中和水复合循环利用

2019-01-23倪志煌

中国设备工程 2019年1期

倪志煌

（石狮热电有限责任公司，福建石狮 362700）

福建石狮热电厂原已设置有2×100m3的中和池及酸碱加药管道，现由于多期扩建，离子交换器设备直径加大、设备数量的增加，该中和池的容积太小，已无法在该池内完成阳、阴离子交换器再生废水的酸碱废水自中和，需分别加酸或加碱对来自阳床的再生酸水及来自阴床的碱水进行pH调整，导致电厂的酸耗及碱耗增加，中和完后的中和水无法循环利用。为此公司于2016年决定对废弃的冷却水池进行重新防腐利用并改造成中和水复用水池，经过近1年的改造且已试运完成，改造完的中和水复用对全厂的经济效益和“三废”排放起到重要的作用。

1 概况

热电厂中化水的中和水是在化水系统制作中形成的。在化水的制水过程中会消耗大量的水资源，而在化水阴阳床过滤水资源的过程中会形成大量的废水。在这些废水内含有大量的酸、碱，不能够直接外排，这样会对环境造成影响，而且还会浪费大量的水资源。所以中和水就是把热电厂制水过程中形成的废水进行沉淀之后，进行再次循环利用。该热电厂于1998年建成投产，由于当时的设计场地设备的技术性问题等多方面原因，该中和池的容积太小，已无法在该池内完成阳、阴离子交换器再生废水的酸碱废水自中和，需分别加酸或加碱对来自阳床的再生酸水及来自阴床的碱水进行pH调整，导致电厂的酸耗及碱耗增加。该厂的化水水处理系统每次进行再生水处理所形成的废水情况见表1。

表1

化水车间 2个中和池，1#池 103．95m³、2#池105．53m³，正常运行时单池最多只能容纳90m³，会造成废水大量囤积，使床体不能进行再生水，只能等到废水池进行完中和后，排出中和水才能进行再中和使用，这样就加大了人工成本。废水长时间在罐体内会对设备造成一定的损坏。由于该厂的生产用水量大，又不能及时的再生出新的生产用水，导致化水人员需要进行频繁的操作化水生产系统进行制水，才能满足生产用水量。过度的操作生产设备会使设备易损，废水不能及时中和也对环境造成了一定影响。但离子交换混床和阴阳床设备在再生和冲洗时，产生的再生废水的水质仍然很差，常含有大量的酸、碱，有机物含量也很高。目前已有中和池对废水进行酸碱中和，但原先排水中的悬浮物和COD仍达不到脱硫岛工艺水的水质使用循环要求，见表2。

表2

2 对比方案

目前该废水经酸碱中和后全部外排。为了节约用水，减少废水排放量，对再生废水进行综合利用，根据以上情况，与设计院沟通后形成如下两种方案。

2.1 方案一

在化水车间废水池边上安装2台出力为20t/h的泵，废水出水管道上接1条DN80管道及电动门，将工业冷却水打到脱硫工艺水箱，作为补充水。利用其中1个废水池容纳中和合格的废水，并用20t/h的泵连续往脱硫工艺水箱进水，另1个水池用来再生产生的废水。当没有再生废水时，停泵的同时工业水至脱硫工艺水箱的电动门自动打开，往脱硫工艺水箱补水。

存在的问题：

（1）中和池的容量太小，交换器再生时，瞬时产生的废水量较大，1个水池无法容纳，只能边往外排水，导致再生废水利用率低，且无法控制外排废水的pH值。

（2）酸碱用量增加。无法充分利用自身的酸碱废水进行中和，需消耗一定量的酸碱液。

（3）进行酸碱中和及废水排放操作的次数增加，工作紧张。

2.2 方案二

利用现有的循环水池作为缓冲池。在循环水池边上安装2台出力为20t/h的泵，出水管道上接1条DN80管道及电动门，将工业冷却水打到脱硫工艺水箱，作为补充水。正常运行时，将再生废水中和后汇集在循环水池，用20t/h的泵连续将废水打到脱硫工艺水箱，当没有再生废水时，停泵的同时，工业水至脱硫工艺水箱的电动门自动打开，往脱硫工艺水箱补水，见图1。

存在问题：

（1）循环水池需重新进行修补并防腐。

（2）1、2#循环水池中间的挡水墙要加高。

图1

鉴于此，建议选用方案二。

3 中和水循环利用

对原中和池废水处理系统进行改造后，解决了pH不稳定的问题。但悬浮物（SS）和化学需氧量CODCr的问题仍需进行解决，使锅炉补给水处理系统的反洗和再生废水满足脱硫工艺水的水质要求。采用了高效沉淀池+臭氧活性炭的组合工艺，逐步对SS和COD问题进行重点解决，见图2。

图2

离子交换混床和阴阳床的再生废水流入中和池，然后由新安装的2台废水泵打入至高效沉淀池。高效沉淀池是集混凝、絮凝、沉淀于一体的单元，主要优点是占地小，沉淀效率高，排放污泥含固率高，抗负荷变化能力强，节约药剂，水量损失小。废水先进入混凝池，在混凝池内投加混凝剂，经快速反应后进入絮凝池，在此投加絮凝剂，使各种悬浮物、凝聚物等形成较大的矾花，再进入斜管沉淀池，沉淀池上部清水经集水槽收集进入臭氧反应罐和活性炭吸附罐。臭氧活性炭池活性炭物理化学吸附、臭氧化学氧化、氧化降解及臭氧灭菌消毒4种技术合为一体的工艺，使得水中溶解和胶体状的有机物转化为较易降解的有机物，将某些分子量较高的腐殖质氧化为分子量较低、易降解的物质。最后过滤完的中和水进入清水池。利用这两大新工艺系统极大的改善了中和水的水质要求，包含了其他水处理工艺系统所无法处理的杂质，还可除去废水沉淀池所形成的臭氧，使其迅速转化成氧气，从而防止臭氧进入空气形成二次污染。装置工艺处理效果预测见表3。

4 安装调试

电厂于2018年对废弃的冷却塔水池进行全面改造、防腐。在原本的旧设备基础上增加了一些新的过滤设备，新的废水泵情况见表4。

如浅层砂过滤器，该设备的防腐性能好，适合于酸碱中和水，使其寿命延长，过滤水量大，过滤流速快，且该系统由智能控制，这样就大大降低了人工成本。现在增加一个废水池大概可以蓄水约300m3，增加了废水的中和水量，增加了化水系统的制水能力，使得化水设备不在长期频繁的操作下减少设备的使用寿命。由于中和水外排是污染环境的水源之一，目前，公司已完成了对中和水水池及其管道的安装。经过一段时间的试运行，经中和池废水处理改造系统处理后，其出水满足脱硫岛工艺水水质要求，见表5。

表3 装置工艺处理效果预测表

表4

其它指标可以维持不变。在使用过程中化水系统减少制水次数，造成水冲击次数减少，使废水及时排除进行中和，防止废水沉滞造成腐蚀，大大延长设备的使用寿命，提高设备的使用率，安全性整体优于原本频繁操作的制水系统，节省大量的人工时间，使企业减少人工成本。由于水电成本过高，脱离工艺用水量每月约为14400t，利用新增加的中和水制水系统加速了中和速度，加上新增加的浅层砂过滤器进行过滤水，使其中和过后的水资源能够进行循环利用，节省再生废水量每月约为7000t左右，水资源的浪费情况明显减少，给企业节水、节电带来明显的经济效益，降低了电厂的用水量，环境也得到了明显的保护，减少“三废”排放，维护周边生态环境，实行同步治理，提倡清洁生产，为电厂的经济运行起到了重要作用。