DM/DBS一體化含煤廢水處理技術(shù)在火電廠的應(yīng)用與分析

湖南華電常德發(fā)電有限公司 王守陽 梁萬博

湖南華電常德發(fā)電有限公司一期工程裝機(jī)容量為2×660MW，公司毗鄰沅江，電煤運(yùn)輸主要依靠船運(yùn)。電廠距離沅江2公里，船煤到達(dá)碼頭后還需經(jīng)汽車轉(zhuǎn)運(yùn)至廠內(nèi)，途經(jīng)市政道路。在裝卸和運(yùn)輸過程中煤的散落和揚(yáng)塵、運(yùn)輸汽車和地面的沖洗以及雨水匯集形成了含煤廢水。據(jù)統(tǒng)計(jì)，日常含煤廢水量約為20m3/h，雨季可達(dá)到40m3/h。廢水含有的主要污染物為少部分較大的煤粉顆粒及大量不易沉降的懸浮物等，色度較高。

常德公司卸煤專用碼頭在地勢最低處建有一座5.3×4.8×2米的兩級(jí)含煤廢水收集沉淀池，廢水通過自流進(jìn)入一級(jí)廢水沉降收集池，再通過溢流管進(jìn)入二級(jí)沉降池，經(jīng)過簡單沉降后直接排放至沅江河道。由于設(shè)計(jì)的處理量不足，沉淀時(shí)間過短且一級(jí)沉淀池經(jīng)常淤塞，含有細(xì)小煤塵的懸浮物難以自然沉降，運(yùn)行過程中經(jīng)常造成含煤黑水直接排入沅江，造成一定的污染。直接回用又易造成設(shè)備堵塞影響正常運(yùn)行，且再次使用過的廢水處理難度更大，原有處理系統(tǒng)已明顯無法滿足當(dāng)前的運(yùn)行要求。

隨著水資源的日益匱乏和國家環(huán)境保護(hù)要求的提高，環(huán)保問題對常德公司的正常運(yùn)行有著較大影響，公司技術(shù)部門調(diào)研了市場上多種含煤廢水處理技術(shù)，通過對運(yùn)行可靠性、投資經(jīng)濟(jì)性和運(yùn)維成本等多方面綜合比較，選用了DM 一體化含煤廢水處理工藝，該工藝相較其他工藝具有流程短、操作及維護(hù)簡單、抗沖擊能力強(qiáng)且能穩(wěn)定高效地去除煤粉顆粒、懸浮物等污染因子，處理后清水可循環(huán)利用等優(yōu)點(diǎn)。

1 DM/DBS 一體化含煤廢水處理系統(tǒng)

1.1 DM 一體化含煤廢水處理系統(tǒng)原理

本系統(tǒng)利用原有的含煤廢水收集池，新增一臺(tái)地坑泵、兩臺(tái)含煤廢水提升泵（一用一備）、一套DM 一體化含煤廢水處理系統(tǒng)、一座污泥收集池、一座清水池、兩臺(tái)清水泵（一用一備）。此廢水系統(tǒng)具有PLC 自動(dòng)控制、PLC 手動(dòng)控制、就地手動(dòng)控制三種控制模式，整套系統(tǒng)按無人值守原則進(jìn)行設(shè)計(jì)，可以實(shí)現(xiàn)控制、狀態(tài)顯示、故障報(bào)警、控制系統(tǒng)組態(tài)、歷史追憶等功能（圖1）[1]。

圖1 含煤廢水處理系統(tǒng)流程

1.2 DBS 廢水處理藥劑反應(yīng)原理

DBS 廢水處理藥劑呈灰白色粉末狀，在水的浸潤下可展開具有一定極性的高分子鏈，在破壞廢水中電平衡的同時(shí)形成類網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。這種高分子鏈在廢水中擁有獨(dú)特的捕捉、吸附細(xì)小懸浮顆粒的能力，形成的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)能輕松地捕捉廢水中的極細(xì)小顆粒、膠體物質(zhì)及重金屬離子，從而形成比重較大的固體顆粒，達(dá)到快速沉降的目的。此藥劑無需配置成水溶液，直接加入廢水中即可進(jìn)行反應(yīng)，達(dá)到去除含煤廢水中重金屬、懸浮物以及色度因子的需求。此藥劑形成的沉降物能達(dá)到較好的沉降效果，而且因?yàn)槲郊軜蚓W(wǎng)捕的特性，形成的絮凝體顆粒大且相對蓬松分散，不會(huì)造成堵管、結(jié)垢等不良情況，能夠保證系統(tǒng)長周期連續(xù)穩(wěn)定的運(yùn)行[2]。

1.3 DM 一體化水處理設(shè)備

DM 一體化水處理設(shè)備是為配合DBS 廢水處理材料使用而專門設(shè)計(jì)的一款廢水處理設(shè)備，它充分結(jié)合動(dòng)力、材料及電氣等學(xué)科原理，控制廢水流速，自動(dòng)加料、底流攪拌，實(shí)現(xiàn)材料與待處理物的最大接觸，設(shè)備采用兩級(jí)反應(yīng)及多級(jí)沉降，能簡單高效地達(dá)到處理廢水的目的[3]。

1.4 工藝流程說明

利用新增的廢水提升泵將含煤廢水收集池內(nèi)的廢水引至DM 一體化水處理系統(tǒng)（處理能力20～40m3/h），在DM 一體化水處理系統(tǒng)內(nèi)完成加藥、混凝與絮凝反應(yīng)和沉降過程。其中加藥到反應(yīng)時(shí)間需6分鐘、沉降分離時(shí)間需要7分鐘，廢水在DM 一體化處理系統(tǒng)內(nèi)總停留時(shí)間控制在30分鐘左右，留有較大的處理裕度。處理后的合格清水經(jīng)濁度儀、pH 儀在線檢測，確保懸浮物、pH 合格后溢流至清水池，再利用清水泵送往回用水管網(wǎng)作為回用水循環(huán)使用。一般而言，作為地面衛(wèi)生沖洗水用時(shí)色度檢查利用目測檢查水質(zhì)清澈即可。

根據(jù)現(xiàn)場實(shí)地踏勘，經(jīng)過廢水收集池的待處理廢水中的懸浮物含量在800～3000mg/L，經(jīng)DM 一體化處理系統(tǒng)處理后，沉降污泥（主要成分為煤粉）量只需每隔2～4小時(shí)間歇排放一次，均通過管道以自流的方式流入污泥收集池內(nèi)。污泥收集池內(nèi)的污泥含水量較高，部分上清液溢流至清水池作為回用水，當(dāng)池內(nèi)污泥達(dá)到一定濃度后，通過地坑泵將污泥打入板框式壓濾機(jī)進(jìn)行壓濾處理，產(chǎn)生的泥渣可與煤混合裝車運(yùn)送至廠內(nèi)繼續(xù)利用。

2 一體化含煤廢水處理技術(shù)的優(yōu)勢及實(shí)施效果

與其他工藝相比，DM 一體化水處理技術(shù)有以下五點(diǎn)優(yōu)勢。

工藝流程短。因藥劑無需制成水劑，可直接通過變頻給料裝置投加即可對多種污染物進(jìn)行協(xié)同處理，操作簡單，可隨時(shí)根據(jù)水質(zhì)情況調(diào)整DBS 廢水處理藥劑投加情況，運(yùn)行方式簡便，操作人員能快速熟悉操作方式，無需進(jìn)行長期專業(yè)性知識(shí)的培訓(xùn)，并無需過多的維護(hù)保養(yǎng)，在工藝的運(yùn)行中能極大減少不必要的人力物力消耗[4]。

主體設(shè)備簡單。設(shè)備采用撬裝模塊化設(shè)計(jì)，將廢水處理的給藥、絮凝、澄清，攪拌等高度集成在一套裝置中，且在施工難度、施工周期方面具備一定優(yōu)勢。

只使用一種藥劑且藥劑性能優(yōu)異。因DBS 藥劑本身難溶于水且比重比水大，加之具有較強(qiáng)大的絮凝能力，物化反應(yīng)后形成了松散狀的絮凝體（礬花）具有較高的沉降速度，有利于后續(xù)的泥水分離且不會(huì)出現(xiàn)管道堵塞現(xiàn)象。固液分離后產(chǎn)出的上清液濁度即達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)和循環(huán)利用要求。藥劑性質(zhì)穩(wěn)定且無毒無害無刺激性，混入煤粉中不會(huì)對后續(xù)系統(tǒng)產(chǎn)生影響[5]。

抗沖擊能力強(qiáng)。常德地處沅江下游和澧水中下游，雨季集中，雨季來臨時(shí)最大處理流量達(dá)到40m3/h，對一般設(shè)備的處理工藝的考驗(yàn)較大。DM 一體化工藝面對極端情況時(shí)，只需提高加藥量就能保證出水水質(zhì)在達(dá)標(biāo)范圍內(nèi)。

日常運(yùn)維成本低。DBS 廢水處理藥劑處理含煤廢水的加藥量能控制在50g/t，按20m3/h 的日常運(yùn)行水量計(jì)算，運(yùn)維人員一天只需加入1～2包藥劑（單包25kg）。整套系統(tǒng)通過PLC 自動(dòng)控制，運(yùn)行時(shí)可做到無人值守，只需定期安排人員操作壓濾裝置即可。

此工藝經(jīng)實(shí)際運(yùn)行驗(yàn)證，運(yùn)行狀況穩(wěn)定。處理后水質(zhì)清亮且產(chǎn)水全部循環(huán)使用，經(jīng)檢測，SS、pH值、COD 等指標(biāo)均達(dá)到或優(yōu)于《煤炭工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB20426-2006），并在設(shè)計(jì)、施工和安裝上符合國家的專業(yè)技術(shù)規(guī)范與標(biāo)準(zhǔn)。各污染物的進(jìn)水、產(chǎn)水、排放標(biāo)準(zhǔn)分別為：pH 值7.1/7.2/6～9；總懸浮物（mg/L）2235/22/70；化學(xué)需氧量（mg/L）35/30/70。色度進(jìn)水、產(chǎn)水為280/16。

3 結(jié)語

在保證系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定且出水水質(zhì)達(dá)標(biāo)、清水循環(huán)利用情況下，含煤廢水處理研究方向應(yīng)是減短工藝流程、提高工作效率、降低運(yùn)行費(fèi)用等方面。從現(xiàn)有的處理技術(shù)來看，DM 一體化處理技術(shù)、電絮凝技術(shù)、濾膜技術(shù)等多種廢水處理方式均可達(dá)到廢水處理的效果。但從實(shí)用性、經(jīng)濟(jì)性看，電絮凝技術(shù)、濾膜技術(shù)等其他廢水處理技術(shù)都需要在原有系統(tǒng)中增加大量設(shè)備，且日常維護(hù)復(fù)雜，經(jīng)濟(jì)性較差。

隨著國家對環(huán)境問題的重視程度逐年加深，監(jiān)管力度逐年加大。燃煤發(fā)電企業(yè)在選擇含煤廢水系統(tǒng)時(shí)，不僅需要考慮環(huán)境效益、社會(huì)效益，還要考慮到經(jīng)濟(jì)效益。在多數(shù)電廠含煤廢水系統(tǒng)的實(shí)際運(yùn)行中，DM 一體化處理技術(shù)與DBS 材料明顯更具有優(yōu)勢，具有很好的推廣價(jià)值。