中水深度處理技術在火電廠的應用探討

景 杰，李恒帥，李 勇

（山西漳山發(fā)電有限責任公司，山西 長治 046000）

中水深度處理技術在火電廠的應用探討

景 杰，李恒帥，李 勇

（山西漳山發(fā)電有限責任公司，山西 長治 046000）

山西漳山發(fā)電有限責任公司采用中水深度處理技術對長治市污水處理廠的二級生化處理出水進行處理，經過澄清、過濾處理后，出水的暫硬、濁度、堿度等指標穩(wěn)定且達到了電廠輔機循環(huán)冷卻水系統(tǒng)和鍋爐補給水處理系統(tǒng)的補水設計標準，并能夠滿足生產需要。針對漳山發(fā)電廠中水深度處理系統(tǒng)投運初期出現的問題和解決方法進行總結，在實際運行中取得了良好的效果。

中水深度處理；澄清池；變孔隙濾池；生產用水

0 引言

水資源短缺已經成為制約人類經濟發(fā)展、威脅人類生存的一個重大問題。由于城市中水來源的穩(wěn)定性和可靠性，它的再利用已經成為緩解水資源缺乏的一個有效途徑。我國北方地區(qū)在全國屬于水資源比較缺乏的地區(qū)，將中水進行深度處理作為再生資源，推廣中水資源化利用技術勢在必行。

1 漳山發(fā)電廠中水深度處理系統(tǒng)工藝流程

漳山發(fā)電廠中水深度處理系統(tǒng)于2009年2月投運，系統(tǒng)設計補給量為800 t/h，主系統(tǒng)設置了2臺處理為400 t/h的機械攪拌加速澄清池，6臺160 t/h變空隙濾池（具體工藝流程見圖1），本系統(tǒng)設計對外零排放，各種廢水回收率100%。

圖1 中水深度處理系統(tǒng)流程圖

長治市污水廠利用3臺250S65型供水泵，通過2根DN450管道將符合國家污水處理排放標準中的一級標準中B標準的原水（具體水質見表1）供至中水深度處理站原水池，經原水泵打至澄清池，在澄清池內加入凝聚劑、助凝劑、石灰乳將原水進行澄清軟化，利用池中積聚的泥渣與原水的雜質顆粒相互接觸、吸附，以達到清水較快分離的構筑物。機械攪拌澄清池是通過提升葉輪和攪拌漿作用，使加藥劑的原水在第一絮凝室和第二絮凝室與高濃度的回流泥渣接觸、迅速混合，結成大而重的絮凝體，在分離室中進行分離 (具體澄清池結構示意圖見圖2)。澄清池出水后在出口混合器前通過加硫酸 (降低出水pH)、二氧化氯 (去除水中細菌、微生物)，經混合器攪拌混合后進入變孔隙濾池(經過不同粒徑的粗細濾料按一定比例混合而成的濾床)去除水中的細小顆粒，pH、濁度達標（具體水質見表2）的清水進入清水池，由清水泵通過2根DN450管道供廠區(qū)生產用水。

表1 中水深度處理前原水水質要求

表2 中水深度處理后清水水質要求

圖2 澄清池結構示意圖

表3 藥品濃度要求與加藥量

2 石灰深度處理系統(tǒng)運行期間出現問題及解決方法

2.1 澄清池排泥脫水系統(tǒng)設備選型問題

脫水系統(tǒng)選用LW360×1500型臥式螺旋卸料沉降離心機，離心機脫水效果差，離心機脫水后排出廢水含泥量仍大。廢水經回收水池回收至澄清池后，導致運行中澄清池的沉降比嚴重超標，影響澄清池出水水質。

解決方法：中水深度處理系統(tǒng)采用石灰混凝澄清＋過濾的工藝系統(tǒng)，石灰采用Ca(OH)2（消石灰），凝聚劑采用聚合硫酸鐵，石灰混凝澄清后產生大量的泥渣，排入泥渣濃縮池，經脫水系統(tǒng)脫水處理后，用車外運至灰場。污水處理量400 m3/h時，產生CaCO3的量每天約4 t。所排泥渣主要成分為CaCO3。脫水后的泥渣外委化驗結果：CaO為 47.06%，MgO為2.02%。經過與脫硫專業(yè)人員共同外出調研后，保留原有脫水系統(tǒng)，增加2臺渣漿泵，用泵將污泥濃縮池的泥渣通過管道打入二期脫硫石灰石漿液箱作為脫硫劑使用。管路設置水沖洗及壓縮空氣吹掃系統(tǒng)，每次排泥泵停運后對泵及管路進行水沖洗，冬季運行時水沖洗結束后還對系統(tǒng)進行壓縮空氣吹掃排水，防止管道內余水結冰堵塞管道，影響排泥系統(tǒng)運行。

2.2 澄清池系統(tǒng)冬季運行問題

a)澄清池各加藥系統(tǒng)管道多為室外敷設。冬季環(huán)境溫度低時，運行中的加藥系統(tǒng)容易出現管道內部藥品結晶堵塞管道現象。

b)中水系統(tǒng)2臺澄清池也建在室外。冬季環(huán)境溫度低時，采用一用一備運行方式，運行中的澄清池出現投加的聚合硫酸鐵反應不徹底，水色發(fā)微黃現象，影響澄清池出水水質。備用澄清池由于環(huán)境溫度低，容易出現池面結冰，對澄清池上部集水槽與取樣管造成損壞。

解決方法如下。

a)對澄清池各加藥系統(tǒng)管道保溫進行加厚，并加裝伴熱系統(tǒng)，保證冬季澄清池各加藥管道正常運行。

b)針對運行中澄清池投加的聚合硫酸鐵反應不徹底現象，通過將澄清池運行中pH值控制范圍由夏季的9.8～11提高到10.5～11，來保證澄清池所投加聚合硫酸鐵能夠充分反應。

c)針對備用澄清池池面結冰現象，通過對池面排放高于環(huán)境溫度的自用水，同時定期對2臺澄清池進行切換運行或并列運行，來防止池面結冰現象。

2.3 石灰加藥系統(tǒng)設備存在缺陷

a)石灰筒倉頂部布袋除塵器選型不配套，存在處理風量小的問題，在用壓縮空氣向正壓石灰倉卸灰時，石灰倉頂部冒灰嚴重，嚴重污染中水石灰加藥間環(huán)境、設備衛(wèi)生。

b)石灰乳加藥設計為2套系統(tǒng)，分別給澄清池進行石灰乳投加，如果出現設備檢修或缺陷，就不能實現石灰乳加藥，影響澄清池pH調整。

解決方法如下。

a）針對原石灰筒倉頂部布袋除塵器處理風量小的問題，將原PL/A型，處理風量為2 200 m3/h的扁布袋除塵機組更換為DMC48型布袋除塵器，處理風量達3 240 m3/h；過濾面積也由12 m2擴大至33 m2，濾塵效率達到99%，石灰加藥間石灰筒倉頂部漏灰現象得到根治。

b)針對石灰乳加藥系統(tǒng)不能互為備用問題，在配制泵出口與攪拌箱出口分別增加聯(lián)絡管道，并在配制箱出口增加取樣門，確保配制箱出口石灰乳漿液得到監(jiān)測，同時使2臺配制箱、攪拌箱可以分別互為備用，不影響系統(tǒng)正常運行。

2.4 冬季污水廠來水氨氮超標問題

污水處理廠冬季來水氨氮指標嚴重超標（冬季NH3-N（以N計）指標監(jiān)測最高值：45 mg/L），對中水系統(tǒng)澄清池出水水質造成影響，同時也對后續(xù)鍋爐補給水制水系統(tǒng)的安全運行帶來風險。

解決方法如下。

a）通過與污水處理廠溝通，針對冬季運行期間污水處理廠曝氣系統(tǒng)管道外露經常出現不能正常運行問題，對曝氣系統(tǒng)管道加裝保溫，保證冬季曝氣系統(tǒng)安全運行。

b）在中水2號原水池加裝曝氣系統(tǒng)，冬季運行期間加強監(jiān)測污水處理廠來水各項水質指標，特別是氨氮；如果出現原水氨氮超標，及時切換為2號原水池單臺運行，并按運行規(guī)程投運曝氣系統(tǒng)。

c）鑒于設計，正常情況下澄清池內不投加助凝劑，且污水廠來水氨氮超標，易導致微生物滋生。對中水澄清池二氧化氯管道進行旁路改造，通過給澄清池一反底加氯，避免對澄清池運行造成污染。

通過以上3種方法促使氨氮指標得到降低。

2.5 變空隙濾池進行清洗時出現跑濾料問題

中水深度處理系統(tǒng)過濾系統(tǒng)設計使用變孔隙濾池，這是一種以“同向凝聚”理論設計的正流深床濾池。它采用一種比通常使用的濾料粒徑更大的濾料和另一種細粒濾料按一定比例混合而成的濾床，變孔隙深層濾池采用的濾料粒徑及所占的比例相差較大。變孔隙濾池主要使用的是粗濾料，它依靠整個濾層進行過濾，這樣避免了普通濾池形成濾層的表面過濾，降低了濾層阻力，也避免了懸浮物顆粒的過早穿透，還可以提高濾速；細濾料的加入并在濾層中混勻，極大地降低了粗濾料的局部孔隙率，提高了污水中細小顆粒的絮凝作用，更有利于對細小顆粒的去除，也極大地提高了濾池的截污能力。濾池運行達到一個周期，需將濾池停運進行清洗工作，清洗過程中出現大量細濾料跑出現象，影響濾池過濾效果。

解決方法如下。

a)對缺少濾料的變空隙濾池定期進行補充濾料工作，避免對濾池過濾能力造成影響。

b)對變空隙濾池清洗時的反洗流量、氣洗流量進行調整，同時在變空隙濾池反洗排放管道上增加阻擋濾料跑出的鋼板，在保證清洗效果的同時來減少清洗過程中大量濾料跑砂。

3 實現效果

在漳山發(fā)電廠實現了將污水處理廠的二級生化處理出水經過石灰深度處理后，作為鍋爐補給水處理系統(tǒng)以及二期輔機循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的第一水源，日用水量達9 000 t。漳山發(fā)電廠還在2011年6月改造投運一期尖峰凝汽器系統(tǒng)并將污水二級生化處理出水直接作為尖峰凝汽器系統(tǒng)循環(huán)冷卻水補充水，日用水量增加至14 000 t；2013年5月二期4號機組尖峰凝汽器系統(tǒng)的投運也將污水二級生化處理出水經中水深度處理后出水作為循環(huán)冷卻水補充水，日用水量增加至20 000 t。至此，漳山發(fā)電廠污水二級生化處理出水作為生產用水率達95%以上。實際運行表明：中水深度處理回用于火電廠作為生產水源是切實可行的。

Application of Advanced Effluent Treatment Technology in Thermal Power Plants

JING Jie，LI Hengshuai，LI Yong

（Shanxi Zhangshan Power Generation Co.,Ltd.,Changzhi,Shanxi 046000,China)

Advanced treatment technology was adopted by Shanxi Zhangshan Power Generation Co., Ltd. to treat the secondary effluent from Changzhi Sewage Treatment Plant. After clarification and filtration, the temporary hardness, turbidity and alkalinity of the effluent remained stable and could achieve the demand of the circulating cooling water system and boiler water make- up treatment system in power plants, being able to meet the production needs. The problems and solutions for the early commissioning of the advanced effluent treatment systemin Zhangshan Power Generation Company were summarized and good results have been achieved in the actual operation.

advanced treatment of reclaimed water; clarifier; void- varying clarifier; water for production

X703

B

1671-0320（2016）01-0063-03

2015-12-05，

2015-12-22

景 杰（1982），男，山西稷山人，2012年畢業(yè)于華北電力大學控制工程專業(yè)，碩士，高級工程師，高級經濟師，從事火電企業(yè)經營管理工作；

李恒帥（1971），男，山西朔州人，1996年畢業(yè)于武漢水利電力大學環(huán)境工程專業(yè)，高級工程師，從事火電企業(yè)生產管理工作；

李 勇（1975），男，山西朔州人，1999年畢業(yè)于太原電力高等?？茖W校熱能動力工程專業(yè)，高級工程師，從事火電企業(yè)生產管理工作。