中和水復合循環利用

倪志煌

（石獅熱電有限責任公司，福建 石獅 362700）

福建石獅熱電廠原已設置有2×100m3的中和池及酸堿加藥管道，現由于多期擴建，離子交換器設備直徑加大、設備數量的增加，該中和池的容積太小，已無法在該池內完成陽、陰離子交換器再生廢水的酸堿廢水自中和，需分別加酸或加堿對來自陽床的再生酸水及來自陰床的堿水進行pH調整，導致電廠的酸耗及堿耗增加，中和完后的中和水無法循環利用。為此公司于2016年決定對廢棄的冷卻水池進行重新防腐利用并改造成中和水復用水池，經過近1年的改造且已試運完成，改造完的中和水復用對全廠的經濟效益和“三廢”排放起到重要的作用。

1 概況

熱電廠中化水的中和水是在化水系統制作中形成的。在化水的制水過程中會消耗大量的水資源，而在化水陰陽床過濾水資源的過程中會形成大量的廢水。在這些廢水內含有大量的酸、堿，不能夠直接外排，這樣會對環境造成影響，而且還會浪費大量的水資源。所以中和水就是把熱電廠制水過程中形成的廢水進行沉淀之后，進行再次循環利用。該熱電廠于1998年建成投產，由于當時的設計場地設備的技術性問題等多方面原因，該中和池的容積太小，已無法在該池內完成陽、陰離子交換器再生廢水的酸堿廢水自中和，需分別加酸或加堿對來自陽床的再生酸水及來自陰床的堿水進行pH調整，導致電廠的酸耗及堿耗增加。該廠的化水水處理系統每次進行再生水處理所形成的廢水情況見表1。

表1

化 水 車 間 2個 中 和 池，1#池 103．95m3、2#池105．53m3，正常運行時單池最多只能容納90m3，會造成廢水大量囤積，使床體不能進行再生水，只能等到廢水池進行完中和后，排出中和水才能進行再中和使用，這樣就加大了人工成本。廢水長時間在罐體內會對設備造成一定的損壞。由于該廠的生產用水量大，又不能及時的再生出新的生產用水，導致化水人員需要進行頻繁的操作化水生產系統進行制水，才能滿足生產用水量。過度的操作生產設備會使設備易損，廢水不能及時中和也對環境造成了一定影響。但離子交換混床和陰陽床設備在再生和沖洗時，產生的再生廢水的水質仍然很差，常含有大量的酸、堿，有機物含量也很高。目前已有中和池對廢水進行酸堿中和，但原先排水中的懸浮物和COD仍達不到脫硫島工藝水的水質使用循環要求，見表2。

表2

2 對比方案

目前該廢水經酸堿中和后全部外排。為了節約用水，減少廢水排放量，對再生廢水進行綜合利用，根據以上情況，與設計院溝通后形成如下兩種方案。

2.1 方案一

在化水車間廢水池邊上安裝2臺出力為20t/h的泵，廢水出水管道上接1條DN80管道及電動門，將工業冷卻水打到脫硫工藝水箱，作為補充水。利用其中1個廢水池容納中和合格的廢水，并用20t/h的泵連續往脫硫工藝水箱進水，另1個水池用來再生產生的廢水。當沒有再生廢水時，停泵的同時工業水至脫硫工藝水箱的電動門自動打開，往脫硫工藝水箱補水。

存在的問題：

（1）中和池的容量太小，交換器再生時，瞬時產生的廢水量較大，1個水池無法容納，只能邊往外排水，導致再生廢水利用率低，且無法控制外排廢水的pH值。

（2）酸堿用量增加。無法充分利用自身的酸堿廢水進行中和，需消耗一定量的酸堿液。

（3）進行酸堿中和及廢水排放操作的次數增加，工作緊張。

2.2 方案二

利用現有的循環水池作為緩沖池。在循環水池邊上安裝2臺出力為20t/h的泵，出水管道上接1條DN80管道及電動門，將工業冷卻水打到脫硫工藝水箱，作為補充水。正常運行時，將再生廢水中和后匯集在循環水池，用20t/h的泵連續將廢水打到脫硫工藝水箱，當沒有再生廢水時，停泵的同時，工業水至脫硫工藝水箱的電動門自動打開，往脫硫工藝水箱補水，見圖1。

存在問題：

（1）循環水池需重新進行修補并防腐。

（2）1、2#循環水池中間的擋水墻要加高。

圖1

鑒于此，建議選用方案二。

3 中和水循環利用

對原中和池廢水處理系統進行改造后，解決了pH不穩定的問題。但懸浮物（SS）和化學需氧量CODCr的問題仍需進行解決，使鍋爐補給水處理系統的反洗和再生廢水滿足脫硫工藝水的水質要求。采用了高效沉淀池+臭氧活性炭的組合工藝，逐步對SS和COD問題進行重點解決，見圖2。

圖2

離子交換混床和陰陽床的再生廢水流入中和池，然后由新安裝的2臺廢水泵打入至高效沉淀池。高效沉淀池是集混凝、絮凝、沉淀于一體的單元，主要優點是占地小，沉淀效率高，排放污泥含固率高，抗負荷變化能力強，節約藥劑，水量損失小。廢水先進入混凝池，在混凝池內投加混凝劑，經快速反應后進入絮凝池，在此投加絮凝劑，使各種懸浮物、凝聚物等形成較大的礬花，再進入斜管沉淀池，沉淀池上部清水經集水槽收集進入臭氧反應罐和活性炭吸附罐。臭氧活性炭池活性炭物理化學吸附、臭氧化學氧化、氧化降解及臭氧滅菌消毒4種技術合為一體的工藝，使得水中溶解和膠體狀的有機物轉化為較易降解的有機物，將某些分子量較高的腐殖質氧化為分子量較低、易降解的物質。最后過濾完的中和水進入清水池。利用這兩大新工藝系統極大的改善了中和水的水質要求，包含了其他水處理工藝系統所無法處理的雜質，還可除去廢水沉淀池所形成的臭氧，使其迅速轉化成氧氣，從而防止臭氧進入空氣形成二次污染。裝置工藝處理效果預測見表3。

4 安裝調試

電廠于2018年對廢棄的冷卻塔水池進行全面改造、防腐。在原本的舊設備基礎上增加了一些新的過濾設備，新的廢水泵情況見表4。

如淺層砂過濾器，該設備的防腐性能好，適合于酸堿中和水，使其壽命延長，過濾水量大，過濾流速快，且該系統由智能控制，這樣就大大降低了人工成本。現在增加一個廢水池大概可以蓄水約300m3，增加了廢水的中和水量，增加了化水系統的制水能力，使得化水設備不在長期頻繁的操作下減少設備的使用壽命。由于中和水外排是污染環境的水源之一，目前，公司已完成了對中和水水池及其管道的安裝。經過一段時間的試運行，經中和池廢水處理改造系統處理后，其出水滿足脫硫島工藝水水質要求，見表5。

表3 裝置工藝處理效果預測表

表4

其它指標可以維持不變。在使用過程中化水系統減少制水次數，造成水沖擊次數減少，使廢水及時排除進行中和，防止廢水沉滯造成腐蝕，大大延長設備的使用壽命，提高設備的使用率，安全性整體優于原本頻繁操作的制水系統，節省大量的人工時間，使企業減少人工成本。由于水電成本過高，脫離工藝用水量每月約為14400t，利用新增加的中和水制水系統加速了中和速度，加上新增加的淺層砂過濾器進行過濾水，使其中和過后的水資源能夠進行循環利用，節省再生廢水量每月約為7000t左右，水資源的浪費情況明顯減少，給企業節水、節電帶來明顯的經濟效益，降低了電廠的用水量，環境也得到了明顯的保護，減少“三廢”排放，維護周邊生態環境，實行同步治理，提倡清潔生產，為電廠的經濟運行起到了重要作用。

表5

5 結語

石獅熱電有限責任公司化水車間中和水復用水處理系統的各種設備安裝位置的情況均符合環境保護協議，安裝調試完后設備能夠穩定正常運行，并且出水的水質均達到設計要求，調試運行結果證明，該設計方案是成功的。