华能某电厂废水处理系统优化设计分析
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摘 要：本文对华能某电厂的废水处理系统的设计优化进行分析，本工程采用大量废水减量化设计技术降低工業废水的产生量，按照循环经济的理念，利用梯度用水的方式提高水的利用率，使电厂的所有废水均经济有效地得到循环利用;同时注意污染防控，保护环境。
关键词：电厂 废水 零排放
中图分类号：X703 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2020）03（a）-0089-03
Abstract： The paper optimized the design of the waste water treatment system of Huaneng Changxing power plant and adopted a large amount of waste water reduction design technology to reduce the production of industrial waste water. According to the concept of circular economy， the utilization rate of water can be improved by means of gradient water， so that all waste water from power plant can be recycled economically and effectively. Meantime， pollution prevention was controlled to protect the environment.
Key Words： Power plant; Wastewater; Zero emissions
近十几年来，我国的燃煤清洁高效发电技术迅猛发展。燃煤发电是我国电力工业的基础，燃煤发电装机占电力总装机规模的65%。截至2018年底，全国发电装机容量达到19亿kW，其中燃煤火电机组容量超过10亿kW。2018年平均供电煤耗已降至308g标煤/kWh，达到世界先进水平。然而燃煤发电过程会产生水质较差、污染物种类多的高盐废水，同时包含重金属、悬浮物等杂质，需要单独处理后排放[1-7]。为满足人民对环境的高要求和国家环保政策，电厂“零排放”概念被提出，即电厂所有水以水蒸气或固体的形式进行排放，而没有液体形式的排放[8]。其工艺是首先对电厂的工业废水进行收集，然后通过分门别类的处理后，按逐级使用的原则分别送到各用水点;对于处理工艺中产生的污泥经浓缩脱水，泥饼送至专门处置地掩埋;对于使用过程中被浓缩了的离子浓度较高排水将通过诸如反渗透设备使水容积进一步缩小，再经蒸发处理，产生的固体废物送至专门处置地掩埋。此工艺先进，但投资和运行费用高。
本文将依据各系统的用水现状，对火电厂系统水量平衡进行分析，并采用以下两种方式达到废水“零排放”的目的：第一，采取多种有效措施来提高水的利用率，进而降低取水量;第二，增强每个用水系统间梯度循环使用效率，进而处理和回收多余的废水。本文在华能某电厂2×660MW燃煤机组“上大压小”工程的废水治理的设计中遵循相关的法规和指导意见，对全厂废水处理工艺-回用进行优化的基础上，实现“零”排放。
1 废水的分类和集中处理工艺
1.1 经常性废水
经常性废水共分为三类，其中：
第一类废水：预处理设施排污废水（含泥量0.5%），将其收集送至废水处理系统的污泥浓缩池，底部排泥经脱水机脱泥后，泥饼送厂外处置地处置，处理流程如图1所示。
第二类废水：多介质过滤器和超滤反洗排水：此类废水悬浮物含量高，经回收水池收集后，送至集中废水处理系统混凝澄清处理后回用。
第三类废水：是指那些仅需调节pH值的废水，如凝结水精处理的再生废水和锅炉补给水处理车间的再生废水。这类废水分别收集后，送到废水处理车间中和处理，调节pH值到6～9后回用。处理流程如图2所示。
1.2 非经常性废水
与经常性废水相比，非经常性废水的水质较差且不稳定。通常这类废水中COD、悬浮物、含铁量等指标相对较高。由于废水的产生过程不同，各种排水的水质差异很大，有些废水的悬浮物浓度很高，而有些废水的COD含量很高，故需采用不同药剂来调节相应的废水，这样才能达到排放的标准，处理流程如图3所示。
1.3 脱硫废水处理
不同发电厂所选择煤炭和石灰石生产地有所不同，导致所产生烟气脱硫浆成分也存在很大差异性，造成烟气脱硫形式废水具有复杂的试剂含量。在燃烧煤炭后烟气内部的氟羟基、S、Cl及所发生化学反应脱硫吸收之后形成包含Cl-、F-、NO3-、SO32-及S2-等废液，而且石灰岩中含有氧化铝、Fe2O3以及二氧化硅等大量杂质。石灰石-石膏湿法脱硫工艺[9]采用石灰石作为SO2吸收剂，用球磨机将石灰石磨制成粉与水混合制成石灰石浆液。烟气经除尘器后，从引风机出口排出进入吸收塔，烟气中的SO2被石灰石浆液所吸收，被净化后的烟气经除雾器除雾后离开吸收塔，由烟道进入烟囱排入大气中，同时生成可以利用的副产物石膏。电厂脱硫废水处理系统主要分为污泥处理系统与废水处理系统，其中废水处理系统又可划分为中和、沉降、絮凝以及浓缩澄清等工序。废水中含有的杂质主要包括悬浮物、过饱和的亚硫酸盐、硫酸盐以及重金属[10];其中有些是国家环保标准中要求控制的第一类污染物。脱硫废水中的各种重金属离子对环境有污染性，水质比较特殊，处理难度较大，因此，必须对脱硫废水进行单独处理，流程如图4所示。 2 废水“零排放”设计技术
分析废水的种类、水质特性，可以发现不同种类废水水量、水质相差很大，因此降低廢水产生量应遵循以下设计思想：
（1）减排设计：根据系统技术经济比较，采用合理工艺，减少废水的产生量。
（2）梯度循环使用：废水产生过程中，对仅个别指标超标废水设法直接回收应用至合适场所。
2.1 减排设计
2.1.1 循环冷却水系统的减排设计
本文循环补充水采用河水，暂硬为1～1.9 mmol/L，循环冷却水的浓缩倍率按7.1倍运行，由于本工程排水设计“零排放”，所有循环排污水将回收利用，因此部分循环水排水作为锅炉补给水的原水，其余水作为工业水。根据计算，纯凝工况时循环冷却水的浓缩倍率采用7.1倍运行，平均排污水量约263m3/h。
2.1.2 锅炉补给水处理系统的减排设计
本文锅炉补给水处理系统推荐采用反渗透+一级除盐+混床方案。采用反渗透预脱盐后，离子交换设备运行周期为60h，是单纯的离子交换法的数倍。再生废水量1.5 m3/h，中和后可全部回用。
2.1.3 凝结水精处理系统的减排设计
锅炉给水正常运行采用OT加氧处理，凝结水精处理运行周期由全挥发处理AVT（O）的5～7d延长到20～30d左右，大大节约了再生酸碱，同时废水排放也较少。
2.2 梯度循环使用
2.2.1 锅炉补给水处理系统排水回用
锅炉补给水处理系统有下列排水：
（1）超滤反洗排水：超滤自用水率按10%计，则排水水质：悬浮物20 mg/L，COD≤300mg/L，水量：10m3/h。
（2）一级反渗透浓水：悬浮物～0mg/L，含盐量～6800 mg/L，少量阻垢剂，水量：22m3/h。
（3）再生废水：pH2～12，悬浮物20mg/L，COD≤20 mg/L，，含盐量～6000 mg/L，水量：1.5m3/h。
本文上述排水回用的具体设计技术措施：
（1）超滤反洗排水回收至锅炉补给水处理室外废水池，用废水泵输送至废水处理系统经混凝澄清处理后回用。
（2）反渗透排放浓水：回收至室外浓水回收水池，用于多介质过滤器的反洗水，多介质过滤器反洗排水排放至室外废水池，废水泵输送至废水处理系统经混凝澄清处理后回用。
（3）再生废水：回收至锅炉补给水处理室外废水池，用废水泵输送至废水处理系统，经酸碱中和后回用。
2.2.2 凝结水精处理系统排水回用
凝结水精处理系统有下列排水：
（1）前置过滤器反洗排水：排水水质：悬浮物50mg/L，含盐量～1mg/L，水量：1.5m3/h。
（2）混床树脂分离、输送、快速冲洗、淋洗排水：排水水质：悬浮物～0 mg/L，含盐量～1mg/L，水量：0.5m3/h。
（3）混床树脂再生排水：pH2～12，悬浮物20mg/L，COD≤20mg/L，水量：1m3/h。
本文上述排水回用的具体设计技术措施：
（1）再生设备附近设再生废水池，用以收集酸碱再生排水，用废水泵（Q=50m3/h）、送至废水处理车间进行中和处理;
（2）每台机组凝结水精处理混床区域设排水池，用以接收前置过滤器反洗排水，树脂分离、输送、快速冲洗、淋洗等步骤排水，用回收水泵（Q=50m3/h）送至循环水系统的冷却水回水管。
2.2.3 循环冷却系统排水回用
循环冷却水排水为排水大户，为实现“零排放”，达到水的循环综合利用，必须对该排水进行回收利用，将约100m3/h循环冷却水排水回用于锅炉补给水处理系统，其余排水均回收至工业水系统。
2.3 梯度循环回用水量成果表
通过上述一系列措施，回用水量对比如表1所示。
3 结语
本文采用大量废水减量化设计技术降低工业废水的产生量，按照循环经济的理念，采用梯度用水的方式提高水的利用率，每年回用水量达166万t，使电厂的所有废水均经济有效地得到了处理，而且使全厂没有外排水，真正实现了全厂水的“零排放”。
参考文献
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