火力发电厂含煤废水的再利用

许鸿飞

【摘 要】随着社会的进步，国家对环保问题越来越重视，电力行业的生产也要响应国家对于环保的要求，对各种排放物进行最大限度的利用。含煤废水是火电厂废水的重要组成部分，对其进行回收再利用在环保、经济性方面都具有重要的意义。基于此，本文首先对含煤废水的特效进行了分析，然后就其再利用策略进行研究，希望能为相关单位提供借鉴和参考。

【关键词】火电厂；含煤废水；再利用；环境保护

我国是一个水资源严重短缺的国家，而火电厂则是用水大户，对含煤废水进行净化再利用不但有利于节约水资源，而且能减少废水排放、保护环境。同时，含煤废水的处理也是一个系统工程，包含了规划、设计、施工、运行等多个阶段，选择最科学的工艺流程具有重要的意义。

一、含煤废水的特性与处理原则

1.含煤废水的特性

火力发电厂产生的含煤废水主要来源于电厂输煤系统，属于不连续排水，其瞬时流量很大，色度高，悬浮物含量也很高，其特性主要表现在水质和水量两个方面：

一是水质。含煤废水的煤粉含量很高，一般在1.2×104mg/L以内，高的能达到4.7×104mg/L，处理后水质要求为SS≤10mg/L，PH值为6.5～9。

二是水量。含煤废水的水量主要由输煤栈桥冲洗水量决定，具体影响因素包括栈桥长度、宽度，冲洗的频率、强度、时间等。有数据显示，2×300MW机组发电厂每天冲洗输煤栈桥产生的含煤废水约为300～500m3。

2.含煤废水的处理原则

火电厂含煤废水的处理原则，一是要工艺先进，操作简单，运行稳定。二是要占地面积较小，各处理流程紧凑。三是处理设备的外观要与火电厂的环境相协调。四是处理后的水要达到回用水水质标准，能够正常使用。

二、传统含煤废水处理的不足之处

发电厂含煤废水来源主要由输煤系统冲洗水、喷淋水及煤场区域雨水等组成。含煤废水具有悬浮物浓度高（可达到5000mg/l）、浊度大、色度深等特点，不适合混入工业废水系统进行综合处理。根据对国内火力发电厂含煤废水处理系统现状调查情况发现，大部分系统处理结果非常不理想。以至严重影响到后续的工业废水处理，造成工业废水处理后水悬浮物浓度高、色度大，甚至相当一部分含煤废水处理系统因为效果太差而停运成为摆设。

火电厂以往也会对含煤废水进行处理，但存在较多不足之处，具体表现在以下几个方面：一是火电厂以往的含煤废水处理主要是采用人工操作，流程单一，工作效率不高。同时，人工的参与也容易发生人为失误，不但影响含煤废水的处理效果，也会引起安全事故。二是自动化水平不高，在以往的含煤废水处理站，工人的参与非常多，工人会参与洒水栓操作、含煤废水运输等多个环节，且需要的工人量较大，很多工人因为劳动强度较大而感到力不从心，工作效率降低。三是含煤废水处理效果不理想，由于处理过程受人为因素影响很大，设备自动化、智能化水平低，因此处理的成效也不理想，处理后的水水质达不到再利用标准，甚至在排出后造成了严重的环境污染。

三、火力发电厂含煤废水的处理工艺

1.沉淀

即将含煤废水送入处理站的沉淀池内进行初步沉淀，目的在于除去大颗粒煤粉和部分悬浮物。

2.混凝反应

用废水提升泵把经沉淀之后的含煤废水提升到废水净化装置内，并加入混凝剂、助凝剂，使这些材料在废水净化装置的离心区内混合，形成矾花和比较大的絮团，在离心力与重力的作用下逐步下沉。含煤废水中含有大量的煤粉颗粒，而颗粒粒径分布不均匀，存在大量细小粒径的颗粒，密度较小，造成悬浮物不能有效自然沉淀。加药絮凝要达到较好的絮凝效果必须要准确地计算加药量，加药量过少或过多都会降低絮凝效果。

3.离心分离

在含煤废水进入净化装置后，以切线方式进入离心分离区，使含煤废水向下旋流，在离心力与重力的作用下，颗粒大于20μm的颗粒逐渐下沉到净化装置的污泥浓缩区。

4.重力沉降

在净化装置中，>20μm的颗粒被分离出来，<20μm的颗粒在混凝剂、助凝剂的作用下形成絮团，在运动中不断增大，增大到一定程度后在下旋力的作用下继续下沉，直到下沉到净化装置的污泥浓缩区。

5.动态过滤

含煤废水经过净化装置的滤层时，>5μm的颗粒已经基本被滤出，水质得到了一定的净化。这部分水在经过清水区后通过顶部的排水管排出。

6.污泥浓缩

颗粒进入沉降离心装置的污泥浓缩区后，在静压与旋流力的作用下快速浓缩，定期排出。

含煤废水经处理设备处理后符合排放标准的低浊度废水排至煤水复用水池，煤水复用水池设置输煤系统冲洗水泵和反冲洗水泵。达标废水由输煤系统冲洗水泵升压后，会用于输煤建构筑物场地冲洗水及煤场喷淋水。

以上过程如下图所示：

四、设备需求

以0.3万吨/天处理能力的含煤废水处理设备为例，共需要如下设备：

一是各种水池。其中，含煤废水澄清池2个，尺寸为9500×30000×4500。调节池1个，尺寸为8000×7750×4750；反应池1个，尺寸为8000×2750×4750。

二是加藥设备。包括PAM制备加药装置，加药螺杆泵，隔膜计量加药泵，管道，反冲洗泵，连接阀门等。其运行方式为开启PAM制备加药装置，药剂为聚丙烯酰胺，配置能力为4.5～9.0kg/h。测量水流量作为运行参数，实现处理水量与加药量的匹配。

助凝剂加药计量泵，混凝剂以及加药泵都采用马达驱动机械隔膜式计量泵，冲程可手动调节，采用UPVC材料，自动投加系统，确保处理水量与加药量的匹配。

2台加药螺杆泵，功率为2.0m3/h，一台使用，一台备用。

五、主要问题及解决

在处理含煤废水的过程中，也会出现一些问题，从处理经验和相关文献来看，主要包括以下几种：

澄清池内刮泥效果不好。对此可将池内刮板改成锯齿状并下调刮板机架的重心，使之充分接触。

刮泥机与提升泵的工作时间不同步。这需要更改设计程序，在刮泥机工作的时候再启泵作业，进而提升泵的工作效率。

浓泥提升泵提升效果不理想。更换大功率浓泥提升泵，搅匀叶片，从而改善吸泥能力。

桥式刮板机刮不到池边的煤泥。調整轨道两侧的限位开关，在桥式刮板机两侧增加机械挡块，扩大其刮泥宽度。

桥式刮板机行走时跳轨。可在桥式刮板机的行走轮附近增加配重。

加药系统水质较差。使用厂用工业水，改善水质。

提升泵吸泥能力差，井坑内容易积泥。可在井坑周围设置反冲环洗水管，把煤泥冲散，然后再用泵抽泥。

六、结语

综上所述，要将火电厂的含煤废水资源化，就应当设计使用含煤废水处理系统，根据实际情况优化含煤废水的可回收量，实现“含煤废水水量最小化，再利用量最大化”，把含煤废水再利用贯穿到电厂设计、建设和运行的各个阶段。火电厂含煤废水的再利用是减少电厂耗水，减少电厂对外排水量的重要举措，是电厂节水环保的重要途径，也会为火电厂创造良好的经济、社会效益。

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