燃煤電廠廢水處理利用系統(tǒng)升級改造研究

閆子煜

(山西譽達環(huán)境監(jiān)測有限公司，山西 運城 044000)

引 言

我國屬于水資源短缺國家。近50年來，北方干旱、南方洪澇等極端水文事件頻繁發(fā)生。海河、灤河、黃河、淮河流域水資源敏感，干旱缺水地區(qū)地下水資源超采，區(qū)域性、流域性生態(tài)系統(tǒng)脆弱，環(huán)境經(jīng)濟損失嚴重。2013年，全國廢水排放總量695.4×108t，其中工業(yè)廢水排放量209.8×108t。2015年4月2日，國務院印發(fā)了《水污染防治行動計劃》[國發(fā)(2015)17號]，提出“到2020年，全國水環(huán)境質(zhì)量得到階段性改善，污染嚴重水體較大幅度減少，飲用水安全保障水平持續(xù)提升，地下水超采得到嚴格控制，地下水污染加劇趨勢得到初步遏制。燃煤電廠受水資源與水環(huán)境雙重約束，優(yōu)化廢水處理工藝，提高水資源利用率，意義重大[1-3]。筆者分析了燃煤電廠廢水處理工藝優(yōu)化設計與資源循環(huán)利用方案，該方案實現(xiàn)廢水“零排放”和經(jīng)濟效益、社會效益、環(huán)境效益統(tǒng)一。

1 燃煤電廠廢水類型與處理方法

燃煤電廠污廢水可分為工業(yè)廢水、輸煤廢水、脫硫廢水和生活污水。工業(yè)廢水主要是轉動機械冷卻水、軸封水等；輸煤廢水主要有輸煤棧橋沖洗水、煤場初期雨水和抑塵噴淋水等；脫硫廢水主要是石灰石石膏濕法煙氣脫硫工藝廢水；生活污水源于生活服務設施排水等。

1.1 經(jīng)常性工業(yè)廢水與處理

燃煤電廠經(jīng)常性工業(yè)廢水，主要是化學水處理設備排水、鍋爐排水、設備冷卻水等，其處理工藝流程見圖1。

圖1 常規(guī)工業(yè)廢水處理工藝流程圖

1.1.1 化學水處理設備排水

一般僅視其pH值加酸或堿中和處理，使水質(zhì)達到排放標準。對于集中處理設施，各類廢水經(jīng)凝聚、澄清處理后，其出水不僅pH值達標，而且懸浮物(SS)化學需氧量(CODCr)等污染物濃度達標[4-5]。

1.1.2 鍋爐排污水

燃煤鍋爐排污水中含磷酸鈉鹽、銨鹽和少量聯(lián)氨，水呈堿性，一般pH值大于9，需加酸中和處理。因而，應將其送廢水集中設施處理。

1.1.3 各類設備冷卻水

由轉動機械冷卻水、軸封水等組成，部分閉路循環(huán)，部分入機組水池,再入工業(yè)廢水處理設施處理。

1.2 含油廢水及處理方法

燃煤電廠含油廢水中石油浮于水面，首先，通過隔油池將廢水中大部分石油回收油箱。然后，用油水分離裝置去除廢水中石油類。燃煤電廠含油廢水處理，可采用真空油水分離工藝技術(見第221頁圖2)。

圖2 真空油水分離處理工藝流程圖

1.3 煤場與輸煤廢水與處理

燃煤電廠煤場及其輸煤系統(tǒng)排水，包括煤場初期雨水、煤場抑塵噴淋水、輸煤棧橋沖洗水輸煤系統(tǒng)沖洗水含大量煤粉，水質(zhì)渾濁。廢水呈酸性，主要污染物是懸浮物(SS)、硫化物、重金屬。

國外燃煤電廠煤場廢水處理工藝流程一般為：煤場初期雨水首先使用生石灰中和，然后加高分子凝聚劑混凝沉淀處理，澄清水排放或重復利用。

國內(nèi)燃煤電廠設煤水沉淀池，經(jīng)沉淀輸煤沖洗水入沖灰渣系統(tǒng)或回用煤場和輸煤系統(tǒng)，是水資源重復利用的有效途徑之一。含煤廢水處理是將收集的廢水，首先經(jīng)自然沉淀，上清液送入混凝→反應→沉淀→過濾一體化綜合處理裝置處理，其處理工藝流程見圖3。

圖3 含煤廢水處理工藝流程圖

1.4 脫硫廢水與處理

石灰石-石膏濕法煙氣脫硫是國內(nèi)外應用最多、技術最成熟的脫硫工藝技術，脫硫廢水pH值一般為4～6。廢水中主要污染物是懸浮物(SS)、CaSO4·2H2O、CaSO3、MgCO3、溶解鹽、SO42-、Cl-、Mg2+、Ca2+、Al、F-、Pb、Cd、Cr6+、As、Cu、Fe、Hg、Co、Mn、Ni、Se、Sn、Zn等。廢水若直接排放，污染環(huán)境，因此必須單獨處理。

1.5 生活污水與處理

燃煤電廠生活污水處理，主要采用生化法；適用于污染物濃度高、水質(zhì)穩(wěn)定、可生化性較強的污水處理。

生物接觸氧化法是處理燃煤電廠生活污水的有效途徑，具體為接觸池中充填料并長滿生物膜，污水以一定流速流經(jīng)其中，在充氧條件下，污水與填料接觸過程中，有機物被生物膜上附著的微生物降解，達到污水凈化的目的。

在水污染物濃度較低時，接觸氧化池生物膜能否形成，成膜后能否保持穩(wěn)定活性，是接觸氧化法處理污水關鍵。吳碧君等研究了燃煤電廠低濃度生活污水處理，在低濃度下培養(yǎng)并馴化生物膜，化學需氧量(CODCr)、生化需氧量(BOD5)去除率分別達到75%、85%。

近年來，國內(nèi)燃煤電廠生活污水處理后回用受到高度重視，接觸氧化處理后的生活污水可作為中水，用于廠區(qū)綠化、煤場抑塵噴淋水、輸煤棧橋沖洗水和沖灰水等，對于燃煤電廠節(jié)約水資源具有重要意義。

2 廢水處理系統(tǒng)升級改造

2.1 資源循環(huán)利用原則

面對嚴峻的水環(huán)境形勢，燃煤電廠須從清潔生產(chǎn)、清污分流、源頭控制入手，減少污廢水產(chǎn)生量，利用原有廢水收集和集中處理設施，實施污水處理設施升級改造和中水回用工程，提高水資源循環(huán)利用能力，實現(xiàn)廢水“零排放”和環(huán)境與發(fā)展“雙贏。

2.2 廢水處理系統(tǒng)改造措施

燃煤電廠閉式循環(huán)冷卻水量大，水質(zhì)穩(wěn)定，污染物濃度低。采用膜處理工藝，利用原有水處理設施，是解決燃煤電廠循環(huán)冷卻水資源利用的一種思路。膜處理技術出水一部分供全廠機組除鹽水系統(tǒng)補充水，一部分補充循環(huán)水系統(tǒng)。反滲透處理采取一級一段方式，反滲透濃水可利用一級一段方式滿足脫硫用水要求(見圖4)。

圖4 優(yōu)化后綜合廢水處理工藝流程圖

3 結語

面對日益嚴格的環(huán)保要求，優(yōu)化后的廢水處理系統(tǒng)，能夠滿足火電企業(yè)日常外排廢水實現(xiàn)“零排放放”，在降低企業(yè)環(huán)保風險的同時，大大節(jié)約了新鮮用水量。廢水處理系統(tǒng)的升級改造既節(jié)約了水資源，又節(jié)省了企業(yè)的用水成本。因此，其對企業(yè)、對社會都是一件極其有意義的事情。