華能某電廠廢水處理系統(tǒng)優(yōu)化設計分析

鄢青云 楊華

摘? ?要：本文對華能某電廠的廢水處理系統(tǒng)的設計優(yōu)化進行分析，本工程采用大量廢水減量化設計技術降低工業(yè)廢水的產(chǎn)生量，按照循環(huán)經(jīng)濟的理念，利用梯度用水的方式提高水的利用率，使電廠的所有廢水均經(jīng)濟有效地得到循環(huán)利用;同時注意污染防控，保護環(huán)境。

關鍵詞：電廠? 廢水? 零排放

中圖分類號：X703? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1674-098X（2020）03（a）-0089-03

Abstract： The paper optimized the design of the waste water treatment system of Huaneng Changxing power plant and adopted a large amount of waste water reduction design technology to reduce the production of industrial waste water. According to the concept of circular economy， the utilization rate of water can be improved by means of gradient water， so that all waste water from power plant can be recycled economically and effectively. Meantime， pollution prevention was controlled to protect the environment.

Key Words： Power plant; Wastewater; Zero emissions

近十幾年來，我國的燃煤清潔高效發(fā)電技術迅猛發(fā)展。燃煤發(fā)電是我國電力工業(yè)的基礎，燃煤發(fā)電裝機占電力總裝機規(guī)模的65%。截至2018年底，全國發(fā)電裝機容量達到19億kW，其中燃煤火電機組容量超過10億kW。2018年平均供電煤耗已降至308g標煤/kWh，達到世界先進水平。然而燃煤發(fā)電過程會產(chǎn)生水質(zhì)較差、污染物種類多的高鹽廢水，同時包含重金屬、懸浮物等雜質(zhì)，需要單獨處理后排放[1-7]。為滿足人民對環(huán)境的高要求和國家環(huán)保政策，電廠“零排放”概念被提出，即電廠所有水以水蒸氣或固體的形式進行排放，而沒有液體形式的排放[8]。其工藝是首先對電廠的工業(yè)廢水進行收集，然后通過分門別類的處理后，按逐級使用的原則分別送到各用水點;對于處理工藝中產(chǎn)生的污泥經(jīng)濃縮脫水，泥餅送至專門處置地掩埋;對于使用過程中被濃縮了的離子濃度較高排水將通過諸如反滲透設備使水容積進一步縮小，再經(jīng)蒸發(fā)處理，產(chǎn)生的固體廢物送至專門處置地掩埋。此工藝先進，但投資和運行費用高。

本文將依據(jù)各系統(tǒng)的用水現(xiàn)狀，對火電廠系統(tǒng)水量平衡進行分析，并采用以下兩種方式達到廢水“零排放”的目的：第一，采取多種有效措施來提高水的利用率，進而降低取水量;第二，增強每個用水系統(tǒng)間梯度循環(huán)使用效率，進而處理和回收多余的廢水。本文在華能某電廠2×660MW燃煤機組“上大壓小”工程的廢水治理的設計中遵循相關的法規(guī)和指導意見，對全廠廢水處理工藝-回用進行優(yōu)化的基礎上，實現(xiàn)“零”排放。

1? 廢水的分類和集中處理工藝

1.1 經(jīng)常性廢水

經(jīng)常性廢水共分為三類，其中：

第一類廢水：預處理設施排污廢水（含泥量0.5%），將其收集送至廢水處理系統(tǒng)的污泥濃縮池，底部排泥經(jīng)脫水機脫泥后，泥餅送廠外處置地處置，處理流程如圖1所示。

第二類廢水：多介質(zhì)過濾器和超濾反洗排水：此類廢水懸浮物含量高，經(jīng)回收水池收集后，送至集中廢水處理系統(tǒng)混凝澄清處理后回用。

第三類廢水：是指那些僅需調(diào)節(jié)pH值的廢水，如凝結水精處理的再生廢水和鍋爐補給水處理車間的再生廢水。這類廢水分別收集后，送到廢水處理車間中和處理，調(diào)節(jié)pH值到6～9后回用。處理流程如圖2所示。

1.2 非經(jīng)常性廢水

與經(jīng)常性廢水相比，非經(jīng)常性廢水的水質(zhì)較差且不穩(wěn)定。通常這類廢水中COD、懸浮物、含鐵量等指標相對較高。由于廢水的產(chǎn)生過程不同，各種排水的水質(zhì)差異很大，有些廢水的懸浮物濃度很高，而有些廢水的COD含量很高，故需采用不同藥劑來調(diào)節(jié)相應的廢水，這樣才能達到排放的標準，處理流程如圖3所示。

1.3 脫硫廢水處理

不同發(fā)電廠所選擇煤炭和石灰石生產(chǎn)地有所不同，導致所產(chǎn)生煙氣脫硫漿成分也存在很大差異性，造成煙氣脫硫形式廢水具有復雜的試劑含量。在燃燒煤炭后煙氣內(nèi)部的氟羥基、S、Cl及所發(fā)生化學反應脫硫吸收之后形成包含Cl-、F-、NO3-、SO32-及S2-等廢液，而且石灰?guī)r中含有氧化鋁、Fe2O3以及二氧化硅等大量雜質(zhì)。石灰石-石膏濕法脫硫工藝[9]采用石灰石作為SO2吸收劑，用球磨機將石灰石磨制成粉與水混合制成石灰石漿液。煙氣經(jīng)除塵器后，從引風機出口排出進入吸收塔，煙氣中的SO2被石灰石漿液所吸收，被凈化后的煙氣經(jīng)除霧器除霧后離開吸收塔，由煙道進入煙囪排入大氣中，同時生成可以利用的副產(chǎn)物石膏。電廠脫硫廢水處理系統(tǒng)主要分為污泥處理系統(tǒng)與廢水處理系統(tǒng)，其中廢水處理系統(tǒng)又可劃分為中和、沉降、絮凝以及濃縮澄清等工序。廢水中含有的雜質(zhì)主要包括懸浮物、過飽和的亞硫酸鹽、硫酸鹽以及重金屬[10];其中有些是國家環(huán)保標準中要求控制的第一類污染物。脫硫廢水中的各種重金屬離子對環(huán)境有污染性，水質(zhì)比較特殊，處理難度較大，因此，必須對脫硫廢水進行單獨處理，流程如圖4所示。

2? 廢水“零排放”設計技術

分析廢水的種類、水質(zhì)特性，可以發(fā)現(xiàn)不同種類廢水水量、水質(zhì)相差很大，因此降低廢水產(chǎn)生量應遵循以下設計思想：

（1）減排設計：根據(jù)系統(tǒng)技術經(jīng)濟比較，采用合理工藝，減少廢水的產(chǎn)生量。

（2）梯度循環(huán)使用：廢水產(chǎn)生過程中，對僅個別指標超標廢水設法直接回收應用至合適場所。

2.1 減排設計

2.1.1 循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的減排設計

本文循環(huán)補充水采用河水，暫硬為1～1.9 mmol/L，循環(huán)冷卻水的濃縮倍率按7.1倍運行，由于本工程排水設計“零排放”，所有循環(huán)排污水將回收利用，因此部分循環(huán)水排水作為鍋爐補給水的原水，其余水作為工業(yè)水。根據(jù)計算，純凝工況時循環(huán)冷卻水的濃縮倍率采用7.1倍運行，平均排污水量約263m3/h。

2.1.2 鍋爐補給水處理系統(tǒng)的減排設計

本文鍋爐補給水處理系統(tǒng)推薦采用反滲透+一級除鹽+混床方案。采用反滲透預脫鹽后，離子交換設備運行周期為60h，是單純的離子交換法的數(shù)倍。再生廢水量1.5 m3/h，中和后可全部回用。

2.1.3 凝結水精處理系統(tǒng)的減排設計

鍋爐給水正常運行采用OT加氧處理，凝結水精處理運行周期由全揮發(fā)處理AVT（O）的5～7d延長到20～30d左右，大大節(jié)約了再生酸堿，同時廢水排放也較少。

2.2 梯度循環(huán)使用

2.2.1 鍋爐補給水處理系統(tǒng)排水回用

鍋爐補給水處理系統(tǒng)有下列排水：

（1）超濾反洗排水：超濾自用水率按10%計，則排水水質(zhì)：懸浮物20 mg/L，COD≤300mg/L，水量：10m3/h。

（2）一級反滲透濃水：懸浮物～0mg/L，含鹽量～6800 mg/L，少量阻垢劑，水量：22m3/h。

（3）再生廢水：pH2～12，懸浮物20mg/L，COD≤20 mg/L，，含鹽量～6000 mg/L，水量：1.5m3/h。

本文上述排水回用的具體設計技術措施：

（1）超濾反洗排水回收至鍋爐補給水處理室外廢水池，用廢水泵輸送至廢水處理系統(tǒng)經(jīng)混凝澄清處理后回用。

（2）反滲透排放濃水：回收至室外濃水回收水池，用于多介質(zhì)過濾器的反洗水，多介質(zhì)過濾器反洗排水排放至室外廢水池，廢水泵輸送至廢水處理系統(tǒng)經(jīng)混凝澄清處理后回用。

（3）再生廢水：回收至鍋爐補給水處理室外廢水池，用廢水泵輸送至廢水處理系統(tǒng)，經(jīng)酸堿中和后回用。

2.2.2 凝結水精處理系統(tǒng)排水回用

凝結水精處理系統(tǒng)有下列排水：

（1）前置過濾器反洗排水：排水水質(zhì)：懸浮物50mg/L，含鹽量～1mg/L，水量：1.5m3/h。

（2）混床樹脂分離、輸送、快速沖洗、淋洗排水：排水水質(zhì)：懸浮物～0 mg/L，含鹽量～1mg/L，水量：0.5m3/h。

（3）混床樹脂再生排水：pH2～12，懸浮物20mg/L，COD≤20mg/L，水量：1m3/h。

本文上述排水回用的具體設計技術措施：

（1）再生設備附近設再生廢水池，用以收集酸堿再生排水，用廢水泵（Q=50m3/h）、送至廢水處理車間進行中和處理;

（2）每臺機組凝結水精處理混床區(qū)域設排水池，用以接收前置過濾器反洗排水，樹脂分離、輸送、快速沖洗、淋洗等步驟排水，用回收水泵（Q=50m3/h）送至循環(huán)水系統(tǒng)的冷卻水回水管。

2.2.3 循環(huán)冷卻系統(tǒng)排水回用

循環(huán)冷卻水排水為排水大戶，為實現(xiàn)“零排放”，達到水的循環(huán)綜合利用，必須對該排水進行回收利用，將約100m3/h循環(huán)冷卻水排水回用于鍋爐補給水處理系統(tǒng)，其余排水均回收至工業(yè)水系統(tǒng)。

2.3 梯度循環(huán)回用水量成果表

通過上述一系列措施，回用水量對比如表1所示。

3? 結語

本文采用大量廢水減量化設計技術降低工業(yè)廢水的產(chǎn)生量，按照循環(huán)經(jīng)濟的理念，采用梯度用水的方式提高水的利用率，每年回用水量達166萬t，使電廠的所有廢水均經(jīng)濟有效地得到了處理，而且使全廠沒有外排水，真正實現(xiàn)了全廠水的“零排放”。

參考文獻

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