白馬電廠工業廢水回收利用技術改造可行性研究
摘 要：分析研究了白馬電廠工業排水系統現狀及存在的問題，提出了廢水回收利用技術改造可行性方案。工程應用表明，廢水回收利用具有良好的社會效益、環境效益和經濟效益。
關鍵詞：火電廠,工業廢水,回收利用,技術改造
白馬發電廠裝有3×670 t/h液態排渣蒸汽鍋爐，對應3×200 MW凝汽式機組，于1988年和1996年分兩期工程建成投產。其中21、22號機組凝汽器采用直流冷卻，23號機組凝汽器采用涼水塔開式循環冷卻。由于機組建設較早，電廠工業排水清水、污水、雨水混排現象嚴重，廢水回用率較低。因此回收利用工業排水，提高廢水回收利用率，對電廠深入開展環境保護工作和實施可持續發展戰略都具有重要的意義。
1工業廢水回收利用可行性研究
1.1水務系統現狀和存在的問題分析
電廠的原水取自沱江，經升壓泵升壓后，大部分用作2×200 MW機組凝汽器直流冷卻水。其余水主要供化學用水、除灰系統補充水、部分冷卻器用水、工業用水和生活消防用水。
1.2電廠的工業排水及其處理系統
電廠產生的工業排水主要有：
(1)灰、渣水
電廠的灰、渣水設計為回收利用，閉路循環。但由于回水系統先天不足，不能完全回收渣池和灰場排水，尚有1 143 m3／h渣水、600 m3／h灰水直接排入沱江。其中灰水pH大于9，屬于超標排放。
(2)化學車間排水
① 離子交換樹脂再生排放的酸堿廢水15 m3／h排入中和池，經酸堿中和至pH 6～9后通過地溝 經5號排放口入沱江；
② 預處理系統的排水110 m3／h直接經地溝排入沱江。
(3)循環冷卻塔排污水
冷卻塔采用連續排污和間歇排污兩種方式，排污水約300m3／h。其中約120m3／h供23號機組沖灰水使用，其余180m3／h排入地溝經5號排放口排入沱江。
(4)鍋爐的化學清洗和鍋爐排污水
① 鍋爐采用EDTA清洗。廢水來自EDTA再生后的排放水，設計為中和處理后排放地溝。
② 鍋爐排污放水經工業水降溫后排入沱江，三機同時運行時排放水量15m3／h。
(5)主廠房工業排水
主要包括主廠房內主給水泵電動機潤滑油、空氣冷卻器、發電機定子冷卻器、引送風機電動機冷卻器、化學取樣設備以及各類設備的軸承冷卻水排水。排水總量約1 700 m3／h，直接進入下水道經3、5號排放口入沱江。這是電廠工業排水的主要來源。
(6)含油廢水
主要來自燃油貯槽和油罐區的沖洗水、冷卻水(夏季)和雨水約30 m3／h。這部分水進入生活污水處理站處理后排入沱江。
(7)煤場、輸煤系統沖洗水
煤場、輸煤系統的沖洗水和雨水進入沉淀池，沉淀后經地溝排入沱江。排水水量10 m3／h。
1.3電廠的工業水排放現狀及存在的問題
1.3.1電廠的水量平衡
電廠的工業排水3 7933／h，其中工業冷卻水1 7003／h，沖灰渣水1 743 3／h，工業廢水350 m3／h。
1.3.2存在的問題
① 電廠的清水和污水、雨水和污水混合排放
電廠的水平衡測試結果表明，電廠的工業排水(不含沖灰渣水)中主要為工業冷卻水，合計17003／h，占總排放量(不含灰渣水)的83%。間接冷卻水與原水相比除水溫略有升高外，其他水質指標相同，排放入工業廢水系統，不僅增大了工業廢水水量，增加了排污繳費額度，而且增大了后續系統的處理規模和處理難度。
② 灰渣水未實現閉路循環
灰渣水系統原設計有閉路循環系統，流程為原水→粒化水→沖灰水、沖渣水→灰場→粒化水，其中灰場回水設計為自流。但由于管道結垢和系統設計不盡合理等因素，系統目前出力僅為200～3003／h，其余灰水直接排入沱江。
③ 21、22號機組工業廢水沒有設計回收利用
化學預處理及其他相關系統的排污水未采取任何措施，直接排入地溝。電廠的雨水和工業廢水系統混合排放。在運行中，大量的地面沖洗水進入外排系統。工業廢水排放口過多。電廠在江邊共有工業廢水排放口5個。
④污水處理設施不能正常有效運行
中和池不能有效地中和處理酸堿廢水，導致酸堿廢水超標排放。
輸煤、煤場系統的排水處理池容積不夠。在雨季或大量沖洗時，處理池容積不夠，排水沉降分離不徹底。2電廠工業排水回收利用技術方案及其可行性分析。
根據以上的調查結果，電廠工業廢水排放系統復雜，回收利用水平低，尚有大量的超標廢水外排。但由于電廠單機容量大，節水潛力很大，采取一定的措施，就能實施較高水平的水務管理，實現工業廢水回收利用。根據中國目前的國情和電廠所處環境的水資源實際情況，實現完全意義上的工業水零排放在經濟上是不合算的。為了取得較好的經濟效益和環境效益，將電廠的工業水回收利用分階段進行：①近期。通過對廠內水系統進行改造，回收絕大部分工業廢水，排放未受污染(熱污染除外)的清潔水，這樣作到廢水基本上完全回收。②遠期。作為規劃，在近期工作的基礎上，回收利用排放的清潔工業水，形成循環冷卻，并對排水進行凈化處理，實現“零排放”。
2.1減少工業廢水排放量，提高重復利用率
(1)系統完善化改造
對系統完善化改造，杜絕工業設備工作介質的跑、冒、滴、漏。主要包括各類水池的溢流控制改造和用水系統閥門的維護。
(2)工業排水實施清水、污水分開排放
白馬電廠的工業排水中83%以上屬于工業冷卻水，因此工業排水清污分排是減少污水的排放總量、減少后續處理規模、處理難度、減少投資和運行成本的前提條件。即截流21、22號機組所有工業冷卻水，不再向地溝排放；23號機組的工業冷卻水回收排入循環冷卻水系統，做補充水使用。具體的近期措施如下：
① 主廠房0米以上的冷卻水排水如化學取樣冷卻水、部分轉機冷卻水等經專用管道自流排入直充冷卻水退水渠虹吸井。
② 通過增高射水泵水池的高度，提高溢流水口的高度，排水自流進入直流冷卻水系統。
③ 主廠房內的冷卻水包括21、22號給水泵工作油冷卻器、給水泵潤滑油冷卻器、給水泵電機空氣冷卻器、發電機定子冷卻器、發電機密封油冷卻器排放水，利用出水的余壓排入主廠房端頭新鋪設的大口徑管道入虹吸井。
④ 在鍋爐的排污擴容器后端下水道鋪設新的管道，將引送風機電動機空氣冷卻器排水和鍋爐取樣冷卻器排水等引入除塵升壓泵水池，利用泵升壓后，排入虹吸井。
⑤截流主廠房兩端的工業冷卻水退水，將轉機冷卻水通過泵排入虹吸井。
遠期措施：老機組拆除后，利用場地修建1 200 m3／h處理能力的熱交換器和工業回收水池，處理目前排入直流冷卻水退水渠虹吸井的工業冷卻水，使工業冷卻水循環使用。
(3)工業設備節水改造
① 把部份水冷卻設備改為風冷卻器和減少設備的耗水量可以大幅度降低工業水的耗水量。具體方案是將引、送風機電動機冷卻器、主給水泵油冷卻器和主給水泵電動機冷卻器由水冷卻改為風冷卻。
② 改造23號機組的工業水系統，回收目前排放的輔機冷卻水，實現輔機冷卻水循環使用。
③ 提高23號機組循環水濃縮倍率，將濃縮倍率由目前的2提高到3～3.5，減少循環水排污水量1853／h。
2.2回收利用工業廢水
(1)改造灰渣水回收系統，沖灰渣水實現閉路循環。
① 在灰場排水口建設泵站，改自流回水為壓力回水，并對回水進行防垢處理。
② 在廠區內新建2×480 3沖灰渣水池和粒化水池，提高系統運行的穩定性。
③ 灰漿泵加裝液力偶合器，通過調整灰漿泵轉數調整灰漿泵的出力，減少進入灰場的灰漿總量。
④ 整個灰漿、回水系統建立定期清洗制度。
(2)回收利用主廠區工業廢水
廠區主要的工業廢水中，冷卻塔排污水，予處理排水占85%，其余酸堿廢水、含油廢水等占15%。冷卻塔排污水的水質、水溫滿足電廠的沖灰、油罐冷卻和輸煤系統用水水質要求。化學預處理的排水水質與原水相比沒有大的差異，僅是懸浮物的含量大，由于沖灰水水質要求低，回收利用沖灰是可行的。
電廠臨時性工業廢水主要包括鍋爐啟停期間產生的廢水，這類水瞬時流量大，污染嚴重，但產生頻率低，花一定的代價來處理在經濟上不合算。將其排入沖灰系統，即可以回收利用廢水，又可以利用粉煤灰處理其中的污染物，達到以廢治廢，回收利用廢水的目的。
根據實際的水量平衡測試結果，電廠實際的主要廢水產生量小于灰渣水系統的補充水量，工業廢水回收利用方案設想如下：
方案1
對污水截流分類排放，回收利用，實現簡單回收污水，達到污染治理和回收利用工業廢水的雙重目的。主要的處理措施如下：
①機組啟停 產生的廢水
包括鍋爐的清洗廢水、停爐保養水、鍋爐放水、省煤器沖洗水等機組啟停產生的廢水直拉進入灰漿系統。既利用灰漿處理其中的污染物，又利用灰水閉路循環系統回收排放水做沖灰系統的補充水。
② 化學中和池排水經中和池定量直接進入沖灰水池，用做沖灰水補充水。
③ 化學預處理的排水進入新建流量調節池，用定量泵送入沖灰前池。排水中含的泥進入灰場貯存，清水同時用做沖灰系統的補充水。
④ 23號機組冷卻塔排污水部分補充沖灰系統，部分做輸煤系統、煤場用水和油庫冷卻水的補充水。
本方案基本上維持了現有的運行方式，只需對現有系統的排水排出部分進行改造，增加少量泵即可實現。具有投資少，運行費用低廉的特點。
方案2
① 化學酸堿廢水、機組啟停廢水處理同方案1。
② 其他廢水的處理
在3、5號排放口前實施截流，新增2×300 m3／h 處理能力的污水處理設施，采用混凝、過濾技術處理廢水，凈化后供廠區雜用水、輸煤系統沖洗用水及其他系統的補水。
2.3方案的可行性論證
(1)系統改造對冷卻水流量的影響
大部分改造利用水流余壓排入匯流管道后自流入虹吸井，其余改造通過泵升壓進入虹吸井，對系統不存在不利因素。
(2)灰場處理污染物的技術可行性論證
① 啟停爐廢水凈化處理的技術論證
這類廢水包括鍋爐清洗、鈍化、停爐保養、省煤器清洗、鍋爐緊急放水等排水，除鍋爐緊急放水水質尚可外，其余排水的水質差，表現為強酸性、鐵、有機物含量高。以鍋爐清洗廢液為例分析。EDTA洗爐廢液中含有H2SO4、EDTA、聯胺和金屬離子如Fe2＋、Cu2＋等，廢水進入灰水閉路循環系統后，發生化學、物理反應，凈化H2SO4、EDTA、聯胺和金屬離子，試驗表明凈化率接近100%。同時電廠灰場進行了防滲漏處理，灰水對地下水不存在不利影響。
② 預處理排污水凈化處理的技術論證
處理預處理排污水主要利用灰場作為污泥的堆積場地。測試結果表明SS的去除率大于98%。
灰場處理廢液不僅可以簡單有效處理污染物，凈化廢水，而且可以回收廢水，節約新鮮水用水量，同時還可以減少處理設施的場地、初投資，是以廢治廢、廢水資源化的有力措施。
(3) 工業污水對沖灰系統的影響及防治措施
① 對鍋爐酸洗廢液和省煤器沖洗水而言，酸性廢水進入沖灰系統后，酸堿中和，減少了酸的含量；同時輸灰管道中結有CaCO3垢，酸液難以直接與管道接觸，在短時間內不會對設備、管道形成腐蝕。這在對電廠灰管進行不停運清洗中得到了充分的驗證。
② 高SS污水對系統的影響主要包括對設備的磨損和SS淤積帶來的負面效果。對沖灰水系統而言SS的引入，對系統尤其對沖灰水泵(清水泵)的磨損是不容忽視的。同時SS在沖灰水池沉降必然會導致沖灰水池淤積，容量減少，導致系統的安全性降低。但通過一定的技術手段是可以減少甚至消除其不利影響的。具體的措施如下：
改造沖灰水泵：將清水泵更換為雜質泵。
廢水直接進入沖灰系統：選取適當的污水泵，直接利用污水沖灰，避免污水進入沖灰水池。同時這種方式還可以有效地預防沖灰水與生水混合后沖灰水系統結垢。
③ 由于以上的大流量廢液均產生于機組停運時期，這意味著輸灰系統存在至少1臺機組和一臺灰漿泵的輸送富裕容量即1 400 0m3／h的輸送容量，滿足機組停爐、清洗的排放水量要求。
3工業水回收利用的經濟效益和環境效益分析
3.1經濟效益分析
3.1.1工程投資概算
工程于2000年9月開工建設，工程總投資概算920萬元(包括設備費、建筑費、安裝費、其他費用)。
3.1.2運行費用
運行費用主要包括電能消耗、檢修維護費用、人工費用，由于沒有藥劑消耗，運行費用相對較小。
3.1.3經濟效益
工程實施后年節約253.08萬元，其中減少制水成本55.92萬元，節約排污費、超標排污費124.56萬元，節約水資源費72.60萬元。
工程靜態投資回收年限4年。
3.2工程實施后環境效益分析
(1)節約水資源2 420萬t／a。
(2)工業廢水基本完全回收利用，減少廢水排放量2 420萬t／a。
(3)工業污染物以廢治廢，污染物資源化處理，減少了大量處理藥劑。
4結語
(1)水量平衡是全廠排水回收利用改造工作的基礎和關鍵。全廠清污分排、工業廢水回收利用、灰渣水閉路循環系統的設計、改造、運行都必須建立在良好水量平衡管理上。
(2)灰漿對工業廢水有良好的凈化作用，灰場、除灰系統也是優良的廢水凈化回收場地、設施，凈化后的排水可以循環使用。
(3)電廠實施工業排水回收利用在技術上和經濟上都是可行的。
(4)工業廢水回收方案1是最佳方案。此方案投資相對較小，只需對系統做小的改動即可實現。
(5)工業廢水回收利用每年可節約各類費用250萬元，減少廢水排放量2 420萬t，經濟效益和環境效益顯著。
使用微信“掃一掃”功能添加“谷騰環保網”
