火力发电厂高效环保废水处理系统设计

摘要：针对火力发电厂工业废水处理系统集中处理不同级别的废水存在药品消耗量大、效率较低等问题，设计了一种高效环保的废水处理系统。该系统根据废水的不同性质，能将经常性废水、主厂房冲洗水、非经常性废水等废水进行分类处理，实现了药耗少、水耗少、节约能源的废水处理目的。

关键词：火力发电废水;分类处理;酸碱废水池

0 引言

目前火力发电在我国的电力供应中仍占据着重要地位[1]，除传统的燃煤发电外，兼具垃圾处理功能的垃圾发电技术近年来也得到了长足的发展[2]。随着国家环保要求的不断提高，火力发电厂不仅要提高发电效率，还要减少发电过程中对环境造成的污染。火力发电过程中必然会产生一定量的废水，如何尽可能地再利用废水、减少废水排放、提高排放水质已经成为火力发电领域的研究重点[3-4]。

火力发电厂通常产生的工业废水一般分为经常性废水和非经常性废水[5]。经常性废水是日常运行产生的废水，以精处理车间酸碱废水和化水车间酸碱废水为代表，该类废水一般带有一定酸碱度，当前常规处理方法是采用工业废水处理系统的中和池进行加药处理。非经常性废水以约6年产生一次的锅炉酸洗废水、1～2年产生一次的空预器冲洗废水以及发电厂运行中产生的主厂房冲洗水为代表。当前非经常性废水的常规处理方式是通过机组排水槽回收送至工业废水处理站，经过加药中和、混凝、沉降、澄清后再回用。

在工程实践中常常需要设置工业废水处理系统，用以处理发电厂运行中所产生的经常性废水和非经常性废水。但笔者在长期的废水取样和测试工作中发现，有时经常性废水的水质较好，仅需简单中和处理后即可回用;主厂房冲洗水的水质一般比较好，无需进入工业废水处理装置处理。将它们与锅炉酸洗废水、空预器冲洗废水一起使用现有工业废水处理系统时，不仅增加了设备运行时间，增加了药耗，还造成了水资源的浪费。本文通过对火力发电厂的工业废水进行分析，设计了一套自动检测、控制的废水处理系统，能够实现对火力发电厂废水的高效环保处理。

1 系统设计

本文在火力发电厂高效环保废水处理系统设计中，考虑到了废水分类处理的重要性，针对性设计了火力发电厂节水型自动监控和处理的工业废水贮存及分配系统，系统主要由酸碱废水池、冲洗回收池、若干个工业废水池以及分别将它们连通的管道、阀门、废水泵和分析仪表构成。化水车间的酸碱废水和精处理车间的酸碱废水排入酸碱废水池，机组排水槽来水管道与废水池相连;出水管分为3个出口，1个通往直接回用水处，1个至锅炉补给水原水处理系统，1个至工业废水后续处理装置。通过设置3个出口之间的连通管，根据特定在线仪表的测量结果，经自动阀门控制进、出水的流向。此设计的好处在于平时将经常性废水在特定的池子里面进行处理，当火电厂锅炉进行化学清洗或者空预器冲洗时，酸碱废水池还可以通过出水支管与机组排水槽废水管相连，用于贮存锅炉酸洗废水和空预器冲洗废水，实现不同废水池之间的功能切换，在废水池检修时又能实现池体倒换。

2 系统运行

本系统在酸碱废水池出水泵管路上装有在线浊度仪和气动阀门，出水的水质主要由在线浊度仪测量，合格产水最终送至回用水系统，不合格产水由联络管送至其他废水池或送至工业废水池后续处理装置出口管。

冲洗回收水池出水管上装有在线电导率仪和气动阀门，出水的电导率由电导率仪检测，合格出水送至锅炉补给水原水处理系统回用，不合格出水由联络管送至其他废水池或送至工业废水池后续处理装置出口管。

工业废水池主要用于处理非经常性废水，其出水管道连通至后续处理设备，并与酸碱废水池和冲洗回收水池的出水管连通，接收它们的不合格产水，并在连通管上设置止回阀，防止不合格出水倒灌。

为了实现系统的有效控制，所使用的气动阀门受浊度仪或电导率仪的检测信号及系统运行状况的联动控制。当机组正常运行时，酸碱废水通过管道进入酸碱废水池，启动中和处理设备，经pH检测合格后，启动酸碱废水泵将废水引入回用系统，利用浊度仪确认酸碱废水中浊度的变化情况，确保其在可控制范围内。主厂房冲洗水进入冲洗回收水池，经曝气后启动冲洗水回收水泵，合格的冲洗水进入锅炉补给水源处理系统回用，利用电导率仪监控水泵出水中电导率的变化情况，确保其在控制范围内。系统如果出现超出控制范围的情况，例如酸碱废水中的浊度超出控制范围时，通过控制自动阀门的通断，将酸碱废水经联络管送入工业废水池，待浊度仪中的监测信号回归正常后，控制自动阀门，系统回归到正常运行状态。如果冲洗水回收水泵出水管中的电导率异常，通过控制自动阀门的通断，不合格出水进入工业废水池，待电导率仪中的监测信号回归正常后，控制自动阀门，系统回归到正常运行状态。

此系统的设计核心在于在集中存储、处理工业废水的同时，可根据水质的不同进行分类，不同类型的废水通过不同的处理方式，得到不同方式的回用，并且系统运行时所有阀门的通断及运行状态的切换操作均可以通过控制在线浊度仪和电导率仪的检测信号进行远程控制，无需人员值守，实现自动化控制。火力发电厂高效环保废水处理系统设计原理如图1所示。

3 结语

本文介绍的是一种区别于传统废水处理工艺的高效环保废水处理系统。该系统在全厂工业废水统一处理的思路下，将不同性质、不同条件的废水再细化分类，通过自动化的检测和控制手段，该系统能达到高效处理废水和环保节能的目的。中国能源建设集团安徽省电力设计院有限公司将这套火力发电厂工业废水自动分类处理工艺应用于安徽淮北平山电厂一期工程（2×660 MW机组）中，改变了以往电厂工业废水混排处理的运行方式，将不同性质的废水分类存放，并根据水质情况采取不同的方式进行控制和处理。该工艺系统随机组于2015年投运，运行至今系统性能可靠，废水处理效果良好，維护费用低，废水处理所用的药耗和电耗下降明显，有效降低了电厂的运行成本，达到了设计的预期效果。

[参考文献]

[1] 黄超，郑艳，朱凌.我国沿海地区火力发电发展现状、环境影响及对策研究[J].海洋经济，2020（1）：22-27.

[2] 汪艳青.基于能值的城市生活垃圾焚烧发电厂的可持续性研究[D].雅安：四川农业大学，2020.

[3] 王伟.降低脱硫废水含固率的创新实践[J].电力科技与环保，2020（2）：42-43.

[4] 李海彬.火力发电厂废水“零排放”节水技改分析[J].石化技术，2019（10）：227-228.

[5] 张小沫.发电厂减少工业废水产生的设计措施[J].贵州电力技术，2008（10）：66-68.

收稿日期：2020-08-04

作者简介：李琴（1980—），女，湖北武汉人，博士，高级工程师，研究方向：应用化学。