五彩湾电厂废水零排放设计及应用

五彩湾电厂废水零排放设计及应用

发表时间：2017-11-20T09:48:39.063Z 来源：《电力设备》2017年第20期作者：朱强丽

[导读] 摘要：随着环境问题越来越严重，环保法要求越来越严格，火电厂作为用水大户、排污大户的企业，对废水的排放要采取一些措施，来减少或者零排放废水，亦可减轻经济负担。

（神华神东新疆准东五彩湾发电有限责任公司新疆维吾尔族自治区 831700）

摘要：随着环境问题越来越严重，环保法要求越来越严格，火电厂作为用水大户、排污大户的企业，对废水的排放要采取一些措施，来减少或者零排放废水，亦可减轻经济负担。主要研究废水零排放的含义、约束条件、影响因素。新疆五彩湾电厂废水处理采取就近处理、分散处理、集中处理几个方面。方案实施后的效果及存在的问题。

关键词：废水；零排放；回收；处理。

1废水零排放定义

所谓零排放，是指无限地减少污染物和能源排放直至到零的活动。零排放，就其内容而言，一是要控制生产过程中不得已产生的能源和资源排放，将其减少到零；另一含义是将那些不得已排放出的能源、资源充分利用，最终消灭不可再生资源和能源的存在。废水“零排放”是指工业水经过重复使用后，将这部分含盐量和污染物高浓缩成废水全部（99%以上）回收再利用，无任何废液排出工厂。水中的盐类和污染物经过浓缩结晶以固体形式排出厂送垃圾处理厂填埋或将其回收作为有用的化工原料。

2工程概况

五彩湾电厂工况为2×35MW超临界直流机组，使用间冷塔冷却工艺，#1、2号机组均于2012年投入运行。五彩湾电厂地处新疆，属于水资源稀缺地区，废水的排放及回收就显得尤为重要。我厂为保证机组的经济安全运行，保证自然环境不被破坏，保证废水的高效利用率，采取了一系列处理工艺。

3约束条件和影响因素

火电厂全厂废水零排放受当地环境保护法规的约束，并在充分的技术经济论证、配置有效防垢、防腐的循环冷却水处理系统和设备、制定出水务管理方案的基础上才能实现。全厂废水零排放是一项综合措施，不仅基建投资高，运行也很复杂。因此，不应盲目追求全厂废水零排放而忽视运行经济性，但对缺水又限制外排废水的地区，则是必然趋势。火电厂全厂废水零排放涉及到电厂8个子系统的用、耗和排水，即汽轮机冷却系统、锅炉除灰排渣系统、循环冷却水和锅炉补水处理系统、辅机水系统、输煤系统、工业水系统、杂用水系统及生活水系统。特别是耗水量大的冷却和除灰渣系统用、排水应尽量采用无水工艺。其余系统则根据水质要求进行回用。由此可见，火电厂全厂废水零排放既包括各水处理系统之间的相关关系，又包括火电厂全厂水系统的水量平衡。显然，不能把火电厂全厂废水零排放技术简单地理解为水处理技术，也不能把某个子系统实现了回用就误认为是全厂废水零排放。判断标准只能是全厂废水外排量为零，才是全厂废水零排放。

4水处理工艺

超滤（UF）是一种能将溶液进行净化和分离的膜分离技术。超滤膜系统是以超滤膜丝为过滤介质，膜两侧的压力差为驱动力的溶液分离装置。超滤膜只允许溶液中的溶剂（如水分子）、无机盐及小分子有机物透过，而将溶液中的悬浮物、胶体、蛋白质和微生物等大分子物质截留，从而达到净化或分离的目的。

反渗透是一种借助于选择透过（半透过）性膜的工力能以压力为推动力的膜分离技术，当系统中所加的压力大于进水溶液渗透压时，水分子不断地透过膜，经过产水流道流入中心管，然后在一端流出水中的杂质，如离子、有机物、细菌、病毒等，被截留在膜的进水侧，然后在浓水出水端流出，从而达到分离净化目的。为使反渗透装置保持高效率运行，往往进水水质要求很高。一般废水先经二级处理，再经过滤或活性碳吸附后再进入反渗透装置，本厂采取反渗透前加装保安过滤器，定期更换滤芯。

一级除盐：水经过阳离子交换器时，水中的阳离子，如钙、镁、钾、钠等、被树脂吸附，而树脂上的可以交换的H+被转换到水中，并且和水中阴离子生成相应的无机酸。当含有无机酸的水，通过阴离子树脂时，水中的阴离子被阴树脂吸附，而树脂上的可交换离子OH-被置换到水中，并和水中的H+结合成H2O。经过阴阳离子交换器处理的水，水的盐分被除去。

混合离子交换器是将阴阳离子交换树脂按照一定的比例均匀混合放在一个交换器中，它可以看作是许多阴阳树脂排列的多级式复床，在与水接触时，阴、阳树脂对于水中阴阳离子的吸附（反应的过程）几乎是同步的，交换出来的H+和OH-很快化合成水，即将水中的盐除去。

5废水零排放优化方案

（1）将化学处理系统（包括凝结水精处理系统）产生的酸碱废水、反渗透装置的浓水以及化学试验室排水排入化学水处理池，然后处理合格后，送至脱硫用水。而对于化学水处理系统（包括凝结水精处理）的清洗水、冲洗水因水质较好，水量也大，则经废水处理系统处理后回收利用。

（2间冷塔水质较好，可单独回收，用于锅炉补给水处理的反渗透进水，既可减少地下水的取用量，又可减轻废水处理压力，节约能源。

（3）生活污水在污水处理站进行处理后，此时的生活污水有机物含量较低，水质较好，可用于厂区绿化水使用。

（4）循环冷却水浓缩倍率较高，提高了水中各种离子的浓度，如果直接将其排入总回收系统，在总排水全部回收的情况下实现闭路循环势必造成循环冷却水系统含盐量不断升高，形成恶性循环，给循环水处理系统增加负担。可将此排水用于冲灰、渣，利用粉煤灰中的活性氧化钙成分，吸附水中有机物、重金属等有害物质，并形成沉淀与粉煤灰一起沉积下来，亦可将排放水放至脱硫，供脱硫使用。

（5）厂区的含油废水量较少，基本都集中在油泵房和卸油区，可将此部分水回收至含油废水池，通过处理，将油、水分别处理和回收。

6本厂废水的回收及处理

6.1生活污水废水

全厂的生活废水统一集中收集至生活污水废水站进行处理，我厂采取较为成熟的生化处理技术，处理能力为3×5m³/h，处理后的废水在春、夏、秋三季供厂区绿化使用，在冬季回收业废水至非经常性废水池内。

6.2原水预处理废水

原水预处理废水采取就近处理，机械加速澄清池排泥废水，滤池反洗废水以及脱泥机排出废水等集中回收至原水预处理废水池，废水池为30m³，通过给废水泵打至原水预处理进水处，重复处理回收。原水预处理的泥浆水通过脱泥机实现泥块及水的脱离，泥块以固渣的形式处理，水排至废水池内。

6.3煤水废水处理

煤厂所排的废水统一回收至煤水废水处理站，由于煤厂所排废水含有大量的煤渣，浊度较大。需要与其他废水进行单独处理，因此设计建设煤水废水站。煤水废水站设备有200m³的调节池，157.5m³的清水池，以及一套处理能力为10m³/h的高效煤水净化器等。煤水处理后的水供煤厂继续使用，煤水废水站的煤渣沉淀在池底，通过刮泥机刮至池子一侧，再通过脱泥机实现泥块与水的分离，泥块以固渣的形式处理，水排放至煤水调节池内，如图1所示。

图1

出水浊度≤10NTU，SS≤5mg/L。

6.4含油废水处理

含油废水主要来源有变压器坑雨水，油库区油罐排污水和雨水，主厂房地面冲洗水，因废水含有油污，故与其他废水进行分开处理。设计设备有1个100m³的含油废水收集池，以及两套处理为5m³/L的油水分离器，处理后油与水分离，油回收至废油桶内，通过废油进行处理，水回收至非经常性废水池内。

出水水质：含油量≤5mg/L

6.5雨水排放系统

全厂区的雨水通过雨水收集沟回收至1000m³的雨水井，雨水井的废水通过雨水泵回收至非经常性废水池内。

6.6工业废水处理

工业废水分为经常性废水和非经常性废水两类回收。经常性废水有锅炉补给水处理系统所排废水及再生废水、凝结水精处理系统再生废水，再生废水主要为PH不合格的废水，因此设计酸碱中和系统；非经常性废水主要有锅炉化学清洗废水、空气预热器清洗废水、设备和场地杂排水等，非经常性废水不仅PH不合格，而且含有大量的悬浮物、重金属离子如铁、铜等成分，有时COD也有可能超标，同时水量较大，这部分水进入非经常性废水池并经空气搅拌、曝气，加酸、碱调节PH，絮凝、澄清后综合利用，斜板澄清池底部污泥经浓缩池浓缩以后进入与脱硫脱水机进行处理，泥饼外运，废水脱硫回收使用，主要设备有2个220m³经常性废水池，2个2000m³非经常性废水池，1个絮凝反应槽，1个斜板澄清池，1个100m³最终中和池，1个300m³清水池，1个200m³服务水池等。

经常性废水出水水质：悬浮物＜20mg/L，BOD≤10mg/L，COD≤60mg/L，氨氮≤1mg/L，总磷≤1mg/L，游离余氯0.1-0.2mg/L，含油量≤1mg/L，总大肠菌数≤1000个/L。

7本厂投运后的效果及存在问题

本厂自2012年投运后，有效控制废水的排放率，通过上述设备的处理，废水回收率达到较高水平，但也存在一些问题。以2015年来说，原水预处理废水、生活污水、含油废水、含煤废水回收率为100%，雨水回收率亦可高达80%以上，工业废水回收率在70%左右。废水没有达到100%的回收的主要原因是，因新疆地处干旱地区，五彩湾更处于沙漠边缘地带，故雨水降水量较少，雨水回收到工业废水池内，因此雨水回收率取决于工业废水，并且不会对工业废水造成过大负担；工业废水的来源主要是水处理、精处理的再生废水，水处理制水设备冲洗水、浓排水、清洗水等，锅炉清洗排水、冲洗水等，由于设备的长时间的使用，设备的使用周期缩短，再生、冲洗的时间加长，造成工业废水来源量较大，处理负担较大，处理后的水主要供给脱硫使用，如脱硫自用水足够，将不使用工业废水，供水单一，这些是造成工业废水回收率不能继续上升的主要原因。因此，如何减轻工业废水的来源以及开辟工业废水的销路是整个废水零排放方案的关键所在。

参考文献：

[1]张长福，杨培育.西柏坡电厂废水零排放工程的设计与施工.邯郸市，河北省电力建设第一工程公司.电力建设，2011.（1）.

[2]电力行业职业技能鉴定指导中心.电厂水处理值班员.中国电力出版社.2008.（11）.

[3]莫华，吴来贵，周加桂.燃煤电厂废水零排放系统开发与工程应用.合肥工业大学学报.2013（11）.

[4]朱伟，陶逢春.大型超临界水冷机组废水零排放工程设计研究[J].给水排水，2013，39（5）：56—60.