劉麗梅
(大唐河北發(fā)電有限公司馬頭熱電分公司,河北 邯鄲 056044)
大唐河北發(fā)電有限公司馬頭熱電分公司(簡稱“馬頭發(fā)電公司”)循環(huán)冷卻水系統(tǒng)設(shè)計水源為馬頭生態(tài)工業(yè)城污水處理廠一級B出水,備用水源為滏陽河水。來水經(jīng)中水深度處理后,用于循環(huán)冷卻水系統(tǒng)補水。中水處理系統(tǒng)包括2座2 000t生水調(diào)節(jié)池、3個1 000t/h生化水出水泵,10座200t/h生物曝氣池,2座400t生水池,3個1 000t/h中水提升泵,2座1 400t/h澄清池,7座378t/h變孔隙濾池,2個1 500t成品水箱。中水處理系統(tǒng)設(shè)計出力為2 000t/h,主系統(tǒng)設(shè)置了2座出力為560~1 400t/h的機(jī)械加速澄清池和7臺出力為380t/h的變孔隙重力式砂濾池。變孔隙濾池出水流入成品水池,由3臺補水泵提供9、10號水塔循環(huán)水補水,正常處理水量為2 000m3/h,產(chǎn)水量為2 000m3/h。為掌握中水處理系統(tǒng)的最佳運行狀況,在500t/h工況下進(jìn)行試驗,優(yōu)化澄清池藥量投入。中水石灰混凝澄清過濾系統(tǒng)工藝流程見圖1。

圖1 中水石灰混凝澄清過濾系統(tǒng)流程
馬頭發(fā)電公司2臺300MW機(jī)組配套設(shè)施中水處理系統(tǒng)于2011年1月正式投產(chǎn),其主要設(shè)備澄清池采用石灰混凝聯(lián)合處理工藝,每月石灰平均用量為140~160t,每月聚合硫酸鐵(簡稱“聚鐵”)平均用量為120~140t,由于石灰與聚鐵藥量配比不合理,不僅造成部分藥品浪費,不能使設(shè)備達(dá)到經(jīng)濟(jì)運行工況,還影響澄清池出水水質(zhì),進(jìn)而影響9、10號水塔循環(huán)水水質(zhì)。另外由于設(shè)備未進(jìn)行過優(yōu)化運行調(diào)試,值班員缺乏運行經(jīng)驗,設(shè)備經(jīng)濟(jì)運行情況下的藥量投入無數(shù)據(jù)參考,不利于現(xiàn)場運行調(diào)整。
澄清池為中水處理系統(tǒng)主要設(shè)備,在澄清池中加入聚鐵可去除水中懸浮物,保證出水濁度,投加藥量應(yīng)以能達(dá)到水質(zhì)合格為標(biāo)準(zhǔn)。劑量太大,會造成出水發(fā)黃,藥品浪費;劑量太小,未達(dá)到預(yù)期的凝聚效果。加入石灰能降低水的硬度和堿度,同時對水中有機(jī)物產(chǎn)生吸附,從而降低水中有機(jī)物濃度,但主要目的是降低原水的碳酸鹽堿度。石灰混凝聯(lián)合處理,既可以除去水中鈣鎂的碳酸鹽硬度,又提高了除去懸浮物和膠體的效果。
影響澄清池凝聚效果的因素有很多,如攪拌機(jī)轉(zhuǎn)速、排污的控制、流量波動、水質(zhì)變化、設(shè)備缺陷等,致使澄清池出水水質(zhì)很不穩(wěn)定,出水pH值維持在10以上不太容易,且出水pH值維持過高,會相應(yīng)增加調(diào)節(jié)pH值的硫酸用量。根據(jù)小型試驗結(jié)果,結(jié)合現(xiàn)場實際,通過改變石灰給料機(jī)頻率,保證澄清池出水pH值為9.0~10.0。在500t/h工況下對澄清池單池進(jìn)行聚鐵、石灰藥量配比調(diào)整試驗,每種運行藥量調(diào)整工況需穩(wěn)定運行5-7天,才可進(jìn)行下一藥量配比調(diào)試。
通過調(diào)整澄清池攪拌機(jī)轉(zhuǎn)速,監(jiān)測澄清池第一反應(yīng)室沉降比為10%~15%,第二反應(yīng)室沉降比5%~10%,石灰與聚鐵藥量分別按8%、10%,7%、10%,5%、5%,3種不同藥量投入時,澄清池出水pH值分別為9.85、9.63、9.269,澄清池進(jìn)出水及成品水水質(zhì)對比見表1。

表1 澄清池進(jìn)出水及成品水水質(zhì)對比
由表2可知,3種不同藥量投入時,系統(tǒng)出水均滿足濁度≤5NTU、全堿度<3mmol/L、COD<20 mg/L的要求,但石灰與聚鐵藥量為5%、5%時既保證出水水質(zhì),且藥品用量最少,較經(jīng)濟(jì)。
根據(jù)調(diào)試結(jié)果,中水61號澄清池維持在500t/h運行工況下,保持石灰、聚鐵藥量為5%、5%投入時石灰混凝聯(lián)合處理效果良好。對中水進(jìn)行系統(tǒng)查定試驗,調(diào)試前后澄清池出水及補往9、10號塔的循環(huán)水水質(zhì)情況見表2。

表2 調(diào)試前后水質(zhì)情況
由表2可知,調(diào)試前后澄清池進(jìn)水水質(zhì)變化不明顯,堿度基本沒有變化。調(diào)試前澄清池出水濁度滿足要求,但pH值維持在8.3時,碳酸鹽堿度去除率僅為20.9%,石灰投入量明顯不足,導(dǎo)致機(jī)組循環(huán)水濃縮倍率維持較低,不利于機(jī)組節(jié)水。調(diào)試后石灰、聚鐵藥量為5%、5%投入時,出水濁度略有升高,但堿度去除率明顯提高,達(dá)73.2%,出水水質(zhì)明顯改善,藥量投入配比適當(dāng),保證機(jī)組循環(huán)水水質(zhì)。
a.藥品用量明顯降低。2座澄清池500t/h運行工況下,即按1 000t/h循環(huán)水用水量進(jìn)行計算,調(diào)試前后藥量對比結(jié)果見表3。

表3 調(diào)試前后藥量對比結(jié)果
調(diào)試前每月聚鐵藥品用量約130t,調(diào)試后每月聚鐵藥品用量約70t,較調(diào)試前節(jié)約聚鐵藥品近50%,年節(jié)約聚鐵藥品60t×12=720t;按聚鐵單價700元/t計算,年度藥品節(jié)約費用為700元/t×720t=50.4萬元。
b.節(jié)水效果顯著。水中的堿度得以除去,可以有效地提高機(jī)組冷卻水的濃縮倍率,減少機(jī)組循環(huán)水補水量。
9、10號機(jī)組正常運行冷卻水濃縮倍率維持在2.5左右,一般循環(huán)水采用石灰軟化+阻垢劑處理方式可使倍率提高3~6,若處理方式濃縮倍率按3.5計算,可節(jié)約用水100t/h,每年運行按7 000h計算,可節(jié)水達(dá)70萬t,中水取水價格按2.5元/t計算,年度節(jié)約用水費用為2.5元/t×70萬t=175萬元。
c.藥品運輸成本下降。聚鐵藥品為罐裝汽車運輸,單次運量約為30t,年節(jié)約聚鐵藥品720t,則年運輸次數(shù)下降720t/30t=24次;單次罐裝汽車運費約800元,年度藥品運費節(jié)約24×800元=1.92萬元。
綜上所述,中水系統(tǒng)維持澄清池在500t/h運行工況下,每年可帶來的經(jīng)濟(jì)效益為50.4元+175元+1.92元=227.32萬元。
該次常用工況下的藥量配比優(yōu)化調(diào)整達(dá)到了降低成本,改善出水水質(zhì)的目的,希望能為同類電廠提供參考。由于該次只對冬季500t/h運行藥量配比調(diào)試分析,未考慮由于流量調(diào)整因素對水質(zhì)造成的影響,其他運行工況最佳藥量配比需進(jìn)一步摸索。