DM/DBS一体化含煤废水处理技术在火电厂的应用与分析

湖南华电常德发电有限公司 王守阳 梁万博

湖南华电常德发电有限公司一期工程装机容量为2×660MW，公司毗邻沅江，电煤运输主要依靠船运。电厂距离沅江2公里，船煤到达码头后还需经汽车转运至厂内，途经市政道路。在装卸和运输过程中煤的散落和扬尘、运输汽车和地面的冲洗以及雨水汇集形成了含煤废水。据统计，日常含煤废水量约为20m3/h，雨季可达到40m3/h。废水含有的主要污染物为少部分较大的煤粉颗粒及大量不易沉降的悬浮物等，色度较高。

常德公司卸煤专用码头在地势最低处建有一座5.3×4.8×2米的两级含煤废水收集沉淀池，废水通过自流进入一级废水沉降收集池，再通过溢流管进入二级沉降池，经过简单沉降后直接排放至沅江河道。由于设计的处理量不足，沉淀时间过短且一级沉淀池经常淤塞，含有细小煤尘的悬浮物难以自然沉降，运行过程中经常造成含煤黑水直接排入沅江，造成一定的污染。直接回用又易造成设备堵塞影响正常运行，且再次使用过的废水处理难度更大，原有处理系统已明显无法满足当前的运行要求。

随着水资源的日益匮乏和国家环境保护要求的提高，环保问题对常德公司的正常运行有着较大影响，公司技术部门调研了市场上多种含煤废水处理技术，通过对运行可靠性、投资经济性和运维成本等多方面综合比较，选用了DM 一体化含煤废水处理工艺，该工艺相较其他工艺具有流程短、操作及维护简单、抗冲击能力强且能稳定高效地去除煤粉颗粒、悬浮物等污染因子，处理后清水可循环利用等优点。

1 DM/DBS 一体化含煤废水处理系统

1.1 DM 一体化含煤废水处理系统原理

本系统利用原有的含煤废水收集池，新增一台地坑泵、两台含煤废水提升泵（一用一备）、一套DM 一体化含煤废水处理系统、一座污泥收集池、一座清水池、两台清水泵（一用一备）。此废水系统具有PLC 自动控制、PLC 手动控制、就地手动控制三种控制模式，整套系统按无人值守原则进行设计，可以实现控制、状态显示、故障报警、控制系统组态、历史追忆等功能（图1）[1]。

图1 含煤废水处理系统流程

1.2 DBS 废水处理药剂反应原理

DBS 废水处理药剂呈灰白色粉末状，在水的浸润下可展开具有一定极性的高分子链，在破坏废水中电平衡的同时形成类网状结构。这种高分子链在废水中拥有独特的捕捉、吸附细小悬浮颗粒的能力，形成的网状结构能轻松地捕捉废水中的极细小颗粒、胶体物质及重金属离子，从而形成比重较大的固体颗粒，达到快速沉降的目的。此药剂无需配置成水溶液，直接加入废水中即可进行反应，达到去除含煤废水中重金属、悬浮物以及色度因子的需求。此药剂形成的沉降物能达到较好的沉降效果，而且因为吸附架桥网捕的特性，形成的絮凝体颗粒大且相对蓬松分散，不会造成堵管、结垢等不良情况，能够保证系统长周期连续稳定的运行[2]。

1.3 DM 一体化水处理设备

DM 一体化水处理设备是为配合DBS 废水处理材料使用而专门设计的一款废水处理设备，它充分结合动力、材料及电气等学科原理，控制废水流速，自动加料、底流搅拌，实现材料与待处理物的最大接触，设备采用两级反应及多级沉降，能简单高效地达到处理废水的目的[3]。

1.4 工艺流程说明

利用新增的废水提升泵将含煤废水收集池内的废水引至DM 一体化水处理系统（处理能力20～40m3/h），在DM 一体化水处理系统内完成加药、混凝与絮凝反应和沉降过程。其中加药到反应时间需6分钟、沉降分离时间需要7分钟，废水在DM 一体化处理系统内总停留时间控制在30分钟左右，留有较大的处理裕度。处理后的合格清水经浊度仪、pH 仪在线检测，确保悬浮物、pH 合格后溢流至清水池，再利用清水泵送往回用水管网作为回用水循环使用。一般而言，作为地面卫生冲洗水用时色度检查利用目测检查水质清澈即可。

根据现场实地踏勘，经过废水收集池的待处理废水中的悬浮物含量在800～3000mg/L，经DM 一体化处理系统处理后，沉降污泥（主要成分为煤粉）量只需每隔2～4小时间歇排放一次，均通过管道以自流的方式流入污泥收集池内。污泥收集池内的污泥含水量较高，部分上清液溢流至清水池作为回用水，当池内污泥达到一定浓度后，通过地坑泵将污泥打入板框式压滤机进行压滤处理，产生的泥渣可与煤混合装车运送至厂内继续利用。

2 一体化含煤废水处理技术的优势及实施效果

与其他工艺相比，DM 一体化水处理技术有以下五点优势。

工艺流程短。因药剂无需制成水剂，可直接通过变频给料装置投加即可对多种污染物进行协同处理，操作简单，可随时根据水质情况调整DBS 废水处理药剂投加情况，运行方式简便，操作人员能快速熟悉操作方式，无需进行长期专业性知识的培训，并无需过多的维护保养，在工艺的运行中能极大减少不必要的人力物力消耗[4]。

主体设备简单。设备采用撬装模块化设计，将废水处理的给药、絮凝、澄清，搅拌等高度集成在一套装置中，且在施工难度、施工周期方面具备一定优势。

只使用一种药剂且药剂性能优异。因DBS 药剂本身难溶于水且比重比水大，加之具有较强大的絮凝能力，物化反应后形成了松散状的絮凝体（矾花）具有较高的沉降速度，有利于后续的泥水分离且不会出现管道堵塞现象。固液分离后产出的上清液浊度即达到排放标准和循环利用要求。药剂性质稳定且无毒无害无刺激性，混入煤粉中不会对后续系统产生影响[5]。

抗冲击能力强。常德地处沅江下游和澧水中下游，雨季集中，雨季来临时最大处理流量达到40m3/h，对一般设备的处理工艺的考验较大。DM 一体化工艺面对极端情况时，只需提高加药量就能保证出水水质在达标范围内。

日常运维成本低。DBS 废水处理药剂处理含煤废水的加药量能控制在50g/t，按20m3/h 的日常运行水量计算，运维人员一天只需加入1～2包药剂（单包25kg）。整套系统通过PLC 自动控制，运行时可做到无人值守，只需定期安排人员操作压滤装置即可。

此工艺经实际运行验证，运行状况稳定。处理后水质清亮且产水全部循环使用，经检测，SS、pH值、COD 等指标均达到或优于《煤炭工业污染物排放标准》（GB20426-2006），并在设计、施工和安装上符合国家的专业技术规范与标准。各污染物的进水、产水、排放标准分别为：pH 值7.1/7.2/6～9；总悬浮物（mg/L）2235/22/70；化学需氧量（mg/L）35/30/70。色度进水、产水为280/16。

3 结语

在保证系统运行稳定且出水水质达标、清水循环利用情况下，含煤废水处理研究方向应是减短工艺流程、提高工作效率、降低运行费用等方面。从现有的处理技术来看，DM 一体化处理技术、电絮凝技术、滤膜技术等多种废水处理方式均可达到废水处理的效果。但从实用性、经济性看，电絮凝技术、滤膜技术等其他废水处理技术都需要在原有系统中增加大量设备，且日常维护复杂，经济性较差。

随着国家对环境问题的重视程度逐年加深，监管力度逐年加大。燃煤发电企业在选择含煤废水系统时，不仅需要考虑环境效益、社会效益，还要考虑到经济效益。在多数电厂含煤废水系统的实际运行中，DM 一体化处理技术与DBS 材料明显更具有优势，具有很好的推广价值。