國內外火電廠工業廢水處理系統調試淺析
——以菲律賓Kausawagan火電廠為例

王婷婷

（上海電力建設啟動調整試驗所有限公司，上海 200000）

0 引言

隨著社會的進步和發展，使得人們的用電需求在不斷增加，從而推動了電力行業的發展。國內電廠目前大部分廢水必須經過處理后進行回收再利用，因而工業廢水處理顯得尤為重要，調試好工業廢水處理系統，確保工業廢水處理系統的正常運行，才能提高廢水的回收利用率，節約水資源，避免對自然環境的污染；國外電廠受到當地環保法律、標準要求，在調試程序、試驗項目、驗收標準等方面都和國內有所差異。

1 調試工業廢水處理系統簡述

工業廢水處理系統在火力發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標外排，會導致整個機組被迫停運，造成直接經濟損失。機組的啟停會造成運行費用的額外增加以及設備的使用壽命減少。為防止此類情況的發生，做好工業廢水處理系統的調試工作至關重要，確保工業廢水處理系統能與機組同步投用并穩定運行。

工業廢水處理系統主要由廢水貯存池、曝氣設備、廢水反應設備、加藥設備、污泥處理設備和監控系統組成。

工業廢水處理系統基本流程分為兩種：

1）經常性廢水處理流程：廢水貯存池—pH 調節池—絮凝/澄清池—最終中和池—凈水池—過濾器

2）非經常性廢水處理流程：廢水貯存池—氧化反應池—pH 調節池—絮凝/澄清池—最終中和池—凈水池—過濾器

工業廢水處理系統加藥設備主要有：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。另設污泥處置設備，包括：污泥濃縮設備、污泥泵、污泥脫水機、脫水污泥斗和脫水加藥泵等組成。

2 調試工業廢水處理系統的注意要點

在調試工業廢水處理系統時需要特別注意的點是：

1）廢水的來源。火力發電廠中有兩類廢水：經常性廢水、非經常性廢水。經常性廢水指原水預處理裝置的排水、鍋爐補給水處理系統排水、凝結水精處理系統再生排水、化學試驗室排水、取樣排水、鍋爐排污、循環水補充水處理系統排水等。非經常性廢水指鍋爐化學清洗排水、鍋爐空氣預熱器沖洗排水、鍋爐煙氣側沖洗排水、除塵器沖洗排水等。非經常性廢水中化學清洗排水是指化學清洗前后的沖洗水，而非化學清洗過程中的清洗廢液，故而工業廢水處理系統不具備處理化學清洗廢液的能力，只具有儲存能力。現國內直流爐和過熱蒸汽出口壓力為9.8 MPa 及以上的汽包爐，在投產前都必須進行化學清洗。國內大機組化學清洗多數采用檸檬酸或EDTA 清洗，該化學清洗廢液中會含有大量的重金屬絡合物及有機酸等，工業廢水系統中常用的混凝、沉淀處理工藝是無法去除廢液中的重金屬絡合物及有機酸等，需通過其他方式進行處理。

2）加藥量的控制。火力發電廠正常運行的情況下，廢水來源基本穩定，即經常性廢水。加藥量控制好后，基本不需要再調整。但在機組的酸洗、或者長時間停運保養后等情況下，廢水水質與平時運行時會不同，需要重新調整加藥量，滿足處理后的廢水能達標。

3）污泥的處理。廠區內廢水的污泥量比較少，處理效果不佳。標準要求污泥脫水機進泥含固率應為3%~5%，再進行處理。但也有些特殊情況存在，如在處理火力發電廠基建期的化學清洗后沖洗水時，會導致污泥量大幅度增加，需要及時處理污泥，不然會導致因污泥量過多，工業廢水處理系統的出水渾濁，出水水質無法達到標準，導致整個處理系統都無法正常運行。工業廢水處理系統中污泥處理系統穩定運行十分重要。

3 簡述菲律賓K廠工業廢水處理系統調試流程

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，以ASME標準為驗收標準。

業主在審核調試方案時比較注重的點是：

1）預估整個系統調試過程中所需藥品的濃度及數量并列明清單。

2）寫明調試過程中可能需要用到的分析儀表。

3）泵的輸出壓力，需在調試過程中記錄。

4）調試過程中可能遇到危害人身安全、設備安全的問題。

5）系統調試范圍需在圖紙上標明，列明圖紙名稱，以便業主在審查時能夠找到對應的圖紙。

6）泵的功能性試驗及泵的冗余切換試驗。

在完成機務完工證明（mechanical completion certificate，MCC）文件包后，進入調試前需準備MCC boundary，即邊界圖。將系統邊界在P&ID圖上畫出，把系統劃分為若干個子系統，并經業主審核通過。業主、總包以及調試方根據邊界圖對系統進行walk down檢查，確認是否能進行調試工作，若整個工業廢水處理系統安裝未完善，但部分子系統已完成安裝，則可進行子系統的調試。因此，在準備邊界圖時，系統分的越細，子系統越小，越利于調試工作的開展和進度把控。在繪制邊界圖時，將工業廢水處理系統分為16 個子系統，用不同顏色將每個子系統畫出并編號，如圖1所示。

圖1 工業廢水處理系統邊界圖

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

1）確認該系統/子系統MCC文件包已審批通過。

2）確認所有安裝單位的鎖具已被移除。

3）確認所有調試單位的鎖具和警示牌已安放到位，填寫LOTO票編號。

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

系統調試過程和國內無太大差別。主要區別是系統調試完成后，需進行泵的功能性試驗及泵的冗余切換試驗。系統中涉及到的凡是有兩臺及以上的泵都需要進行冗余切換試驗，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）進行泵的功能性試驗。試驗一：A 泵處于運行狀態，且B 泵處于“自動”狀態，當A 泵故障跳閘，驗證B 泵可以立即啟動。B 泵處于運行狀態，且A 泵處于“自動”狀態，當B 泵故障跳閘，驗證A 泵可以立即啟動。試驗二：當A 泵處于運行狀態，B 泵處于“自動”狀態時，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，使壓力變送器恢復至正常狀態。當B 泵處于運行狀態，A 泵處于“自動“狀態時，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，使壓力變送器恢復至正常狀態。

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廠調試遇到的問題

在工業廢水處理系統調試過程中，因化學清洗廢液需在廠內處理（國內一般有專業公司處理或外運至具有相應資質的專業公司進行處理），導致系統調試出現了問題。

1）在處理堿洗廢液時，堿洗廢液中的油污需要去除，工業廢水處理系統的處理流程中沒有除油設備，無法去除油污。這時需要進行人工除油，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，再進行廢水的曝氣處理。廢水在曝氣處理過程中會產生大量的泡沫，這時需人工向工業廢水處理系統中加入消泡劑，將泡沫去除后，方可對廢水進行降低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，具體加藥量需根據出水化驗結果進行調整，出水不合格時，再進行循環處理，直至出水水質合格。

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

3）不論化學清洗中的堿洗廢液還是酸洗廢液，在廢液處理時都需進行降低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環境的保護，對排入海水的廢水還會進行溶解氧的檢測，雖沒有明確規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生困難。

因此，在菲律賓K 廠處理化學清洗廢水時，耗費很大的人力、物力、財力，進行了很多小型試驗及工藝調整，最終完成清洗廢液的現場處理，達標排放。菲律賓當地環保排放標準詳見表1。

表1 國內與菲律賓K廠排放標準

5 國內與菲律賓K廠排放標準對比

國內廢水排放標準主要以GB 8978—1996 污水綜合排放標準為準，菲律賓K廠廢水排放標準主要以世界銀行提供的標準為依據。

從表1 可以看出，在排放項目上，國內外大部分要求是一致的，但國內排放項目的要求相對比較多，而國外的排放指標相對比較嚴格。國內對能引起水體富營養化的有害物質，要求比較嚴格。而國外沒有出現水體富營養化的現象，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用水，休閑用水如公共劃船、游泳、跳水等，漁業用水如商業和自給性漁業，由此看出，國外對水質的重點要求在于水質清澈、無重金屬、COD 要求更嚴格，對海洋生物有害的物質要求也更為嚴格。但無論國內外對排放水質的要求如何，我們都應該遵循其要求，按標準進行廢水的處理，以達到排放指標。

目前國內對于廢水零排放比較重視。旨在回收利用廢水，對環境造成零污染，節約水資源，合理利用水資源。“零排放”是指企業或主體單元的生產用水系統達到無工業廢水外排。而對于廢水進行零排放處理需要增加一系列配套設備，目前國內常規方法如下：1）廢水經過生化處理后，進入超濾系統對其進行粗過濾處理；2）超濾產水進入反滲透膜系統進行膜分離處理，濃縮進入高壓膜系統；3）高壓膜濃水進入蒸發系統；4）進行蒸發結晶“零排放”處理；5）蒸發結晶物以固廢方式存在，委托危廢中心處理。

6 結語

國內火力發電廠工業廢水處理是為了實現零污染、零排放，避免環境污染，環境保護的問題，必須高度重視，人人有責。在進行工業廢水處理系統調試時，不能馬虎，必須確保回用或排放的廢水符合國家標準、地方標準，保護環境。同時通過對菲律賓K 廠工業廢水處理調試程序和化學清洗廢液處理的介紹，希望對廣大海內外電廠建設同行能有所幫助，避免在工業廢水處理系統調試工作中走不必要的彎路，為一帶一路建設做出微薄之力。