華能某電廠廢水處理系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)分析

鄢青云 楊華

摘? ?要：本文對(duì)華能某電廠的廢水處理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)優(yōu)化進(jìn)行分析，本工程采用大量廢水減量化設(shè)計(jì)技術(shù)降低工業(yè)廢水的產(chǎn)生量，按照循環(huán)經(jīng)濟(jì)的理念，利用梯度用水的方式提高水的利用率，使電廠的所有廢水均經(jīng)濟(jì)有效地得到循環(huán)利用;同時(shí)注意污染防控，保護(hù)環(huán)境。

關(guān)鍵詞：電廠? 廢水? 零排放

中圖分類號(hào)：X703? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號(hào)：1674-098X（2020）03（a）-0089-03

Abstract： The paper optimized the design of the waste water treatment system of Huaneng Changxing power plant and adopted a large amount of waste water reduction design technology to reduce the production of industrial waste water. According to the concept of circular economy， the utilization rate of water can be improved by means of gradient water， so that all waste water from power plant can be recycled economically and effectively. Meantime， pollution prevention was controlled to protect the environment.

Key Words： Power plant; Wastewater; Zero emissions

近十幾年來(lái)，我國(guó)的燃煤清潔高效發(fā)電技術(shù)迅猛發(fā)展。燃煤發(fā)電是我國(guó)電力工業(yè)的基礎(chǔ)，燃煤發(fā)電裝機(jī)占電力總裝機(jī)規(guī)模的65%。截至2018年底，全國(guó)發(fā)電裝機(jī)容量達(dá)到19億kW，其中燃煤火電機(jī)組容量超過(guò)10億kW。2018年平均供電煤耗已降至308g標(biāo)煤/kWh，達(dá)到世界先進(jìn)水平。然而燃煤發(fā)電過(guò)程會(huì)產(chǎn)生水質(zhì)較差、污染物種類多的高鹽廢水，同時(shí)包含重金屬、懸浮物等雜質(zhì)，需要單獨(dú)處理后排放[1-7]。為滿足人民對(duì)環(huán)境的高要求和國(guó)家環(huán)保政策，電廠“零排放”概念被提出，即電廠所有水以水蒸氣或固體的形式進(jìn)行排放，而沒(méi)有液體形式的排放[8]。其工藝是首先對(duì)電廠的工業(yè)廢水進(jìn)行收集，然后通過(guò)分門別類的處理后，按逐級(jí)使用的原則分別送到各用水點(diǎn);對(duì)于處理工藝中產(chǎn)生的污泥經(jīng)濃縮脫水，泥餅送至專門處置地掩埋;對(duì)于使用過(guò)程中被濃縮了的離子濃度較高排水將通過(guò)諸如反滲透設(shè)備使水容積進(jìn)一步縮小，再經(jīng)蒸發(fā)處理，產(chǎn)生的固體廢物送至專門處置地掩埋。此工藝先進(jìn)，但投資和運(yùn)行費(fèi)用高。

本文將依據(jù)各系統(tǒng)的用水現(xiàn)狀，對(duì)火電廠系統(tǒng)水量平衡進(jìn)行分析，并采用以下兩種方式達(dá)到廢水“零排放”的目的：第一，采取多種有效措施來(lái)提高水的利用率，進(jìn)而降低取水量;第二，增強(qiáng)每個(gè)用水系統(tǒng)間梯度循環(huán)使用效率，進(jìn)而處理和回收多余的廢水。本文在華能某電廠2×660MW燃煤機(jī)組“上大壓小”工程的廢水治理的設(shè)計(jì)中遵循相關(guān)的法規(guī)和指導(dǎo)意見(jiàn)，對(duì)全廠廢水處理工藝-回用進(jìn)行優(yōu)化的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)“零”排放。

1? 廢水的分類和集中處理工藝

1.1 經(jīng)常性廢水

經(jīng)常性廢水共分為三類，其中：

第一類廢水：預(yù)處理設(shè)施排污廢水（含泥量0.5%），將其收集送至廢水處理系統(tǒng)的污泥濃縮池，底部排泥經(jīng)脫水機(jī)脫泥后，泥餅送廠外處置地處置，處理流程如圖1所示。

第二類廢水：多介質(zhì)過(guò)濾器和超濾反洗排水：此類廢水懸浮物含量高，經(jīng)回收水池收集后，送至集中廢水處理系統(tǒng)混凝澄清處理后回用。

第三類廢水：是指那些僅需調(diào)節(jié)pH值的廢水，如凝結(jié)水精處理的再生廢水和鍋爐補(bǔ)給水處理車間的再生廢水。這類廢水分別收集后，送到廢水處理車間中和處理，調(diào)節(jié)pH值到6～9后回用。處理流程如圖2所示。

1.2 非經(jīng)常性廢水

與經(jīng)常性廢水相比，非經(jīng)常性廢水的水質(zhì)較差且不穩(wěn)定。通常這類廢水中COD、懸浮物、含鐵量等指標(biāo)相對(duì)較高。由于廢水的產(chǎn)生過(guò)程不同，各種排水的水質(zhì)差異很大，有些廢水的懸浮物濃度很高，而有些廢水的COD含量很高，故需采用不同藥劑來(lái)調(diào)節(jié)相應(yīng)的廢水，這樣才能達(dá)到排放的標(biāo)準(zhǔn)，處理流程如圖3所示。

1.3 脫硫廢水處理

不同發(fā)電廠所選擇煤炭和石灰石生產(chǎn)地有所不同，導(dǎo)致所產(chǎn)生煙氣脫硫漿成分也存在很大差異性，造成煙氣脫硫形式廢水具有復(fù)雜的試劑含量。在燃燒煤炭后煙氣內(nèi)部的氟羥基、S、Cl及所發(fā)生化學(xué)反應(yīng)脫硫吸收之后形成包含Cl-、F-、NO3-、SO32-及S2-等廢液，而且石灰?guī)r中含有氧化鋁、Fe2O3以及二氧化硅等大量雜質(zhì)。石灰石-石膏濕法脫硫工藝[9]采用石灰石作為SO2吸收劑，用球磨機(jī)將石灰石磨制成粉與水混合制成石灰石漿液。煙氣經(jīng)除塵器后，從引風(fēng)機(jī)出口排出進(jìn)入吸收塔，煙氣中的SO2被石灰石漿液所吸收，被凈化后的煙氣經(jīng)除霧器除霧后離開(kāi)吸收塔，由煙道進(jìn)入煙囪排入大氣中，同時(shí)生成可以利用的副產(chǎn)物石膏。電廠脫硫廢水處理系統(tǒng)主要分為污泥處理系統(tǒng)與廢水處理系統(tǒng)，其中廢水處理系統(tǒng)又可劃分為中和、沉降、絮凝以及濃縮澄清等工序。廢水中含有的雜質(zhì)主要包括懸浮物、過(guò)飽和的亞硫酸鹽、硫酸鹽以及重金屬[10];其中有些是國(guó)家環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)中要求控制的第一類污染物。脫硫廢水中的各種重金屬離子對(duì)環(huán)境有污染性，水質(zhì)比較特殊，處理難度較大，因此，必須對(duì)脫硫廢水進(jìn)行單獨(dú)處理，流程如圖4所示。

2? 廢水“零排放”設(shè)計(jì)技術(shù)

分析廢水的種類、水質(zhì)特性，可以發(fā)現(xiàn)不同種類廢水水量、水質(zhì)相差很大，因此降低廢水產(chǎn)生量應(yīng)遵循以下設(shè)計(jì)思想：

（1）減排設(shè)計(jì)：根據(jù)系統(tǒng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，采用合理工藝，減少?gòu)U水的產(chǎn)生量。

（2）梯度循環(huán)使用：廢水產(chǎn)生過(guò)程中，對(duì)僅個(gè)別指標(biāo)超標(biāo)廢水設(shè)法直接回收應(yīng)用至合適場(chǎng)所。

2.1 減排設(shè)計(jì)

2.1.1 循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的減排設(shè)計(jì)

本文循環(huán)補(bǔ)充水采用河水，暫硬為1～1.9 mmol/L，循環(huán)冷卻水的濃縮倍率按7.1倍運(yùn)行，由于本工程排水設(shè)計(jì)“零排放”，所有循環(huán)排污水將回收利用，因此部分循環(huán)水排水作為鍋爐補(bǔ)給水的原水，其余水作為工業(yè)水。根據(jù)計(jì)算，純凝工況時(shí)循環(huán)冷卻水的濃縮倍率采用7.1倍運(yùn)行，平均排污水量約263m3/h。

2.1.2 鍋爐補(bǔ)給水處理系統(tǒng)的減排設(shè)計(jì)

本文鍋爐補(bǔ)給水處理系統(tǒng)推薦采用反滲透+一級(jí)除鹽+混床方案。采用反滲透預(yù)脫鹽后，離子交換設(shè)備運(yùn)行周期為60h，是單純的離子交換法的數(shù)倍。再生廢水量1.5 m3/h，中和后可全部回用。

2.1.3 凝結(jié)水精處理系統(tǒng)的減排設(shè)計(jì)

鍋爐給水正常運(yùn)行采用OT加氧處理，凝結(jié)水精處理運(yùn)行周期由全揮發(fā)處理AVT（O）的5～7d延長(zhǎng)到20～30d左右，大大節(jié)約了再生酸堿，同時(shí)廢水排放也較少。

2.2 梯度循環(huán)使用

2.2.1 鍋爐補(bǔ)給水處理系統(tǒng)排水回用

鍋爐補(bǔ)給水處理系統(tǒng)有下列排水：

（1）超濾反洗排水：超濾自用水率按10%計(jì)，則排水水質(zhì)：懸浮物20 mg/L，COD≤300mg/L，水量：10m3/h。

（2）一級(jí)反滲透濃水：懸浮物～0mg/L，含鹽量～6800 mg/L，少量阻垢劑，水量：22m3/h。

（3）再生廢水：pH2～12，懸浮物20mg/L，COD≤20 mg/L，，含鹽量～6000 mg/L，水量：1.5m3/h。

本文上述排水回用的具體設(shè)計(jì)技術(shù)措施：

（1）超濾反洗排水回收至鍋爐補(bǔ)給水處理室外廢水池，用廢水泵輸送至廢水處理系統(tǒng)經(jīng)混凝澄清處理后回用。

（2）反滲透排放濃水：回收至室外濃水回收水池，用于多介質(zhì)過(guò)濾器的反洗水，多介質(zhì)過(guò)濾器反洗排水排放至室外廢水池，廢水泵輸送至廢水處理系統(tǒng)經(jīng)混凝澄清處理后回用。

（3）再生廢水：回收至鍋爐補(bǔ)給水處理室外廢水池，用廢水泵輸送至廢水處理系統(tǒng)，經(jīng)酸堿中和后回用。

2.2.2 凝結(jié)水精處理系統(tǒng)排水回用

凝結(jié)水精處理系統(tǒng)有下列排水：

（1）前置過(guò)濾器反洗排水：排水水質(zhì)：懸浮物50mg/L，含鹽量～1mg/L，水量：1.5m3/h。

（2）混床樹(shù)脂分離、輸送、快速?zèng)_洗、淋洗排水：排水水質(zhì)：懸浮物～0 mg/L，含鹽量～1mg/L，水量：0.5m3/h。

（3）混床樹(shù)脂再生排水：pH2～12，懸浮物20mg/L，COD≤20mg/L，水量：1m3/h。

本文上述排水回用的具體設(shè)計(jì)技術(shù)措施：

（1）再生設(shè)備附近設(shè)再生廢水池，用以收集酸堿再生排水，用廢水泵（Q=50m3/h）、送至廢水處理車間進(jìn)行中和處理;

（2）每臺(tái)機(jī)組凝結(jié)水精處理混床區(qū)域設(shè)排水池，用以接收前置過(guò)濾器反洗排水，樹(shù)脂分離、輸送、快速?zèng)_洗、淋洗等步驟排水，用回收水泵（Q=50m3/h）送至循環(huán)水系統(tǒng)的冷卻水回水管。

2.2.3 循環(huán)冷卻系統(tǒng)排水回用

循環(huán)冷卻水排水為排水大戶，為實(shí)現(xiàn)“零排放”，達(dá)到水的循環(huán)綜合利用，必須對(duì)該排水進(jìn)行回收利用，將約100m3/h循環(huán)冷卻水排水回用于鍋爐補(bǔ)給水處理系統(tǒng)，其余排水均回收至工業(yè)水系統(tǒng)。

2.3 梯度循環(huán)回用水量成果表

通過(guò)上述一系列措施，回用水量對(duì)比如表1所示。

3? 結(jié)語(yǔ)

本文采用大量廢水減量化設(shè)計(jì)技術(shù)降低工業(yè)廢水的產(chǎn)生量，按照循環(huán)經(jīng)濟(jì)的理念，采用梯度用水的方式提高水的利用率，每年回用水量達(dá)166萬(wàn)t，使電廠的所有廢水均經(jīng)濟(jì)有效地得到了處理，而且使全廠沒(méi)有外排水，真正實(shí)現(xiàn)了全廠水的“零排放”。

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