜合經(jīng)濟(jì)效益，具有積極的現(xiàn)實(shí)意義。

1　火電廠(chǎng)污水來(lái)源及特點(diǎn)

隨著城市化、工業(yè)化進(jìn)程的加快，全國(guó)電力需求量也越來(lái)越大，火電廠(chǎng)的規(guī)模和數(shù)量也在不斷增加，火電廠(chǎng)的污水量也在不斷增加?；痣姀S(chǎng)工業(yè)污水主要包括冷卻系統(tǒng)排水、化學(xué)水處理系統(tǒng)排水和輸煤系統(tǒng)廢水等等[1]。不同系統(tǒng)中所產(chǎn)生的廢水水質(zhì)特性差異較大。

1.1脫硫廢水

火電廠(chǎng)為了減少煙氣污染，多采用了石灰石-石膏法工藝對(duì)煙氣進(jìn)行脫硫處理，由此所產(chǎn)生的脫硫廢水中含有大量的懸浮物、重金屬鎳、鎘、鋅以及鹽類(lèi)，化學(xué)需氧量超標(biāo)等等。脫硫廢水主要來(lái)自火電廠(chǎng)離心機(jī)以及濃縮器溢流水、清洗系統(tǒng)產(chǎn)生的污水。

1.2含煤廢水

火電廠(chǎng)中產(chǎn)生的含煤廢水主要來(lái)自電廠(chǎng)輸煤棧橋水力沖洗排水、煤場(chǎng)堆放過(guò)程中受到雨水淋融、煤塊轉(zhuǎn)運(yùn)站以及灰?guī)鞗_洗后排放的廢水，含煤廢水中常常含有大量的煤粉微粒和泥沙顆粒，主要污染物是懸浮物，是一種弱酸性高濃度的有機(jī)廢水。處理含煤廢水先采取沉淀，待沉淀后采用高效微孔陶瓷過(guò)濾工藝。

1.3含油廢水

火電廠(chǎng)燃料的搬運(yùn)、大型機(jī)械設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)常常會(huì)產(chǎn)生一些含油廢水，這類(lèi)廢水主要分布在柴油機(jī)房、卸油棧臺(tái)、汽機(jī)房油操作區(qū)等區(qū)域。含油廢水分布特點(diǎn)呈現(xiàn)出周期性和間斷性特點(diǎn)。

1.4生活污水

火電廠(chǎng)生活區(qū)域中工作人員日常的洗滌、衛(wèi)生間用水以及食堂宿舍用水等等都會(huì)向周邊排放一定量的生活污水，生活污水中的污染物主要為懸浮顆粒物和化學(xué)需要量超標(biāo)?；痣姀S(chǎng)所產(chǎn)生的生活污水量相對(duì)較小，一般由排污管道直接排至格柵井，去除較大懸浮物，上清液重力流入自流進(jìn)入調(diào)節(jié)池，以調(diào)節(jié)水質(zhì)和水量，經(jīng)過(guò)生化處理后分離達(dá)標(biāo)后排放。

2　火電廠(chǎng)廢水處理工藝概述

2.1脫硫廢水處理

單獨(dú)建有水力除灰裝置，脫硫廢水可以直接用作沖灰用水。工藝流程見(jiàn)圖1。

圖1　火電廠(chǎng)脫硫廢水處理工藝流程

2.2含煤廢水處理

火電廠(chǎng)中的含煤廢水主要來(lái)自輸煤系統(tǒng)沖洗所產(chǎn)生的含煤污染所造成的色度，這一類(lèi)廢水經(jīng)處理后可以再次被應(yīng)用到輸煤系統(tǒng)沖洗以及煤渣加濕等環(huán)節(jié)中來(lái)。具體來(lái)說(shuō)，其處理工藝主要是將初期含煤廢水經(jīng)水泵提升至煤水沉淀池，沉淀后再由廢水提升泵提升至相應(yīng)的煤水處理裝置，處理后再由回收水泵收集復(fù)用于灰渣加濕等。

2.3含油廢水處理

火電廠(chǎng)含油廢水一般來(lái)自油庫(kù)附近或主廠(chǎng)房區(qū)的機(jī)械運(yùn)行過(guò)程中產(chǎn)生的各種含油廢水。對(duì)于含油廢水根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行集中收集處理。其處理的工藝流程主要為：先將含油污水收集至隔油池，通過(guò)油水分離器分離，并將污水運(yùn)送至專(zhuān)門(mén)的廢水處理站，經(jīng)處理達(dá)標(biāo)后復(fù)用于燃煤系統(tǒng)沖洗或灰渣加濕等等。

2.4生活污水處理

火電廠(chǎng)生活污水主要來(lái)自電廠(chǎng)周邊工作人員生活中所排進(jìn)的輔助設(shè)施中的各種生活污水。這一類(lèi)污水的處理工藝流程主要是：將生活污水經(jīng)由格柵攔截后，運(yùn)送至專(zhuān)門(mén)的調(diào)節(jié)池，然后進(jìn)行一體化生活污水處理裝置（如選擇MBR工藝），再將處理后的生活污水復(fù)用于灰渣加濕或綠化用水。

3　“水解酸化+BAF”工藝處理火電廠(chǎng)廢水工藝實(shí)證分析

以某火電廠(chǎng)為例，該電廠(chǎng)建成于2011年，建設(shè)規(guī)模為2× 130MW機(jī)組。采用水解酸化+曝氣生物濾池(BAF)工藝處理某電廠(chǎng)廢水。設(shè)計(jì)水量為900m3/d,平均處理廢水水量為37.5m3/h。電廠(chǎng)廢水原水水質(zhì)及處理后的出水水質(zhì)詳見(jiàn)表1。

表1　原水水質(zhì)及處理后的出水要求單位：mg·L-1

通過(guò)對(duì)實(shí)際運(yùn)行結(jié)果來(lái)看，其進(jìn)水COD、BOD5，SS的質(zhì)量濃度分別為310 mg/L-1～450 mg/L-1，98 mg/L-1～145 mg/L-1，65 mg/L-1～160 mg/L-1，pH值為6～9時(shí)，用該工藝處理火電廠(chǎng)廢水，出水水質(zhì)COD為14 mg/L-1、BOD5為2 mg/L-1，SS為0.5mg/L-1、pH值為6.5，實(shí)現(xiàn)了達(dá)標(biāo)要求。工藝流程及設(shè)計(jì)：

3.1工藝流程

廠(chǎng)區(qū)各處的廢水經(jīng)下水道進(jìn)入調(diào)節(jié)水池，調(diào)節(jié)水池對(duì)來(lái)自不同區(qū)域的廢水進(jìn)行水質(zhì)、水量的調(diào)節(jié)。調(diào)節(jié)池前設(shè)置格柵。廢水再經(jīng)提升泵進(jìn)入水解酸化池，來(lái)提高廢水的可生化性，減輕后續(xù)曝氣生物濾池的沖擊負(fù)荷，提高曝氣生物濾池的處理效果（見(jiàn)圖2）。

圖2　水解酸化+BAF廢水處理工藝

3.2單元設(shè)計(jì)

（1）調(diào)節(jié)池。預(yù)曝氣調(diào)節(jié)池1座，調(diào)節(jié)池有效容積為230m3，HRT為7.5h，為防止原水厭氧腐化，池內(nèi)設(shè)有穿孔曝氣管，間歇曝氣。（2）水解酸化池。水解酸化池的HRT為3.9h。設(shè)計(jì)流量為30m3/h。有效容積為105m。池內(nèi)上升流速為1.3m/h，池的有效高度為3.6m?？紤]布水區(qū)高度和池內(nèi)超高，池的實(shí)際水深為4.5m。水解酸化池的有效尺寸為7.5m×4.5m×4.5m。水解酸化池內(nèi)設(shè)置彈性生物組合填料，填料高度3.2m。底部采用穿孑L管均勻布水的方式進(jìn)水，孔口流速6.5m/s。（3）曝氣生物濾池(BAF)。曝氣生物濾池由配水區(qū)、布水系統(tǒng)、承托層、曝氣系統(tǒng)、濾料區(qū)、出水區(qū)、反沖洗系統(tǒng)組成，采用上向流進(jìn)水的方式。濾池的總有效容積為43.6m3，HRT為1.6h。濾池內(nèi)設(shè)置陶瓷燒結(jié)濾料，粒徑為2.5mm～5.5mm，填料高度為4.0m，池內(nèi)采用曝氣器進(jìn)行曝氣，氣水體積比為9:1。濾速為10m/h，BOD容積負(fù)荷為1.5kg/(m3·d)，濾池中溶解氧質(zhì)量濃度為5mg/L。

4　火電廠(chǎng)污水處理設(shè)備改進(jìn)探討

新時(shí)期，火電廠(chǎng)污水處理設(shè)備更加集中化、污水處理生產(chǎn)的控制更加集中化，以及處理技術(shù)和設(shè)備更加節(jié)能和環(huán)保[2]。為此，應(yīng)對(duì)已有的電廠(chǎng)污水處理設(shè)備進(jìn)行必要的改進(jìn)和優(yōu)化。

4.1酸、堿廢水處理設(shè)備改進(jìn)

傳統(tǒng)處理火電廠(chǎng)酸、堿廢水大多選擇中和法進(jìn)行處理。選擇中和法需要配備相應(yīng)的中和設(shè)備，目前所選擇的中和池大多是應(yīng)用水泥構(gòu)筑物，并在水泥構(gòu)筑物內(nèi)外添加花崗巖等防腐層?；瘜W(xué)除鹽工藝，一般酸性廢水的總酸量大于堿性廢水的總堿量，因此，為了中和污水處理中的剩余酸性廢水，需要向中和池中投加一定的堿性藥劑或者將中和之后的酸性廢水排入到?jīng)_灰系統(tǒng)中，或加大陰樹(shù)脂再生劑用量達(dá)到去酸、堿的效果。

4.2含煤廢水處理設(shè)備改進(jìn)

傳統(tǒng)的含煤廢水處理一般直接排至輸煤沉淀池進(jìn)行簡(jiǎn)單沉淀處理，這種處理方式難以有效去除懸浮物和色度。通過(guò)增加膜式過(guò)濾器設(shè)備處理含煤廢水，并投加絮凝劑和助凝劑，通過(guò)泵提升至膜過(guò)濾器實(shí)現(xiàn)較好的處理效果。

4.3含油廢水處理設(shè)備改進(jìn)

傳統(tǒng)火電廠(chǎng)含油廢水處理主要通過(guò)集中在隔油池靜置，利用油水分離原理直接將油分離出來(lái)，也有獎(jiǎng)重力分離設(shè)備應(yīng)用到含油廢水處理中來(lái)，但實(shí)際應(yīng)用效果來(lái)看難以有效達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。目前應(yīng)用較多的是水力旋流器，利用離心力、向心浮力和流體曳力大小不同，實(shí)現(xiàn)兩相或多相分離目的，為了提高含油廢水處理效果，建議在傳統(tǒng)的水力旋流器上加裝氣浮裝置，使水力旋流器在離心分離的基礎(chǔ)上再增加重力分離作用，即便是微小的油粒也能被分離出來(lái)，提高了油水分離效率。

5　結(jié)語(yǔ)

總之，火電廠(chǎng)的污水處理不僅有利于提升污水處理效率，改善環(huán)境狀況，還有利于資源的高效利用。在設(shè)計(jì)污水處理工藝時(shí)，要充分把握火電廠(chǎng)不同類(lèi)型污水的實(shí)際狀況，如規(guī)模大小、水質(zhì)狀況等等，并結(jié)合電廠(chǎng)所在區(qū)域的氣候特點(diǎn)，在傳統(tǒng)的工藝上對(duì)現(xiàn)有處理工藝和設(shè)備進(jìn)行必要的改進(jìn)和革新，提高污水處理裝備的運(yùn)行效果，使有限的環(huán)保投入獲得更大的經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益和環(huán)境效益。

[1]張華山.火電廠(chǎng)廢水和污水的處理研究[J].科技情報(bào)開(kāi)發(fā)與經(jīng)濟(jì),2012,22（6）：143-145.

[2]馬超,宋華.淺析電廠(chǎng)化學(xué)水處理設(shè)備改進(jìn)措施[J].中國(guó)科技博覽,2015（44）：49.

趙銘（1981—），男，漢，江蘇南京人，碩士研究生，工程師，主要從事水污染工程、土壤修復(fù)工程、環(huán)境影響評(píng)價(jià)研究工作。