循环式火电厂污水处理系统的优化设计

谢斌 陈烊泽 张丽姸

摘 要：在经济飞速发展的现在，我国水资源消耗量逐年增长，而电厂作为用水量较大的组织，并且排出大量污染物。电厂对其排放的污水进行有效的处理与回收，不仅在很大程度上降低其对江河湖泊水资源带来的污染，而且有效的节约了水资源，对经济社会的可持续发展有着重要意义。

关键词：污水处理;节能减排;低碳;循环利用系统

近年来，全国各地由于不注意污水的处理，我国主要水系的水体都遭到了不同程度上的污染。据调查，我国的电厂一直为大量用水组织，而中国的电力主要依靠燃煤的火力发电，但燃煤发电，从煤炭的开采、处理到发电厂的冷却，都需要消耗大量的水。火力发电厂是用水大户也是排水大户。目前火力发电厂的用水也由于水资源的过量开发而日趋紧张，枯水期经常出现用水告急现象。“循环式火电厂污水处理系统”工作时，通过过滤层中的活性炭吸附层和去离子渗透层对废水进行过滤，过滤后的污渍进入污渍收集箱中，再经过废水处理箱中的过滤板进行处理，将处理过的净水通过水泵进入净水储存箱内，且通过水龙头进行使用，具有很高的环保性和节能性。

1 系统的详细设计与实现

1.1 系统的总体设计

系统分为废水收集箱，污渍收集箱，废水处理箱，净水储存箱这4部分。

1.2 系统的构建特点

（1）废水收集箱。其主要负责收集废水，工业废水通过废水进口经过下方漏斗后，由第一过滤层和第二过滤层过滤，下端分别通过第一污渍出口和第二污渍出口并与污渍收集箱连通，第一过滤层和第二过滤层内分别包括活性炭吸附层和去离子渗透层。

（2）污渍收集箱。其通过第一污渍出口与第二污渍出口与废水收集箱相连，将其过滤后的残渣收集入污渍收集箱中。

（3）废水处理箱。废水收集箱的底端通过连接管与废水处理箱的一侧连接，经过连接管废水进入处理箱，废水处理箱内的中部插设有过滤板，过滤板为渗透层，且过滤板内添加有絮凝剂，水经过过滤板絮凝，在过滤板远离水泵的一侧设有过滤海绵层和沉淀层，达到第二次过滤的效果。

（4）净水储存箱。废水处理箱的另一侧通过连接管与净水储存箱的一侧连接，经过连接管与废水处理箱之间的水泵进入净水储存箱，连接管靠近净水储存箱的一端安装有止逆阀，以防净水逆流，净水储存箱的另一端连接有水龙头，方便使用。

1.3 系统的工作原理

（1）具体实施方式。本装置利用废水收集箱收集废水，并使废水通过废水进口经过下方漏斗后，由第一过滤层和第二过滤层过滤，第一过滤层和第二过滤层内分别包括活性炭吸附层和去离子渗透层。过滤层下端分别通过第一污渍出口和第二污渍出口并与污渍收集箱连通。废水收集箱的底端通过连接管与废水处理箱的一侧连接，废水处理箱内的中部插设有过滤板，过滤板为渗透层，且过滤板内添加有絮凝剂，废水经过过滤板絮凝，并在过滤板远离水泵的一侧设有过滤海绵层和沉淀层。废水处理箱的另一侧与净水储存箱的一侧连接，经过连接管与废水处理箱之间的水泵进入净水储存箱，且靠近净水储存箱的一端安装有止逆阀，以防净水逆流，净水储存箱的另一端连接有水龙头，方便使用。

（2）具体工作原理。该火电厂废水收集利用装置通过第一过滤层和第二过滤层对废水进行过滤，且过滤的污渍通过第一污渍出口和第二污渍出口进入污渍收集箱中，在通过连接管与废水处理箱连通，经过废水处理箱里的过滤板进行处理，将处理过的净水，通过水泵进入净水储存箱内，且通过水龙头进行使用，具有很高的环保性和节能性。

1.4 系统的实际应用

本装置可有效净化由火电厂排出的工业废水并使其能够循环利用，它作为污水处理系统对污水进行过滤净化，一定程度的改善工业废水造成的水体污染严重这一问题。“循环式火电厂污水处理系统”可以较简单方便的原理及较低的成本有效处理工业废水，使水质达到国家安全水质标准。

1.5 项目的研究方法及可行性分析

研究方法：發现问题→提出问题→解决问题→画出模型图→制出模型→模拟装置→记录数据→估计其现实意义→得出总结→书写申报书

（1）情况分析发现问题。

（2）对产品改装的策划。

（3）对产品进行研发及制造产品模型。

可行性分析：利用目前火电厂利用的污水处理方式大多为将水通过中和池及澄清池的简单废水处理方法，这种方法并不能有效且完全的处理废水中的杂质。可将其与本装置方法分别处理污水后的情况做测量报告

1.6 经济效益及社会效益

制作成本较为低廉且应用方便，与普通的火电厂污水处理装置相比，可以更加安全有效的处理由火电厂排出的废水。对现在最为严重的水资源污染问题的解决上有良好的社会效益。

1.7 设计创新点

（1）本产品发明新型实用，结构简单，在实际应用施工过程中较简便，降低了施工难度和施工成本。

（2）本产品所净化处理的废水达到工业使用的标准，可再次投入到新的生产过程中，提高了对水资源的利用率，解决了水资源浪费问题。

（3）本产品的过滤层更换简单，保证了经过该装置净化的水的安全性和清洁性。

1.8 项目研究的预期成果

“循环式火电厂污水处理系统”能够针对目前火电厂工业废水处理不当排出，造成的水体污染严重问题，使火电厂的污水排放更加安全并可循环利用，能够应用于国内目前的火电厂，并且有效使目前水质污染的严峻问题得到改善。

2 结语

多年来，由于工业污水及生活污水的排放造成的水体环境污染一直困扰着我们，在科技与工业飞速发展的今天，更多的污染问题给我们的生产生活带来了很大的不便。许多电厂的用水和排水仍处于自然和随意的状态，虽然废水中污染物的浓度不高，但由于排水量大使污染总量较大，从而造成不同程度的环境污染。用水和排水费用在电力成本中的比例日益提高。因此，加大火力发电厂废水处理力度，提高用水的重复利用率，治理污染，减少排放，不仅具有社会效益，而且也有十分重要的现实意义。本装置不仅能有效解决目前火电厂污水处理不当问题，且在实际应用施工过程中较简便，降低了施工难度和施工成本，并在一定程度上减少了水资源的浪费现象。因此该项目的未来推广很有价值。

参考文献：

[1]张小玲，王靖楠，施雪旖，林燕.新型材料碳纤维在水处理处理应用的研究进展.环境工程学报，2016，（04）.

[2]杨可桢，程光蕴，李仲生.机械设计基础[M].高等教育出版社，2006：5.

[3]张云杰，陈锋正，白皛.零件与装配设计[M].清华大学出版社，2010：11.