火电厂废水“零排放”技术应用

2016-02-08刘海涛

资源节约与环保 2016年3期

关键词：零排放神东神华

刘海涛

（许继联华国际环境工程有限责任公司北京100081）

火电厂废水“零排放”技术应用

刘海涛

（许继联华国际环境工程有限责任公司北京100081）

火电厂废水具有成分复杂的特点，常规物化方法很难满足排放要求，随着环保政策的收紧，对火电厂废水排放要求越来越高。本文以神华神东电厂为例，介绍了“零排放”技术在火电行业的应用情况。

火电厂；废水；零排放

1　概述

水资源问题是目前人类面临最重要的问题之一，水资源的总量有限及空间分布不均都已经成为制约社会经济发展的重要因素。火力发电是高耗水的行业，本文通过对各个用水环节及不同用水点的系统分析，为火电厂水资源的优化利用提供了较好的解决方案。通过对电厂废水的处理回用，实现废水近零排放，从而实现火电厂的节约用水和可持续发展。

神华神东电力上湾电厂2×150 MW工程，位于内蒙古鄂尔多斯市伊金霍洛旗乌兰木伦镇，是神华集团积极响应国家节能减排、淘汰落后产能的综合利用环保项目。按照环评要求，要将电厂内所有的废水实现“零”排放，就是将厂内向外排放的所有工业废水全部回收，进行深度处理后完全回收利用，不向外排放废水。所以要对厂区内的废水处理系统进行改造。

针对目前神华神东电力上湾电厂用水量很大，且存在水的利用效率不高，循环水浓缩倍率较低等现象，本文采取了调整用水方案，尽量采用重复利用工业水的方法，另外，通过提高粉煤灰综合利用率的方式，实现了电厂的干出灰，从而节省了冲灰用水，最后将废水作为循环水系统补水进行回用。废水回收是对电厂内的混合废水进行处理，处理后的出水送入高效反渗透水箱进行回用，本改造系统产生的浓水作为灰渣的湿排系统和大柳塔、上湾灰场消化，从而实现废水的“零”排放。

2　用水排水现状

2.1全厂用水情况简介

神华神东电力上湾电厂主要的用水环节有工业水、冷凝器循环水、化学制水系统用水、灰渣系统用水、冲洗用水、生活用水以及其他用水。

2.1.1工业水：此环节主要为厂内冷却机组的转动润滑部分和各取样点使用的冷却水，这部分水在使用过程中基本只有热量的交换，污染较少，水质较好，可以直接进入循环水系统。

2.1.2冷凝器循环水：水作为承载热量的介质，在火电厂的发电过程中可以循环使用。水通过吸收煤燃烧产生的热量，汽化成一定温度、压力下的过热饱和蒸汽。蒸汽在汽机中作功发电后变为乏汽进入冷凝器，再通过循环水进行冷却。此外，发电机冷油器、空冷器的冷却水也会进入冷凝器的循环水系统，这部分用水量占神华神东电力上湾电厂总用水量的60%以上，水量损耗主要由蒸发损失、风吹损失及排污损失等几部分构成。

2.1.3灰、渣系统用水：目前神华神东电力上湾电厂1#、2#炉产生的粉煤灰输送方式为水力输送，经过灰场沉清等流程，加入酸调节pH值后排放至厂区外部。锅炉废渣通过水力输送的方式送至脱水仓，脱水后的大渣加以综合利用，渣水经处理后作为循环水重复利用。

2.1.4化学制水系统用水：此类水为发电过程中循环使用的工业水。在除盐过程中会产生一些具有酸、碱性的废水。

2.1.5生活用水：电厂内部工作人员在日常生活中所使用的水。

2.1.6冲洗水：主要是燃煤在运输环节因冲洗用水，此部分为间歇用水，且水量不大。

2.1.7其他用水：厂区灌溉、消防等其他单元用水。

2.2厂内废水种类

神华神东电力上湾电厂的外排废水主要包括辅机冷却水、冷却塔排水、厂区生活废水、化学车间酸碱废水、灰水系统排水、燃运冲洗水系统排水以及一些临时性外排废水。

2.3废水量

神华神东电力上湾电厂目前工业废水排放量约为200T/h。

2.4系统当前问题

2.4.1用水量大，水的复用率不高。各辅机轴承冷却水不经处理，直接通过地沟排放至厂区外部；各水箱均未安装液位控制系统，从而造成水的大量溢流，造成水的浪费，增加废水排放。

2.4.2清污混排。目前神华神东电力上湾电厂厂区内废水均通过地沟排放至厂区外部。由于各类型废水水质及排放规律各异，因此给废水处理回用带来困难。

2.4.3燃运冲洗系统、澄清池、酸碱中和池等单元废水量不大，但空间分布较为分散，给污水处理带来了不确定因素，从而影响污水处理回用的稳定性。

3　废水处理方案

目前神华神东电力上湾电厂的辅机轴承等单元的冷却水在循环使用过程中基本没有杂质进入，与给水水质较为接近，可以直接作为补充水循环冷却水使用。此外，上湾电厂两台燃煤机组产生的干灰供不应求，且输灰方式改为气力输送，进一步节省了冲灰用水。对一些水质变化较大、水量无规律的间歇性排水，可回收至渣水系统作为系统补充水使用。具体如下。

3.1燃煤机组工业水作为循环冷却系统补水

在位于新冲灰泵外的地沟下游，将1#燃煤机组外排的工业废水截留并引至冲灰前池，用泵将其输送至2#燃煤机组循环水系统，作为2#机循环水补充水；将1#、2#炉之间的水沟改造并连通，封堵2#机东面排水口，使2#机组与1#机组的工业水汇集到一起，并引入冲灰前池。

3.2燃运冲洗系统排水的回用

此部分废水为间歇排水，且水量不大。因此拟从澄清池铺设一条管道将其引至较近的2#燃煤机组冲渣前池，作为渣水系统的补充水。

3.3其它

化学澄清池、酸碱中和池排放的废水可通过管道排放至灰水浓缩池，作为渣水系统补充水重复利用；1#、2#两套燃煤机组输灰方式由水力输送改造为气力输送，从而节约了冲灰用水的使用。

4　废水零排放方案

废水按照以上优化处理措施实施后，排放的废水量将削减至约60T/h，对于此部分废水，进行针对性处理后回用，最终达到厂区废水“零排放”的目的。

上湾电厂废水中的COD、SS、石油类等污染成分虽然含量较低，但排放要求较高，使得处理难度很大。废水中的SS主要是一些比表面积较小、颗粒比重较大的悬浮杂质，对于这类污染物质，最适用的处理方法是絮凝沉淀；废水中的油类物质含量不高，主要状态为浮油和分散油两种，这两种存在方式的油较容易以物理方式去除，本方案根据排放要求，拟选用效果较好的气浮法；对于废水中存在的少量乳化油，可以在混凝沉淀及混凝气浮过程中同时去除。

在经过系统的前期调查，综合分析了上湾电厂废水的水质特点以后，此废水采取以“两相流固液分离-过滤”作为主工艺来处理。工艺流程简介如下：

厂区废水经调节池汇集以后，由提升泵将其提升至后续单元—两相流固液分离池，两相流固液分离池集混凝、沉淀、气浮等功能于一体，通过加药系统向池内投加絮凝剂（PAC/PFC等）以后，池内废水与药剂进行反应，生成絮凝体，再经过斜管沉淀和气浮两个区域，大部分SS、COD、以及石油类均可被有效去除。斜管沉淀区中通过设置斜管填料，对大颗粒SS和部分COD有着良好的去除效果，沉淀下来的污泥通过排泥管定期排至污泥池；气浮区的主要作用为去除油类等微小絮体及部分COD，在此区域中，废水中的细小悬浮物、浮油微粒与水中释放的微细气泡相结合，通过气泡将杂质带到液面，并聚集在一起形成浮渣，由刮渣机刮入污泥池，从而达到提高固液分离及油水分离效果的目的。

经过上述流程处理过的废水，以自流方式进入之后的无阀滤池单元，使残余的COD和SS得到进一步去除，出水流至回用水池，再用泵提升至循环水系统中用作补充水。两相流固液分离池中排出的污泥、浮渣及无阀滤池反冲洗排水，排放汇集至污泥池。

5　投资概算及效益分析

5.1全厂用水系统的优化投资概算

这部分硬件上主要是管道的改造及铺设，软件上以系统优化升级为主，该部分一次投资概算约为100万元，改造后可节约用水140T/h。

5.2废水的处理及回用

废水的处理量按60T/h计算，其中包括废水收集输送系统、调节池、机械搅拌澄清池、重力过滤池、中间水池、离子交换器、脱气塔、脱气水池、自清洗过滤器、UF装置、UF产水池、保安过滤器、高效反渗透装置、反渗透产水池、浓盐水池、废水池、污泥浓缩池。总投资约需6000万元，日运行费用约3096元，单位水处理成本约1.98元。

5.3效益分析

废水零排放方案实施后，上湾电厂可减少原水取水量200T/h，从而减少废水排放量200T/h。