国内外火电厂工业废水处理系统调试浅析——以菲律宾Kausawagan火电厂为例

王婷婷

（上海电力建设启动调整试验所有限公司，上海 200000）

0 引言

随着社会的进步和发展，使得人们的用电需求在不断增加，从而推动了电力行业的发展。国内电厂目前大部分废水必须经过处理后进行回收再利用，因而工业废水处理显得尤为重要，调试好工业废水处理系统，确保工业废水处理系统的正常运行，才能提高废水的回收利用率，节约水资源，避免对自然环境的污染；国外电厂受到当地环保法律、标准要求，在调试程序、试验项目、验收标准等方面都和国内有所差异。

1 调试工业废水处理系统简述

工业废水处理系统在火力发电厂运行过程中起着非常重要的作用，电厂运行过程中的废水若无法及时处理回用或达标外排，会导致整个机组被迫停运，造成直接经济损失。机组的启停会造成运行费用的额外增加以及设备的使用寿命减少。为防止此类情况的发生，做好工业废水处理系统的调试工作至关重要，确保工业废水处理系统能与机组同步投用并稳定运行。

工业废水处理系统主要由废水贮存池、曝气设备、废水反应设备、加药设备、污泥处理设备和监控系统组成。

工业废水处理系统基本流程分为两种：

1）经常性废水处理流程：废水贮存池—pH 调节池—絮凝/澄清池—最终中和池—净水池—过滤器

2）非经常性废水处理流程：废水贮存池—氧化反应池—pH 调节池—絮凝/澄清池—最终中和池—净水池—过滤器

工业废水处理系统加药设备主要有：酸加药装置、碱加药装置、混凝剂加药装置、助凝剂加药装置和氧化剂加药装置。另设污泥处置设备，包括：污泥浓缩设备、污泥泵、污泥脱水机、脱水污泥斗和脱水加药泵等组成。

2 调试工业废水处理系统的注意要点

在调试工业废水处理系统时需要特别注意的点是：

1）废水的来源。火力发电厂中有两类废水：经常性废水、非经常性废水。经常性废水指原水预处理装置的排水、锅炉补给水处理系统排水、凝结水精处理系统再生排水、化学试验室排水、取样排水、锅炉排污、循环水补充水处理系统排水等。非经常性废水指锅炉化学清洗排水、锅炉空气预热器冲洗排水、锅炉烟气侧冲洗排水、除尘器冲洗排水等。非经常性废水中化学清洗排水是指化学清洗前后的冲洗水，而非化学清洗过程中的清洗废液，故而工业废水处理系统不具备处理化学清洗废液的能力，只具有储存能力。现国内直流炉和过热蒸汽出口压力为9.8 MPa 及以上的汽包炉，在投产前都必须进行化学清洗。国内大机组化学清洗多数采用柠檬酸或EDTA 清洗，该化学清洗废液中会含有大量的重金属络合物及有机酸等，工业废水系统中常用的混凝、沉淀处理工艺是无法去除废液中的重金属络合物及有机酸等，需通过其他方式进行处理。

2）加药量的控制。火力发电厂正常运行的情况下，废水来源基本稳定，即经常性废水。加药量控制好后，基本不需要再调整。但在机组的酸洗、或者长时间停运保养后等情况下，废水水质与平时运行时会不同，需要重新调整加药量，满足处理后的废水能达标。

3）污泥的处理。厂区内废水的污泥量比较少，处理效果不佳。标准要求污泥脱水机进泥含固率应为3%~5%，再进行处理。但也有些特殊情况存在，如在处理火力发电厂基建期的化学清洗后冲洗水时，会导致污泥量大幅度增加，需要及时处理污泥，不然会导致因污泥量过多，工业废水处理系统的出水浑浊，出水水质无法达到标准，导致整个处理系统都无法正常运行。工业废水处理系统中污泥处理系统稳定运行十分重要。

3 简述菲律宾K厂工业废水处理系统调试流程

菲律宾K厂由美国黑石公司投资，中国电建公司总承包建设，以ASME标准为验收标准。

业主在审核调试方案时比较注重的点是：

1）预估整个系统调试过程中所需药品的浓度及数量并列明清单。

2）写明调试过程中可能需要用到的分析仪表。

3）泵的输出压力，需在调试过程中记录。

4）调试过程中可能遇到危害人身安全、设备安全的问题。

5）系统调试范围需在图纸上标明，列明图纸名称，以便业主在审查时能够找到对应的图纸。

6）泵的功能性试验及泵的冗余切换试验。

在完成机务完工证明（mechanical completion certificate，MCC）文件包后，进入调试前需准备MCC boundary，即边界图。将系统边界在P&ID图上画出，把系统划分为若干个子系统，并经业主审核通过。业主、总包以及调试方根据边界图对系统进行walk down检查，确认是否能进行调试工作，若整个工业废水处理系统安装未完善，但部分子系统已完成安装，则可进行子系统的调试。因此，在准备边界图时，系统分的越细，子系统越小，越利于调试工作的开展和进度把控。在绘制边界图时，将工业废水处理系统分为16 个子系统，用不同颜色将每个子系统画出并编号，如图1所示。

图1 工业废水处理系统边界图

在walk down 检查后，根据系统检查情况，业主会出一个punchlist（缺陷清单），清单里会列明遗留的缺陷，缺陷分等级，A 级表示严重影响调试工作的缺陷，必须进行整改后才可以进行调试，其他等级有整改期限，但不影响调试工作的开展是可以进行LOTO（lock out tagout）票的申请，相当于国内的工作票，由调试人员申请调试作业许可证（commissioning boundary permit isolations），接着进行安全检查签证（safety clearance certificate，SCC）申请确认，确认的主要内容是：

1）确认该系统/子系统MCC文件包已审批通过。

2）确认所有安装单位的锁具已被移除。

3）确认所有调试单位的锁具和警示牌已安放到位，填写LOTO票编号。

确认完成后进行送电通知（notice of energiza‐tion，NOE）申请，完成以上程序后方可进行调试。

系统调试过程和国内无太大差别。主要区别是系统调试完成后，需进行泵的功能性试验及泵的冗余切换试验。系统中涉及到的凡是有两台及以上的泵都需要进行冗余切换试验，确保A 泵故障跳闸后，B泵能立即启动，或是B 泵故障跳闸后，A 泵能立即启动，保障系统的正常运行。试验验收如图2所示。

图2 泵的冗余切换试验验收

主要对清水输送泵（Clarified Water Forwarding Pumps）及废水输送泵（Waste Water Transfer Pumps）进行泵的功能性试验。试验一：A 泵处于运行状态，且B 泵处于“自动”状态，当A 泵故障跳闸，验证B 泵可以立即启动。B 泵处于运行状态，且A 泵处于“自动”状态，当B 泵故障跳闸，验证A 泵可以立即启动。试验二：当A 泵处于运行状态，B 泵处于“自动”状态时，A 泵出口压力低时，验证B 泵可以立即启动，并可以使用DCS 控制低压力报警装置，使压力变送器恢复至正常状态。当B 泵处于运行状态，A 泵处于“自动“状态时，B 泵出口压力低时，验证A 泵可以立即启动，并可以使用DCS 控制低压力报警装置，使压力变送器恢复至正常状态。

试验验收如图3所示。

图3 泵的功能性试验验收

4 菲律宾K厂调试遇到的问题

在工业废水处理系统调试过程中，因化学清洗废液需在厂内处理（国内一般有专业公司处理或外运至具有相应资质的专业公司进行处理），导致系统调试出现了问题。

1）在处理碱洗废液时，碱洗废液中的油污需要去除，工业废水处理系统的处理流程中没有除油设备，无法去除油污。这时需要进行人工除油，使用吸油物，将碱洗废液中表面的浮油吸附在吸油物上，以去除碱洗废液中的浮油。浮油去除后，再进行废水的曝气处理。废水在曝气处理过程中会产生大量的泡沫，这时需人工向工业废水处理系统中加入消泡剂，将泡沫去除后，方可对废水进行降低COD 及混凝沉淀处理。除油除泡后的废水和火电厂正常运行时的废水也有所不同，处理流程虽基本相同，但使用药品的剂量却不同，药量相对要多，具体加药量需根据出水化验结果进行调整，出水不合格时，再进行循环处理，直至出水水质合格。

2）在处理化学清洗废液时，菲律宾K厂使用的是柠檬酸进行化学清洗，化学清洗废液中含有大量重金属络合物、一定浓度的柠檬酸残液及大量的联氨废液等。需加入石灰，与化学清洗废液中的重金属络合物进行反应，此时会形成大量沉淀物，再经过混凝沉淀，过程中会产生大量的污泥，且出水水质不稳定，需多次循环处理，并加入活性炭粉进行吸附，经过澄清池后出水才会清澈。但在此过程中会产生大量的污泥，需启动污泥处理系统进行污泥处理，污泥浓缩设备的污泥固体负荷宜为60 kg/（m2·d）~120 kg/（m2·d），进入浓缩池污泥含固率宜为1%~2%，污泥堆积太多，污泥含固率增高，污泥浓缩时间宜为12 h~24 h，脱水机的进泥含固率宜为3%~5%，含固率过高，脱水剂加药泵的加药量不能满足需求，会导致脱泥效果不佳，甚至损伤脱水机。因此在进行碱洗废液的处理时需同时对污泥进行含固率的检测，一旦符合脱水机进泥含固率的要求，就需启动污泥处理系统进行污泥处理，才能保证在处理后续废液的过程中不会因污泥堆积来不及处理而导致整个工业废水处理系统无法正常运行。

3）不论化学清洗中的碱洗废液还是酸洗废液，在废液处理时都需进行降低COD 含量的处理，即加入氧化剂及曝气处理。因菲律宾更加注重生态环境的保护，对排入海水的废水还会进行溶解氧的检测，虽没有明确规定溶解氧的排放浓度，但其要求至少不低于5 mg/L。因为溶解氧值低于5 mg/L 时，一些鱼类的呼吸就会发生困难。

因此，在菲律宾K 厂处理化学清洗废水时，耗费很大的人力、物力、财力，进行了很多小型试验及工艺调整，最终完成清洗废液的现场处理，达标排放。菲律宾当地环保排放标准详见表1。

表1 国内与菲律宾K厂排放标准

5 国内与菲律宾K厂排放标准对比

国内废水排放标准主要以GB 8978—1996 污水综合排放标准为准，菲律宾K厂废水排放标准主要以世界银行提供的标准为依据。

从表1 可以看出，在排放项目上，国内外大部分要求是一致的，但国内排放项目的要求相对比较多，而国外的排放指标相对比较严格。国内对能引起水体富营养化的有害物质，要求比较严格。而国外没有出现水体富营养化的现象，所以对这方面没有具体要求。菲律宾K 厂沿海海水通常分为休闲用水及渔业用水，休闲用水如公共划船、游泳、跳水等，渔业用水如商业和自给性渔业，由此看出，国外对水质的重点要求在于水质清澈、无重金属、COD 要求更严格，对海洋生物有害的物质要求也更为严格。但无论国内外对排放水质的要求如何，我们都应该遵循其要求，按标准进行废水的处理，以达到排放指标。

目前国内对于废水零排放比较重视。旨在回收利用废水，对环境造成零污染，节约水资源，合理利用水资源。“零排放”是指企业或主体单元的生产用水系统达到无工业废水外排。而对于废水进行零排放处理需要增加一系列配套设备，目前国内常规方法如下：1）废水经过生化处理后，进入超滤系统对其进行粗过滤处理；2）超滤产水进入反渗透膜系统进行膜分离处理，浓缩进入高压膜系统；3）高压膜浓水进入蒸发系统；4）进行蒸发结晶“零排放”处理；5）蒸发结晶物以固废方式存在，委托危废中心处理。

6 结语

国内火力发电厂工业废水处理是为了实现零污染、零排放，避免环境污染，环境保护的问题，必须高度重视，人人有责。在进行工业废水处理系统调试时，不能马虎，必须确保回用或排放的废水符合国家标准、地方标准，保护环境。同时通过对菲律宾K 厂工业废水处理调试程序和化学清洗废液处理的介绍，希望对广大海内外电厂建设同行能有所帮助，避免在工业废水处理系统调试工作中走不必要的弯路，为一带一路建设做出微薄之力。