电厂高悬浮性、高硬度循环水系统排污水回用技术应用分析

崔德圣，李文杰，巩龙飞

(1.华电水务工程有限公司，北京 100070；2.内蒙古华电乌达热电有限公司，内蒙古 乌海 016040)

电厂高悬浮性、高硬度循环水系统排污水回用技术应用分析

崔德圣1，李文杰1，巩龙飞2

(1.华电水务工程有限公司，北京 100070；2.内蒙古华电乌达热电有限公司，内蒙古 乌海 016040)

介绍了内蒙古乌海某电厂采用混凝澄清、浸没式超滤和反渗透工艺对高悬浮性、高硬度循环水系统排污水处理后回用于循环水系统和锅炉补给水系统的流程，并对工程工艺流程特点、产生的节水效益和环保效益进行了分析。

高悬浮物；高硬度；排污水；回用；减排

表1 循环水排污水水质(浓缩倍率为3.8)

0 引言

乌海市是内蒙古自治区西部的新兴工业城市，地处黄河上游，工业用水量较大，干燥少雨，大风多沙。某电厂现有2台150 MW凝汽式汽轮发电机组，循环水系统为敞开式循环冷却水系统[1]，取黄河岸边地下水，无原水预处理措施直接作为全厂生产用水，取水量为641 m3/h，其中循环冷却水系统补水量为597 m3/h，循环水系统排污水量为150 m3/h。在工程实施前，大量循环水系统排污水排至厂外自然环境中，不仅造成了环境污染，而且浪费了大量水资源。

1 系统进水水质及分析

循环水系统排污水是为了维持确定的循环水浓缩倍率从循环水系统中排放的一定水量[2]，某电厂循环水系统排污水水质，见表1。

某电厂循环水系统排污水具有悬浮物含量波动较大，瞬时悬浮物含量高，硬度高的特点，造成以上水质特点的原因有以下几点。

(1)电厂采用敞开式循环冷却水设施，乌海地区大风多沙，造成循环水系统悬浮物含量增大。

(2)电厂定期在循环水系统中投加粘泥剥离剂，用于剥离循环水系统管道内壁和凝汽器表面的粘泥[3]，同时杀菌灭藻，造成循环水系统瞬时悬浮物含量较高。

(3)电厂水源为黄河岸边地下水，水源本身硬度较高，且未做石灰软化等预处理措施，直接作为循环水系统的补充水，敞开式循环冷却水系统浓缩倍率一般选3～5倍[4]，浓缩后循环水中硬度会更高。

2 总体技术路线及系统特点

2.1 工艺流程

循环水排污水处理系统工艺流程如图1所示。

2.2 设计出力要求

(1)机械加速澄清池出力，1×150 m3/h；出水水质，浊度<10.0 NTU。

(2)浸没式超滤系统出力，3×75 m3/h；出水水质，污染指数SDI<3；浊度<0.2 NTU；回收率≥90%。

(3)反渗透系统产水量，3×48 m3/h。

2.3 工艺参数说明

系统主要设备参数见表2。

表2 系统主要设备参数

图1 循环水排污水处理系统工艺流程

2.4 系统特点

(1)循环水系统排污水首先进入机械加速澄清池内进行混凝沉淀，去除污水中部分悬浮物，降低后续浸没式超滤的污堵风险。机械加速澄清池仅投加絮凝剂，不投助凝剂，节约运行成本，同时防止助凝剂(聚丙烯酰胺)对后续膜系统造成污堵。

(2)机械加速澄清池后使用浸没式超滤装置，浸没式超滤较压力式超滤对进水悬浮物有更高的耐受度，可省去压力式超滤前面的过滤器系统，节省占地面积。

(3)机械加速澄清池不投加石灰等药剂进行软化处理，节省了投资成本和运行成本。

(4)在调节水池中投加次氯酸钠，盐酸投在超滤进水母管，降低排污水中碳酸盐碱度的同时可有效防止自清洗过滤器、浸没式超滤膜和反渗透保安过滤器滤芯外壁生物粘泥的滋生，减小了微生物污堵的可能性。

(5)浸没式超滤装置膜箱采用碳钢防腐结构，节省了占地面积和投资成本。

(6)浸没式超滤膜丝采用聚偏氟乙烯(PVDF)内置加强筋型中空纤维膜丝，当澄清池检修时，循环水排污水可直接通过超越管道进入浸没式超滤系统，在含有较高悬浮物水质条件下，浸没式超滤可连续曝气运行，不会出现超滤膜断丝和污堵的情况，保证了系统运行的稳定性。

(7)反渗透进水加入高效阻垢剂，确保了反渗透浓水侧过饱和状态下的硫酸钙和硅酸钙不析出结垢。

(8)机械加速澄清池污泥排至工业废水处理系统污泥浓缩脱水系统处理；自清洗过滤器和浸没式超滤反洗排水排至工业废水处理系统处理后补充至循环水系统；反渗透浓水部分排至电厂含煤废水处理系统作为燃料系统冲洗水补充水，其余部分排至工业园区污水处理厂处理。整个循环水系统排污水处理无废水排至厂外自然环境中。

3 系统运行效果

设备在运行过程中，系统处理水量、出水水质全部达到设计要求，具体参数如图2、图3所示。

图2 超滤产水浊度变化曲线

图3 反渗透产水电导、系统脱盐率、反渗透回收率变化曲线

超滤出水浊度低于0.1 NTU，反渗透脱盐率稳定在99%左右，产水电导<40 μS/cm，反渗透系统回收率稳定在65%左右。整个循环水系统排污水处理运行稳定，满足设计出水要求，产水品质完全满足锅炉补给水处理系统和循环水系统补水标准[5]要求。

4 效益分析

本项目回收循环水系统排污水进行处理后回用，年减少了地下水取水66.22万m3，年减少废水排放量94.60万m3，这不仅大大减小了对环境的污染，同时提高了水资源的利用率，缓解了乌海地区对地下水资源的开发，具有显著的节水和环保效益[6-9]。

5 结束语

内蒙古乌海某电厂采用机械加速澄清池、浸没式超滤和反渗透组合工艺对高悬浮性、高硬度循环水系统排污水进行处理后回用于厂内生产用水，实现了节水减排的目的，且为全厂废水“零排放”的实现创造了条件，为电厂循环水系统排污水回用提供了一定的借鉴作用。

[1]工业循环水冷却设计规范：GB/T 50102—2014[S].

[2]工业循环冷却水处理设计规范：GB 50050—2007[S].

[3]华东建筑设计研究院有限公司.给水排水设计手册第四册工业给水处理第二版[M].北京：中国建筑工业出版社，2002.

[4]齐东子.敞开式循环冷却水系统的化学处理[M].北京：化学工业出版社，2005.

[5]发电厂化学设计规范：DL5068—2014[S].

[6]金熙，项成林，齐东子.工业水处理技术问答第四版[M].北京：化学工业出版社，2010.

[7]李培元.火力发电厂水处理及水质控制[M].北京：中国电力出版社，2008.

[8]韩买良，沈明忠.火力发电厂水处理与节水技术及工程实例[M].北京：化学工业出版社，2010.

[9]火力发电厂废水治理设计技术规程：DL/T 5046—2006[S].

(本文责编：刘炳锋)

2017-05-05；

2017-07-20

TK 39

B

1674-1951(2017)08-0074-03

崔德圣(1985—)，男，河北衡水人，助理工程师，从事电厂水处理工程设计方面的工作(E-mail:cuids@chec.com.cn)。

李文杰(1970—)，男，黑龙江鸡西人，工程师，从事电厂水处理工程管理方面的工作(E-mail:liwj@chec.com.cn)。

巩龙飞(1977—)，男，内蒙古土右旗人，工程师，从事电厂废气、废水、固废处理系统运行管理方面的工作(E-mail:13947302915@163.com)。