50 MW 生物質(zhì)發(fā)電機組廢水零排放技術(shù)分析

陳潔薇，譚方良，王思明，楊曉冬，張健明

（中機第一設(shè)計研究院有限公司，合肥 230601）

1 引言

生物質(zhì)發(fā)電廠廢水處理環(huán)節(jié)中一直存在原水預處理效果不佳、污水處理效果較差以及循環(huán)水排污量較大等問題，而我國的水資源較為缺乏，水資源短缺情況較為嚴重，電力行業(yè)又是我國用水量較大的行業(yè)，因此需要對其開展深層次的節(jié)水措施，減少電廠污水的排放量，降低其對水資源產(chǎn)生的污染。

2 某50 MW 生物質(zhì)發(fā)電廠概況

2.1 生物質(zhì)發(fā)電廠水平衡情況

本文選擇研究的生物質(zhì)發(fā)電廠機組采用220 t/h 高溫高壓循環(huán)流化床鍋爐，配2 臺凝汽式的汽輪機組，裝機容量為2×50 MW。某生物質(zhì)發(fā)電廠的工業(yè)生產(chǎn)用水源為當?shù)刂苓叺牡乇砗恿魉偷叵律罹?，備用水源為市政自來水；生活用水水源由市政自來水管網(wǎng)供應(yīng)。

地表水經(jīng)廠外取水泵站送至廠區(qū)、地下深井水采用軸流深井泵提升，來水經(jīng)過一體化凈水站進行加藥混凝過濾、沉淀并投加殺菌滅藻劑處理后，作為生物質(zhì)發(fā)電廠內(nèi)的工業(yè)用水源、消防用水源，由廠內(nèi)綜合水泵房內(nèi)設(shè)置的工業(yè)水泵、循環(huán)水泵、消防系統(tǒng)水泵等輸水設(shè)備送至全廠各個用水點。市政自來水則是作為地表水和地下水的后補水源，確保在主水源發(fā)生突發(fā)情況時可及時對廠內(nèi)工業(yè)用水、消防用水以及生活用水進行補充。某生物質(zhì)發(fā)電廠內(nèi)的水平衡情況如圖1 所示。需要特別說明的是，深井水主要作為鍋爐補給水處理系統(tǒng)補水和含油污水處理系統(tǒng)補水；其他以循環(huán)冷卻水系統(tǒng)為代表的消耗性工業(yè)用水主要依靠地表水源補充；市政自來水為廠內(nèi)倒班樓、食堂、辦公室等處提供生活用水。生物質(zhì)發(fā)電廠內(nèi)的主要消耗水資源的形式為：鍋爐汽水循環(huán)系統(tǒng)產(chǎn)生的蒸發(fā)，循環(huán)冷卻塔風吹、蒸發(fā)產(chǎn)生的消耗等。

圖1 某生物質(zhì)發(fā)電廠內(nèi)的水平衡情況

2.2 各個系統(tǒng)水耗情況

通過對全廠各個系統(tǒng)的分析排查，并在廠內(nèi)進行實際測量，對廠內(nèi)全部的取水情況、用水情況以及消耗水情況進行水平衡測試分析后得表1 所示結(jié)果。

表1 某生物質(zhì)發(fā)電廠全部用水情況（滿負荷狀態(tài)/夏季）

由表1 可知，全廠總?cè)∷繛?04.2 m3/h，總耗水量為84.2 m3/h，全廠總排水量為20 m3/h。

廠內(nèi)主要的工業(yè)用水損耗類型有：鍋爐補給水處理系統(tǒng)、循環(huán)水系統(tǒng)蒸發(fā)、風吹、排污損耗、脫硫用水損耗、除灰渣用水損耗、廠內(nèi)灑掃綠化損耗、生活用水損耗。

2.3 全廠排水情況

全廠產(chǎn)生的各種主要廢水和污水來源以及水量數(shù)據(jù)如表2 所示。

表2 某生物質(zhì)發(fā)電廠主要廢水和污水來源以及水量

3 某生物質(zhì)發(fā)電廠排水存在的問題

在正常生產(chǎn)運行階段產(chǎn)生的主要廢水類型為：循環(huán)排污水、含油污水、生活污水、各處理系統(tǒng)污水以及酸堿再生污水。上述污水在某生物質(zhì)發(fā)電廠內(nèi)存在的排水問題有以下5 個方面：（1）原水預處理系統(tǒng)使用的污泥離心脫水機的工作效率沒有達到標準工況，不滿足廠內(nèi)使用需求，導致生物質(zhì)發(fā)電廠內(nèi)的部分污泥管道出現(xiàn)腐蝕堵塞的情況，造成排泥水溢流；（2）使用的鍋爐補給水系統(tǒng)中產(chǎn)生的酸堿再生廢水現(xiàn)階段處理方式采用的是外包處理，應(yīng)根據(jù)相關(guān)環(huán)保文件的要求達到生物質(zhì)發(fā)電廠廢水零排放的標準；（3）除了對循環(huán)水排污水進行了少量的綜合利用外，剩余的大部分循環(huán)水排污水均進行排放處理，但排放的循環(huán)水排污水的水質(zhì)中有機物含量隨著環(huán)保標準的提高，目前已經(jīng)超出標準，沒有達到相關(guān)環(huán)保文件中的排放許可要求，在環(huán)保方面存在較大的隱患；（4）現(xiàn)用的地埋式生活污水處理系統(tǒng)的使用效果較差，并且存在系統(tǒng)檢查維護不方便的情況，并且系統(tǒng)內(nèi)存在較多的廢水懸浮物，這些懸浮物質(zhì)不僅數(shù)量較大，而且還很難進行清理，導致發(fā)電廠生活污水處理系統(tǒng)的部分出水水質(zhì)沒有達到相關(guān)環(huán)保規(guī)定中的排放許可要求，現(xiàn)階段主要將生活污水進行回收后用于廠內(nèi)部的綠化工作；（5）料堆場會產(chǎn)生一定量的堆積液，而廠內(nèi)并沒有對這些堆積液進行單獨的收集處理，導致在雨期部分堆積液直接進入生物質(zhì)發(fā)電廠內(nèi)的雨水管道，存在相應(yīng)的環(huán)保隱患問題[1]。

4 對某生物質(zhì)發(fā)電廠廢水排放系統(tǒng)進行優(yōu)化的措施

4.1 生活污水處理系統(tǒng)的優(yōu)化

通過對生活污水處理系統(tǒng)的設(shè)計工藝流程分析可知，其主要的生活污水處理流程：生活污水管道—格柵井—生活污水調(diào)節(jié)池—地埋式生活污水一體化處理設(shè)備—回收利用儲水池。由于現(xiàn)階段廠內(nèi)使用的生物污水處理系統(tǒng)為地埋式系統(tǒng)，系統(tǒng)設(shè)備檢查維修工作較為困難，導致目前廠內(nèi)生活污水的處理效果較差。

優(yōu)化措施：廠內(nèi)新建一套生活污水處理系統(tǒng)，該系統(tǒng)使用曝氣生物濾池處理的方式，將系統(tǒng)的設(shè)計水量定值為2×3 m3/h。這種生活污水處理方式和之前地埋式生活污水處理方式相比，其曝氣生物濾池中的濾料具有較大的表面積，且形成的生物膜濃度較高，因此系統(tǒng)的氧化降解處理性能較強，可以快速凈化生物質(zhì)發(fā)電廠內(nèi)的生活污水，并且這種生活污水處理設(shè)備的占地面積不大，對設(shè)備進行檢修也較為方便，杜絕了污泥膨脹對生活污水處理效果產(chǎn)生的影響，系統(tǒng)運行成本較低，經(jīng)系統(tǒng)處理后的生活污水可以直接用于廠區(qū)室外地面沖洗用水或廠內(nèi)綠化用水。

4.2 污泥處理系統(tǒng)的優(yōu)化

廠內(nèi)污泥處理系統(tǒng)的優(yōu)化主要是對系統(tǒng)中污泥濃縮池進行管道和設(shè)備的優(yōu)化改造，即對污泥處理系統(tǒng)內(nèi)污泥濃縮池的進出水管道、潛水攪拌器以及刮泥機進行更換，并增設(shè)一套污泥處理設(shè)備，新增設(shè)備的處理效果為8 m3/h，使系統(tǒng)處理后的污泥脫水機濾液可以在一體化的預處理系統(tǒng)中進行回收利用，以實現(xiàn)對污泥處理系統(tǒng)節(jié)水再利用的目的。

4.3 新建水循環(huán)處理系統(tǒng)的優(yōu)化

廠內(nèi)新建一套循環(huán)水排污水處理系統(tǒng)，該系統(tǒng)使用兩級軟化工藝，系統(tǒng)處理能力為15 m3/h。系統(tǒng)工藝路線為：將循環(huán)水排污水輸送至廢水緩沖池中，池體有效容積600 m3，排污水在緩沖池中進行均質(zhì)，之后將緩沖均質(zhì)后的循環(huán)水排污水使用提升水泵送到高效澄清器，在澄清器內(nèi)進行兩級軟化的澄清處理，高效澄清器設(shè)計的處理水量為20 m3/h，并配套相應(yīng)的化學藥品添加裝置和循環(huán)污泥泵，以此將澄清器內(nèi)的污泥送至污泥濃縮罐中進行濃縮處理[2]。

5 結(jié)語

本文結(jié)合某50 MW 生物質(zhì)發(fā)電廠的實際污水處理情況進行分析，在結(jié)合廠內(nèi)滿負荷取水方面、排水方面以及耗水方面的數(shù)據(jù)分析后，對廠內(nèi)的零廢水排放技術(shù)進行分析，實現(xiàn)生物質(zhì)發(fā)電廠不對外排放廢水污水的目標，減少生物質(zhì)發(fā)電廠對外界環(huán)境的污染，具有較好的環(huán)保效益。