讓節水型燃煤電廠更環保
圖為采用目前國際最先進的正滲透廢水處理技術，實現廢水零排放的華能長興電廠“上大壓小”工程。
鮮紅彥/攝
編者按燃煤電廠水資源消耗量大，即便采用空冷代替濕冷，大大減少了耗水，但也僅適用于氣溫較低的寒冷地區。節水節能，是燃煤電廠必須直面的挑戰。
近日，在國家能源局正式授予“國家煤電節能減排示范電站”稱號的三家電廠中，由浙江院設計的浙江華能長興電廠榜上有名，該電廠的廢水零排放項目，連續獲得國內外含金量極高的科技獎項，為煤電節能減排作出了很有說服力的示范。
7月7日，中國能建浙江院完成的“華能長興電廠廢水零排放”項目獲得國資委頒發的“中國設備管理創新獎”；此前，在4月20日舉行的第十屆全球水峰會上，該項目還榮獲了“全球最佳工業水處理項目獎”，同時，這也是中國企業首次獲得該獎項。
據了解，全球水峰會由全球水務行業智庫國際水務情報于2006年創辦，第十屆全球水峰會于2016年4月在阿聯酋阿布扎比舉行。全球水獎以其公正性、專業性和高國際化程度被譽為業內含金量極高的獎項，年度最佳工業水處理項目大獎是本次峰會頒發的年度全球水獎之一。
因地制宜節約成本
2014年底，華能長興電廠廢水零排放項目正式啟動。
設計過程中，浙江院采用了國際最前沿的以正滲透技術為核心的膜分離工藝，將電廠的廢水和水中雜質分離，雜質可通過進一步加工得到利用，廢水100%回收利用到鍋爐補給水處理系統。采用正滲透系統的運行能耗比蒸發濃縮工藝降低50%-70%，與傳統技術相比，這一技術可減少企業約20%的資金投入和約30%的運行成本。
“廢水零排放系統建成后，與節水型燃煤電廠相比，一年可進一步減少對外排水量12.1萬噸，減少COD（ChemicalOxygenDemand，化學需氧量）排放量約13.75噸/年、懸浮物10噸/年，減少鹽類排放量約3600噸/年，實現清潔生產，運行穩定可靠，既實現了節能減排，又能保護環境，具有良好的社會效益和經濟效益。”華能長興電廠廢水零排放項目主設人、浙江院水務及環保室高級工程師童曉凡向大家介紹道。
該項目實施時，電廠主體工程已經建成，零排放系統施工空間很小，很多材料又不能承受施工應力，零排放車間距離冷卻塔又非常近，施工難度很大。
項目設計團隊因地制宜，根據復雜的場地條件，對零排放系統的深度預處理設備“量體裁衣”，首先采用上下階梯式布置模式，減少平面占地，增加了排泥傾角，解決了系統易被污泥堵塞的問題。另外，在設備之間采用最簡潔的過渡模式，減少了清洗和維護工作量。
刪繁就簡創新設計
電廠末端廢水水質是廢水零排放系統的設計依據，而長興電廠在投運前，采用了水的循環使用、梯級利用以及處理后回用等水務管理技術，同時還采用了煙氣超清潔排放等先進技術，使各用水系統排出的廢水水質很難確定。
浙江院項目團隊打破原有思路，對各用水系統分析，先對末端廢水水質進行定性分析，再根據電廠的原水、煤、石灰石品質及電廠用水平衡和運行工況，確定電廠的鹽類平衡，準確地預測了末端廢水中的鹽類物質，對調整廢水零排放系統設備和工藝選型起到決定性作用。
系統設計在末端廢水中實現了固體和液體分離，讓液體全回用于鍋爐補給水系統，充分利用末端廢水的離子特性，實現離子間架橋、顆粒度長大，并形成沉淀，實際運行深度預處理出水硬度降至零，遠低于預估值，也使膜、結晶器的清洗和維護工作量大大減少。
除此之外，創新設計還采用保持濃度恒定和調整壓力變化的方法，避免汲取液易揮發的特性改變其滲透壓，從而影響正滲透系統運行；還提出產水塔和濃水塔換熱器的蒸汽利用形式，以回收系統余熱，減少蒸汽的利用率。除了系統啟動需要外接水源外，零排放系統用水均來自本系統相應階段產水，整套系統的用水實現了聯動平衡，且運行穩定，無需外接水源。
來自浙江省環境監測中心對該廠168小時試運行期間的現場實測值顯示：兩臺機組，二氧化硫2.91-5.91毫克/立方米，氮氧化物13.6-15.8毫克/立方米，煙塵3.31-3.64毫克/立方米，優于我國目前在役百萬千瓦燃煤機組。電廠投產一年半，回收的末端廢水約10萬噸，目前未對外排放COD。
此次浙江院在華能長興電廠采用正滲透技術，實現全廠廢水零排放，是該技術在國際上的首次工業化應用。標志著我國高COD、高含鹽水處理技術走在了世界最前列，為此類工業污水實現“零排放”和無污染綜合利用創造了條件，并將推動各電廠實現廢水零排放，使廢水零排放走向低投資、低能耗且安全穩定運行的新時代。
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