50 MW 生物质发电机组废水零排放技术分析

2022-06-03陈洁薇谭方良王思明杨晓冬张健明

工程建设与设计 2022年9期

陈洁薇，谭方良，王思明，杨晓冬，张健明

（中机第一设计研究院有限公司，合肥 230601）

1 引言

生物质发电厂废水处理环节中一直存在原水预处理效果不佳、污水处理效果较差以及循环水排污量较大等问题，而我国的水资源较为缺乏，水资源短缺情况较为严重，电力行业又是我国用水量较大的行业，因此需要对其开展深层次的节水措施，减少电厂污水的排放量，降低其对水资源产生的污染。

2 某50 MW 生物质发电厂概况

2.1 生物质发电厂水平衡情况

本文选择研究的生物质发电厂机组采用220 t/h 高温高压循环流化床锅炉，配2 台凝汽式的汽轮机组，装机容量为2×50 MW。某生物质发电厂的工业生产用水源为当地周边的地表河流水和地下深井水，备用水源为市政自来水；生活用水水源由市政自来水管网供应。

地表水经厂外取水泵站送至厂区、地下深井水采用轴流深井泵提升，来水经过一体化净水站进行加药混凝过滤、沉淀并投加杀菌灭藻剂处理后，作为生物质发电厂内的工业用水源、消防用水源，由厂内综合水泵房内设置的工业水泵、循环水泵、消防系统水泵等输水设备送至全厂各个用水点。市政自来水则是作为地表水和地下水的后补水源，确保在主水源发生突发情况时可及时对厂内工业用水、消防用水以及生活用水进行补充。某生物质发电厂内的水平衡情况如图1 所示。需要特别说明的是，深井水主要作为锅炉补给水处理系统补水和含油污水处理系统补水；其他以循环冷却水系统为代表的消耗性工业用水主要依靠地表水源补充；市政自来水为厂内倒班楼、食堂、办公室等处提供生活用水。生物质发电厂内的主要消耗水资源的形式为：锅炉汽水循环系统产生的蒸发，循环冷却塔风吹、蒸发产生的消耗等。

图1 某生物质发电厂内的水平衡情况

2.2 各个系统水耗情况

通过对全厂各个系统的分析排查，并在厂内进行实际测量，对厂内全部的取水情况、用水情况以及消耗水情况进行水平衡测试分析后得表1 所示结果。

表1 某生物质发电厂全部用水情况（满负荷状态/夏季）

由表1 可知，全厂总取水量为104.2 m3/h，总耗水量为84.2 m3/h，全厂总排水量为20 m3/h。

厂内主要的工业用水损耗类型有：锅炉补给水处理系统、循环水系统蒸发、风吹、排污损耗、脱硫用水损耗、除灰渣用水损耗、厂内洒扫绿化损耗、生活用水损耗。

2.3 全厂排水情况

全厂产生的各种主要废水和污水来源以及水量数据如表2 所示。

表2 某生物质发电厂主要废水和污水来源以及水量

3 某生物质发电厂排水存在的问题

在正常生产运行阶段产生的主要废水类型为：循环排污水、含油污水、生活污水、各处理系统污水以及酸碱再生污水。上述污水在某生物质发电厂内存在的排水问题有以下5 个方面：（1）原水预处理系统使用的污泥离心脱水机的工作效率没有达到标准工况，不满足厂内使用需求，导致生物质发电厂内的部分污泥管道出现腐蚀堵塞的情况，造成排泥水溢流；（2）使用的锅炉补给水系统中产生的酸碱再生废水现阶段处理方式采用的是外包处理，应根据相关环保文件的要求达到生物质发电厂废水零排放的标准；（3）除了对循环水排污水进行了少量的综合利用外，剩余的大部分循环水排污水均进行排放处理，但排放的循环水排污水的水质中有机物含量随着环保标准的提高，目前已经超出标准，没有达到相关环保文件中的排放许可要求，在环保方面存在较大的隐患；（4）现用的地埋式生活污水处理系统的使用效果较差，并且存在系统检查维护不方便的情况，并且系统内存在较多的废水悬浮物，这些悬浮物质不仅数量较大，而且还很难进行清理，导致发电厂生活污水处理系统的部分出水水质没有达到相关环保规定中的排放许可要求，现阶段主要将生活污水进行回收后用于厂内部的绿化工作；（5）料堆场会产生一定量的堆积液，而厂内并没有对这些堆积液进行单独的收集处理，导致在雨期部分堆积液直接进入生物质发电厂内的雨水管道，存在相应的环保隐患问题[1]。

4 对某生物质发电厂废水排放系统进行优化的措施

4.1 生活污水处理系统的优化

通过对生活污水处理系统的设计工艺流程分析可知，其主要的生活污水处理流程：生活污水管道—格栅井—生活污水调节池—地埋式生活污水一体化处理设备—回收利用储水池。由于现阶段厂内使用的生物污水处理系统为地埋式系统，系统设备检查维修工作较为困难，导致目前厂内生活污水的处理效果较差。

优化措施：厂内新建一套生活污水处理系统，该系统使用曝气生物滤池处理的方式，将系统的设计水量定值为2×3 m3/h。这种生活污水处理方式和之前地埋式生活污水处理方式相比，其曝气生物滤池中的滤料具有较大的表面积，且形成的生物膜浓度较高，因此系统的氧化降解处理性能较强，可以快速净化生物质发电厂内的生活污水，并且这种生活污水处理设备的占地面积不大，对设备进行检修也较为方便，杜绝了污泥膨胀对生活污水处理效果产生的影响，系统运行成本较低，经系统处理后的生活污水可以直接用于厂区室外地面冲洗用水或厂内绿化用水。

4.2 污泥处理系统的优化

厂内污泥处理系统的优化主要是对系统中污泥浓缩池进行管道和设备的优化改造，即对污泥处理系统内污泥浓缩池的进出水管道、潜水搅拌器以及刮泥机进行更换，并增设一套污泥处理设备，新增设备的处理效果为8 m3/h，使系统处理后的污泥脱水机滤液可以在一体化的预处理系统中进行回收利用，以实现对污泥处理系统节水再利用的目的。

4.3 新建水循环处理系统的优化

厂内新建一套循环水排污水处理系统，该系统使用两级软化工艺，系统处理能力为15 m3/h。系统工艺路线为：将循环水排污水输送至废水缓冲池中，池体有效容积600 m3，排污水在缓冲池中进行均质，之后将缓冲均质后的循环水排污水使用提升水泵送到高效澄清器，在澄清器内进行两级软化的澄清处理，高效澄清器设计的处理水量为20 m3/h，并配套相应的化学药品添加装置和循环污泥泵，以此将澄清器内的污泥送至污泥浓缩罐中进行浓缩处理[2]。