國內(nèi)外火電廠工業(yè)廢水處理系統(tǒng)調(diào)試淺析
——以菲律賓Kausawagan火電廠為例

王婷婷

（上海電力建設(shè)啟動調(diào)整試驗所有限公司，上海 200000）

0 引言

隨著社會的進(jìn)步和發(fā)展，使得人們的用電需求在不斷增加，從而推動了電力行業(yè)的發(fā)展。國內(nèi)電廠目前大部分廢水必須經(jīng)過處理后進(jìn)行回收再利用，因而工業(yè)廢水處理顯得尤為重要，調(diào)試好工業(yè)廢水處理系統(tǒng)，確保工業(yè)廢水處理系統(tǒng)的正常運行，才能提高廢水的回收利用率，節(jié)約水資源，避免對自然環(huán)境的污染；國外電廠受到當(dāng)?shù)丨h(huán)保法律、標(biāo)準(zhǔn)要求，在調(diào)試程序、試驗項目、驗收標(biāo)準(zhǔn)等方面都和國內(nèi)有所差異。

1 調(diào)試工業(yè)廢水處理系統(tǒng)簡述

工業(yè)廢水處理系統(tǒng)在火力發(fā)電廠運行過程中起著非常重要的作用，電廠運行過程中的廢水若無法及時處理回用或達(dá)標(biāo)外排，會導(dǎo)致整個機(jī)組被迫停運，造成直接經(jīng)濟(jì)損失。機(jī)組的啟停會造成運行費用的額外增加以及設(shè)備的使用壽命減少。為防止此類情況的發(fā)生，做好工業(yè)廢水處理系統(tǒng)的調(diào)試工作至關(guān)重要，確保工業(yè)廢水處理系統(tǒng)能與機(jī)組同步投用并穩(wěn)定運行。

工業(yè)廢水處理系統(tǒng)主要由廢水貯存池、曝氣設(shè)備、廢水反應(yīng)設(shè)備、加藥設(shè)備、污泥處理設(shè)備和監(jiān)控系統(tǒng)組成。

工業(yè)廢水處理系統(tǒng)基本流程分為兩種：

1）經(jīng)常性廢水處理流程：廢水貯存池—pH 調(diào)節(jié)池—絮凝/澄清池—最終中和池—凈水池—過濾器

2）非經(jīng)常性廢水處理流程：廢水貯存池—氧化反應(yīng)池—pH 調(diào)節(jié)池—絮凝/澄清池—最終中和池—凈水池—過濾器

工業(yè)廢水處理系統(tǒng)加藥設(shè)備主要有：酸加藥裝置、堿加藥裝置、混凝劑加藥裝置、助凝劑加藥裝置和氧化劑加藥裝置。另設(shè)污泥處置設(shè)備，包括：污泥濃縮設(shè)備、污泥泵、污泥脫水機(jī)、脫水污泥斗和脫水加藥泵等組成。

2 調(diào)試工業(yè)廢水處理系統(tǒng)的注意要點

在調(diào)試工業(yè)廢水處理系統(tǒng)時需要特別注意的點是：

1）廢水的來源?；鹆Πl(fā)電廠中有兩類廢水：經(jīng)常性廢水、非經(jīng)常性廢水。經(jīng)常性廢水指原水預(yù)處理裝置的排水、鍋爐補(bǔ)給水處理系統(tǒng)排水、凝結(jié)水精處理系統(tǒng)再生排水、化學(xué)試驗室排水、取樣排水、鍋爐排污、循環(huán)水補(bǔ)充水處理系統(tǒng)排水等。非經(jīng)常性廢水指鍋爐化學(xué)清洗排水、鍋爐空氣預(yù)熱器沖洗排水、鍋爐煙氣側(cè)沖洗排水、除塵器沖洗排水等。非經(jīng)常性廢水中化學(xué)清洗排水是指化學(xué)清洗前后的沖洗水，而非化學(xué)清洗過程中的清洗廢液，故而工業(yè)廢水處理系統(tǒng)不具備處理化學(xué)清洗廢液的能力，只具有儲存能力?，F(xiàn)國內(nèi)直流爐和過熱蒸汽出口壓力為9.8 MPa 及以上的汽包爐，在投產(chǎn)前都必須進(jìn)行化學(xué)清洗。國內(nèi)大機(jī)組化學(xué)清洗多數(shù)采用檸檬酸或EDTA 清洗，該化學(xué)清洗廢液中會含有大量的重金屬絡(luò)合物及有機(jī)酸等，工業(yè)廢水系統(tǒng)中常用的混凝、沉淀處理工藝是無法去除廢液中的重金屬絡(luò)合物及有機(jī)酸等，需通過其他方式進(jìn)行處理。

2）加藥量的控制?；鹆Πl(fā)電廠正常運行的情況下，廢水來源基本穩(wěn)定，即經(jīng)常性廢水。加藥量控制好后，基本不需要再調(diào)整。但在機(jī)組的酸洗、或者長時間停運保養(yǎng)后等情況下，廢水水質(zhì)與平時運行時會不同，需要重新調(diào)整加藥量，滿足處理后的廢水能達(dá)標(biāo)。

3）污泥的處理。廠區(qū)內(nèi)廢水的污泥量比較少，處理效果不佳。標(biāo)準(zhǔn)要求污泥脫水機(jī)進(jìn)泥含固率應(yīng)為3%~5%，再進(jìn)行處理。但也有些特殊情況存在，如在處理火力發(fā)電廠基建期的化學(xué)清洗后沖洗水時，會導(dǎo)致污泥量大幅度增加，需要及時處理污泥，不然會導(dǎo)致因污泥量過多，工業(yè)廢水處理系統(tǒng)的出水渾濁，出水水質(zhì)無法達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，導(dǎo)致整個處理系統(tǒng)都無法正常運行。工業(yè)廢水處理系統(tǒng)中污泥處理系統(tǒng)穩(wěn)定運行十分重要。

3 簡述菲律賓K廠工業(yè)廢水處理系統(tǒng)調(diào)試流程

菲律賓K廠由美國黑石公司投資，中國電建公司總承包建設(shè)，以ASME標(biāo)準(zhǔn)為驗收標(biāo)準(zhǔn)。

業(yè)主在審核調(diào)試方案時比較注重的點是：

1）預(yù)估整個系統(tǒng)調(diào)試過程中所需藥品的濃度及數(shù)量并列明清單。

2）寫明調(diào)試過程中可能需要用到的分析儀表。

3）泵的輸出壓力，需在調(diào)試過程中記錄。

4）調(diào)試過程中可能遇到危害人身安全、設(shè)備安全的問題。

5）系統(tǒng)調(diào)試范圍需在圖紙上標(biāo)明，列明圖紙名稱，以便業(yè)主在審查時能夠找到對應(yīng)的圖紙。

6）泵的功能性試驗及泵的冗余切換試驗。

在完成機(jī)務(wù)完工證明（mechanical completion certificate，MCC）文件包后，進(jìn)入調(diào)試前需準(zhǔn)備MCC boundary，即邊界圖。將系統(tǒng)邊界在P&ID圖上畫出，把系統(tǒng)劃分為若干個子系統(tǒng)，并經(jīng)業(yè)主審核通過。業(yè)主、總包以及調(diào)試方根據(jù)邊界圖對系統(tǒng)進(jìn)行walk down檢查，確認(rèn)是否能進(jìn)行調(diào)試工作，若整個工業(yè)廢水處理系統(tǒng)安裝未完善，但部分子系統(tǒng)已完成安裝，則可進(jìn)行子系統(tǒng)的調(diào)試。因此，在準(zhǔn)備邊界圖時，系統(tǒng)分的越細(xì)，子系統(tǒng)越小，越利于調(diào)試工作的開展和進(jìn)度把控。在繪制邊界圖時，將工業(yè)廢水處理系統(tǒng)分為16 個子系統(tǒng)，用不同顏色將每個子系統(tǒng)畫出并編號，如圖1所示。

圖1 工業(yè)廢水處理系統(tǒng)邊界圖

在walk down 檢查后，根據(jù)系統(tǒng)檢查情況，業(yè)主會出一個punchlist（缺陷清單），清單里會列明遺留的缺陷，缺陷分等級，A 級表示嚴(yán)重影響調(diào)試工作的缺陷，必須進(jìn)行整改后才可以進(jìn)行調(diào)試，其他等級有整改期限，但不影響調(diào)試工作的開展是可以進(jìn)行LOTO（lock out tagout）票的申請，相當(dāng)于國內(nèi)的工作票，由調(diào)試人員申請調(diào)試作業(yè)許可證（commissioning boundary permit isolations），接著進(jìn)行安全檢查簽證（safety clearance certificate，SCC）申請確認(rèn)，確認(rèn)的主要內(nèi)容是：

1）確認(rèn)該系統(tǒng)/子系統(tǒng)MCC文件包已審批通過。

2）確認(rèn)所有安裝單位的鎖具已被移除。

3）確認(rèn)所有調(diào)試單位的鎖具和警示牌已安放到位，填寫LOTO票編號。

確認(rèn)完成后進(jìn)行送電通知（notice of energiza‐tion，NOE）申請，完成以上程序后方可進(jìn)行調(diào)試。

系統(tǒng)調(diào)試過程和國內(nèi)無太大差別。主要區(qū)別是系統(tǒng)調(diào)試完成后，需進(jìn)行泵的功能性試驗及泵的冗余切換試驗。系統(tǒng)中涉及到的凡是有兩臺及以上的泵都需要進(jìn)行冗余切換試驗，確保A 泵故障跳閘后，B泵能立即啟動，或是B 泵故障跳閘后，A 泵能立即啟動，保障系統(tǒng)的正常運行。試驗驗收如圖2所示。

圖2 泵的冗余切換試驗驗收

主要對清水輸送泵（Clarified Water Forwarding Pumps）及廢水輸送泵（Waste Water Transfer Pumps）進(jìn)行泵的功能性試驗。試驗一：A 泵處于運行狀態(tài)，且B 泵處于“自動”狀態(tài)，當(dāng)A 泵故障跳閘，驗證B 泵可以立即啟動。B 泵處于運行狀態(tài)，且A 泵處于“自動”狀態(tài)，當(dāng)B 泵故障跳閘，驗證A 泵可以立即啟動。試驗二：當(dāng)A 泵處于運行狀態(tài)，B 泵處于“自動”狀態(tài)時，A 泵出口壓力低時，驗證B 泵可以立即啟動，并可以使用DCS 控制低壓力報警裝置，使壓力變送器恢復(fù)至正常狀態(tài)。當(dāng)B 泵處于運行狀態(tài)，A 泵處于“自動“狀態(tài)時，B 泵出口壓力低時，驗證A 泵可以立即啟動，并可以使用DCS 控制低壓力報警裝置，使壓力變送器恢復(fù)至正常狀態(tài)。

試驗驗收如圖3所示。

圖3 泵的功能性試驗驗收

4 菲律賓K廠調(diào)試遇到的問題

在工業(yè)廢水處理系統(tǒng)調(diào)試過程中，因化學(xué)清洗廢液需在廠內(nèi)處理（國內(nèi)一般有專業(yè)公司處理或外運至具有相應(yīng)資質(zhì)的專業(yè)公司進(jìn)行處理），導(dǎo)致系統(tǒng)調(diào)試出現(xiàn)了問題。

1）在處理堿洗廢液時，堿洗廢液中的油污需要去除，工業(yè)廢水處理系統(tǒng)的處理流程中沒有除油設(shè)備，無法去除油污。這時需要進(jìn)行人工除油，使用吸油物，將堿洗廢液中表面的浮油吸附在吸油物上，以去除堿洗廢液中的浮油。浮油去除后，再進(jìn)行廢水的曝氣處理。廢水在曝氣處理過程中會產(chǎn)生大量的泡沫，這時需人工向工業(yè)廢水處理系統(tǒng)中加入消泡劑，將泡沫去除后，方可對廢水進(jìn)行降低COD 及混凝沉淀處理。除油除泡后的廢水和火電廠正常運行時的廢水也有所不同，處理流程雖基本相同，但使用藥品的劑量卻不同，藥量相對要多，具體加藥量需根據(jù)出水化驗結(jié)果進(jìn)行調(diào)整，出水不合格時，再進(jìn)行循環(huán)處理，直至出水水質(zhì)合格。

2）在處理化學(xué)清洗廢液時，菲律賓K廠使用的是檸檬酸進(jìn)行化學(xué)清洗，化學(xué)清洗廢液中含有大量重金屬絡(luò)合物、一定濃度的檸檬酸殘液及大量的聯(lián)氨廢液等。需加入石灰，與化學(xué)清洗廢液中的重金屬絡(luò)合物進(jìn)行反應(yīng)，此時會形成大量沉淀物，再經(jīng)過混凝沉淀，過程中會產(chǎn)生大量的污泥，且出水水質(zhì)不穩(wěn)定，需多次循環(huán)處理，并加入活性炭粉進(jìn)行吸附，經(jīng)過澄清池后出水才會清澈。但在此過程中會產(chǎn)生大量的污泥，需啟動污泥處理系統(tǒng)進(jìn)行污泥處理，污泥濃縮設(shè)備的污泥固體負(fù)荷宜為60 kg/（m2·d）~120 kg/（m2·d），進(jìn)入濃縮池污泥含固率宜為1%~2%，污泥堆積太多，污泥含固率增高，污泥濃縮時間宜為12 h~24 h，脫水機(jī)的進(jìn)泥含固率宜為3%~5%，含固率過高，脫水劑加藥泵的加藥量不能滿足需求，會導(dǎo)致脫泥效果不佳，甚至損傷脫水機(jī)。因此在進(jìn)行堿洗廢液的處理時需同時對污泥進(jìn)行含固率的檢測，一旦符合脫水機(jī)進(jìn)泥含固率的要求，就需啟動污泥處理系統(tǒng)進(jìn)行污泥處理，才能保證在處理后續(xù)廢液的過程中不會因污泥堆積來不及處理而導(dǎo)致整個工業(yè)廢水處理系統(tǒng)無法正常運行。

3）不論化學(xué)清洗中的堿洗廢液還是酸洗廢液，在廢液處理時都需進(jìn)行降低COD 含量的處理，即加入氧化劑及曝氣處理。因菲律賓更加注重生態(tài)環(huán)境的保護(hù)，對排入海水的廢水還會進(jìn)行溶解氧的檢測，雖沒有明確規(guī)定溶解氧的排放濃度，但其要求至少不低于5 mg/L。因為溶解氧值低于5 mg/L 時，一些魚類的呼吸就會發(fā)生困難。

因此，在菲律賓K 廠處理化學(xué)清洗廢水時，耗費很大的人力、物力、財力，進(jìn)行了很多小型試驗及工藝調(diào)整，最終完成清洗廢液的現(xiàn)場處理，達(dá)標(biāo)排放。菲律賓當(dāng)?shù)丨h(huán)保排放標(biāo)準(zhǔn)詳見表1。

表1 國內(nèi)與菲律賓K廠排放標(biāo)準(zhǔn)

5 國內(nèi)與菲律賓K廠排放標(biāo)準(zhǔn)對比

國內(nèi)廢水排放標(biāo)準(zhǔn)主要以GB 8978—1996 污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)為準(zhǔn)，菲律賓K廠廢水排放標(biāo)準(zhǔn)主要以世界銀行提供的標(biāo)準(zhǔn)為依據(jù)。

從表1 可以看出，在排放項目上，國內(nèi)外大部分要求是一致的，但國內(nèi)排放項目的要求相對比較多，而國外的排放指標(biāo)相對比較嚴(yán)格。國內(nèi)對能引起水體富營養(yǎng)化的有害物質(zhì)，要求比較嚴(yán)格。而國外沒有出現(xiàn)水體富營養(yǎng)化的現(xiàn)象，所以對這方面沒有具體要求。菲律賓K 廠沿海海水通常分為休閑用水及漁業(yè)用水，休閑用水如公共劃船、游泳、跳水等，漁業(yè)用水如商業(yè)和自給性漁業(yè)，由此看出，國外對水質(zhì)的重點要求在于水質(zhì)清澈、無重金屬、COD 要求更嚴(yán)格，對海洋生物有害的物質(zhì)要求也更為嚴(yán)格。但無論國內(nèi)外對排放水質(zhì)的要求如何，我們都應(yīng)該遵循其要求，按標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行廢水的處理，以達(dá)到排放指標(biāo)。

目前國內(nèi)對于廢水零排放比較重視。旨在回收利用廢水，對環(huán)境造成零污染，節(jié)約水資源，合理利用水資源?！傲闩欧拧笔侵钙髽I(yè)或主體單元的生產(chǎn)用水系統(tǒng)達(dá)到無工業(yè)廢水外排。而對于廢水進(jìn)行零排放處理需要增加一系列配套設(shè)備，目前國內(nèi)常規(guī)方法如下：1）廢水經(jīng)過生化處理后，進(jìn)入超濾系統(tǒng)對其進(jìn)行粗過濾處理；2）超濾產(chǎn)水進(jìn)入反滲透膜系統(tǒng)進(jìn)行膜分離處理，濃縮進(jìn)入高壓膜系統(tǒng)；3）高壓膜濃水進(jìn)入蒸發(fā)系統(tǒng)；4）進(jìn)行蒸發(fā)結(jié)晶“零排放”處理；5）蒸發(fā)結(jié)晶物以固廢方式存在，委托危廢中心處理。

6 結(jié)語

國內(nèi)火力發(fā)電廠工業(yè)廢水處理是為了實現(xiàn)零污染、零排放，避免環(huán)境污染，環(huán)境保護(hù)的問題，必須高度重視，人人有責(zé)。在進(jìn)行工業(yè)廢水處理系統(tǒng)調(diào)試時，不能馬虎，必須確?；赜没蚺欧诺膹U水符合國家標(biāo)準(zhǔn)、地方標(biāo)準(zhǔn)，保護(hù)環(huán)境。同時通過對菲律賓K 廠工業(yè)廢水處理調(diào)試程序和化學(xué)清洗廢液處理的介紹，希望對廣大海內(nèi)外電廠建設(shè)同行能有所幫助，避免在工業(yè)廢水處理系統(tǒng)調(diào)試工作中走不必要的彎路，為一帶一路建設(shè)做出微薄之力。