前言
火力发电厂是工业用水大户,随着国家各项环境保护政策、法规的逐步实施,环保督查力度不断加大,对排水量和排水水质的限制也越来越严格。为了认真贯彻落实国家相关政策法规,科学、合理的回收利用雨排水、生活水、生产废水,达到节能增效,节水、减排,提高企业的经济、环保和社会效益,彻底消除环保隐患,最终实现火电厂污水零排放。
1.电厂基本情况
某电厂一期建设规模为2×350MW国产超临界循环冷却机组,两台机组已于2015年分别投产发电,采用干除渣、电除尘、干除灰技术,两台机组均设有石灰石-石膏湿法烟气脱硫系统(备注:湿法烟气脱硫中维持浆液浓度而必须排放的脱硫废水;有单独的处理系统不包括在此次方案中)。
2.供水系统
某电厂来水设计水源共有三路,分别为中水厂来水、水库来水、地下水,其中中水厂来水为主要供水水源,水库来水为备用水源,地下水主要作为电厂生活用水。
2.1中水进入厂区再生水深度处理后作为化学除盐水系统的制水水源、循环水补充水水源、氢站冷却水、消防水、热网A网补水及杂用水等用户用水水源。
2.2水库来水作为生产备用水源,用于热网A网补水。
2.3生活用水水源为地下水,来水进入厂内生活水水务中心进行处理后在成品水箱引出一路为外卖热水约10m3/h,一路经生活水泵给厂区和临建房提供生活用水约18m3/h。
3.供排水系统
3.1排水系统各类废水详细来源如下:
(1)化学除盐水系统产生的废水包括:自清洗过滤器排水,超滤清洗水,反渗透冲洗水,反渗透浓水,EDI浓水、极水及冲洗废水、精处理再生废水、前置过滤器冲洗水、汽机房高温架采样排水、锅炉疏水等废水;
(2)循环冷却塔排污水;
(3)输煤栈桥和转运站冲洗产生的含煤废水;
(4)厂区生活污水。
3.2现有的废水处理系统以及废水处理情况
1)化学中和水池
主要收集精处理再生废水,废水进入中和水池调节pH后通过输送泵进入工业废水处理系统。
2)工业废水处理系统
工业废水来源于主厂房杂用水、地面冲洗水、辅机冷却水排水、循环水处理间排水、化学水处理设备反冲洗排水、取样间排水、除油后的含油污水、经处理的生活污水、水务处理中心再生树脂冲洗水及其他排水。
化学雨排水泵房工业废水处理站1座,用于处理各种工业废水,处理能力为100m3/h。除中和后pH满足要求的化学中和池排水直接输送至工业废水调节池外,其他生产排水经室外管道收集,输送至工业废水处理站处理,经混凝、澄清、气浮、过滤去除SS、COD后,回用于干灰调湿、输煤系统冲洗水补充水、电厂杂用水等。但因用户用水量较少,工业废水处理站只能间断运行。改造前,废水站仅处理少量工业废水,大部分工业废水通过生产废水调节池溢流至雨排水系统回收。雨排水经雨排水泵回收至集水池,因雨排水系统需要维持一定水位,当雨排水系统回收量较大,集水池无法全部接纳时需要部分外排,外排存在较高环保风险和安全隐患。
3)含煤废水处理系统
每个转运站旁设煤水收集池,主要收集输煤栈桥皮带冲洗水、打扫卫生污水;所有含煤废水进入煤水沉淀池,沉淀后经煤水泵输送入一体化高效澄清器,处理后含煤废水在系统内循环使用。
4.来水、用水、排水情况
设定2020年11月1日——11月30日为本次试验分析周期,2台机组正常运行,发电总负荷日平均为810MW,占全厂总装机容量48.2%左右。
4.1来水情况:合计全厂来水量1080m3/h。
中水来水750m3/h;
地下水来水30m3/h;
水库至热网A网补水300m3/h;
4.2用水情况:合计全厂用水量1080m3/h+废水回收利用18m3/h。
A、生活水主要用水点情况:生活水用水量30m3/h。
生活水泵出口16m3/h;
外卖热水补水泵出口10m3/h;
生活水系统再生冲洗4m3/h;
B、中水用水情况:原水提升泵流量830m3/h。
循环水系统补充水560m3/h;(塔盆蒸发和循环水回水至热网A网补水460m3/h;脱硫工艺水90m3/h;消防补水10m3/h);
化学除盐水系统补充水75m3/h;
工业水泵向热网A网补水160m3/h;
氢站冷却及杂用水5m3/h;
C、工业废水回收利用18m3/h用于除灰渣及输煤系统消耗;
4.3排水情况:废水排水合计160m3/h。
工业废水清水池无用户溢流至雨排水80m3/h;
全厂其它杂项回收至雨排水80m3/h;
雨排水系统因混入处理后的高盐工业废水,电导率较高,再生水系统和除盐预处理系统无法有效去除盐分降低电导率只能少量掺杂在集水池中水回收利用,大部分采用外排或厂区绿化消耗,存在较高环保风险和安全隐患。
5.污水排放解决方案
解决某电厂污水零排放的最大难题就是解决是工业废水中电导率较高问题,如何把这部分高盐水合理回收利用是关键技术问题。
5.1工业废水系统
5.1.1过滤水泵出口至机加池入口管道改造。
(1)再生水系统无法处理工业过滤水池的高电导率水,过滤水泵母管至机加池入口管道无法投入运行,按图一系统改造方案所示(断开1、2)断开该管道,分别在过滤水泵母管侧和机加池入口母管侧加装堵板,恢复初始设计。
(2)利用过滤水泵侧断开后的管道一端与清水泵出口母管连接按图一系统改造方案所示(新增管道1);一端与循环水补水管道连接按图一所示(新增管道2),位置在循环水至消防水管道之后。
(3)利用回收水泵至清水泵出口母管手动门(φ150阀门)作为清水泵出口母管至循环水补水手动调节门。
(4)利用过滤水泵至机加池入口手动门(φ150阀门)作为清水泵至循环水补水截止门。
(5)拆除(拆除管道阀门2和拆除管道1)两段废弃管道,作为改造补充材料。
(6)改造完成,工业废水处理系统满负荷运行,单台清水泵运行出力为100m3/h,一路清水约18m3/h用于脱硫、除灰渣及输煤系统消耗;一路清水约82m3/h用于循环水系统补水。
5.1.2工业废水系统改造优点:
(1)生产、生活污水全部回收利用,彻底解决污水外排环保隐患。
(2)将清水池高电导率水补充在循环水塔中,可节约新鲜水量约80m3/h。
(3)减少再生水系统向循环水补水约80m3/h,缓解再生水系统运行压力。
(4)系统改造后避免了清水池下游用户消耗水量较少,工业废水无法连续运行,工业废水溢流至雨排水池,污染雨排水系统水质。
(5)雨排水池回收厂区杂项水约80m3/h,没有了工业废水溢流水的污染,雨排水全部回收至集水池重复利用,冬季可节约了80m3/h新鲜水量,夏季降水量大,雨排水回收利用率高,可节约100~400m3/h新鲜水量。
(6)拆除利用已废弃管道阀门可以达到简化系统流程和修旧利废的目的。
5.2雨排水池至工业水池增加管道泵组改造。
图二
5.2.1再生水系统设计出力1300m3/h,实际最大出力约1047~1100m3/h(流量过高变空隙混合渠溢流严重)。冬季再生水系统出力750~850m3/h之间,可满足生产需要,夏季双机运行塔盆蒸发量大,再生水系统始终满负荷运行,通过本方案改造,雨排水池引一路管道泵组至工业水池按附图二所示(新增倒水泵组),作为工业废水补充水源。
5.2.2雨排水池至工业水池增加管道泵组改造优点:
(1)增加工业废水系统备用水源,保证工业废水系统能满负荷连续运行。
(2)减少向再生水系统输送雨排水,减轻再生水系统运行负担,提升污水零排放效果。
(3)增加雨排水回收渠道,在集水池水位较高时,可回收至工业废水利用。
5.3通过5.1和5.2系统改造完成后,实现一水多用,梯级使用、废水回用,避免了水的“高质低用”现象;减少新鲜水消耗量,最大限度的使用可回用废水来替代新鲜水用量,避免混合收集后无法回收利用的现象。
结论
随着我国对建设环保经济性社会的重要认识和投入,对我国工业生产废水的排放标准要求愈发严格。现阶段最新颁布的《水污染防治行动计划》所实行的相关条例中,将水资源保护上升到国家战略层面。火电厂作为当前我国工业生产行业中用水和废水排放的大户,按照促进经济更好更快运行以及保护环境的角度,在生产运营过程中深入贯彻节约发电用水的理念,将进一步提高循环水的利用效率,进而实现火电厂废水的零排放,具有非常重要的现实意义。
参考文献
[1]徐伟. 火电厂废水零排放技术研究与应用[J]. 节能与环保, 2020, No.307(Z1):105-106.
[2]樊锐恒. 火电厂废水零排放技术研究与应用[J]. 名城绘, 2019, 000(010):P.1-1.