摘 要：分析研究了白馬電廠工業(yè)排水系統(tǒng)現(xiàn)狀及存在的問(wèn)題，提出了廢水回收利用技術(shù)改造可行性方案。工程應(yīng)用表明，廢水回收利用具有良好的社會(huì)效益、環(huán)境效益和經(jīng)濟(jì)效益。

關(guān)鍵詞：火電廠,工業(yè)廢水,回收利用,技術(shù)改造

白馬發(fā)電廠裝有3×670 t/h液態(tài)排渣蒸汽鍋爐，對(duì)應(yīng)3×200 MW凝汽式機(jī)組，于1988年和1996年分兩期工程建成投產(chǎn)。其中21、22號(hào)機(jī)組凝汽器采用直流冷卻，23號(hào)機(jī)組凝汽器采用涼水塔開(kāi)式循環(huán)冷卻。由于機(jī)組建設(shè)較早，電廠工業(yè)排水清水、污水、雨水混排現(xiàn)象嚴(yán)重，廢水回用率較低。因此回收利用工業(yè)排水，提高廢水回收利用率，對(duì)電廠深入開(kāi)展環(huán)境保護(hù)工作和實(shí)施可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略都具有重要的意義。

1工業(yè)廢水回收利用可行性研究

1.1水務(wù)系統(tǒng)現(xiàn)狀和存在的問(wèn)題分析
 
電廠的原水取自沱江，經(jīng)升壓泵升壓后，大部分用作2×200 MW機(jī)組凝汽器直流冷卻水。其余水主要供化學(xué)用水、除灰系統(tǒng)補(bǔ)充水、部分冷卻器用水、工業(yè)用水和生活消防用水。

1.2電廠的工業(yè)排水及其處理系統(tǒng)
 
電廠產(chǎn)生的工業(yè)排水主要有：

(1)灰、渣水

電廠的灰、渣水設(shè)計(jì)為回收利用，閉路循環(huán)。但由于回水系統(tǒng)先天不足，不能完全回收渣池和灰場(chǎng)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(biāo)排放。

(2)化學(xué)車(chē)間排水
 
① 離子交換樹(shù)脂再生排放的酸堿廢水15 m3／h排入中和池，經(jīng)酸堿中和至pH 6～9后通過(guò)地溝 經(jīng)5號(hào)排放口入沱江；

② 預(yù)處理系統(tǒng)的排水110 m3／h直接經(jīng)地溝排入沱江。
 
(3)循環(huán)冷卻塔排污水

冷卻塔采用連續(xù)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(hào)機(jī)組沖灰水使用，其余180m3／h排入地溝經(jīng)5號(hào)排放口排入沱江。

(4)鍋爐的化學(xué)清洗和鍋爐排污水

① 鍋爐采用EDTA清洗。廢水來(lái)自EDTA再生后的排放水，設(shè)計(jì)為中和處理后排放地溝。

② 鍋爐排污放水經(jīng)工業(yè)水降溫后排入沱江，三機(jī)同時(shí)運(yùn)行時(shí)排放水量15m3／h。
 
(5)主廠房工業(yè)排水

主要包括主廠房?jī)?nèi)主給水泵電動(dòng)機(jī)潤(rùn)滑油、空氣冷卻器、發(fā)電機(jī)定子冷卻器、引送風(fēng)機(jī)電動(dòng)機(jī)冷卻器、化學(xué)取樣設(shè)備以及各類(lèi)設(shè)備的軸承冷卻水排水。排水總量約1 700 m3／h，直接進(jìn)入下水道經(jīng)3、5號(hào)排放口入沱江。這是電廠工業(yè)排水的主要來(lái)源。

(6)含油廢水

主要來(lái)自燃油貯槽和油罐區(qū)的沖洗水、冷卻水(夏季)和雨水約30 m3／h。這部分水進(jìn)入生活污水處理站處理后排入沱江。

(7)煤場(chǎng)、輸煤系統(tǒng)沖洗水

煤場(chǎng)、輸煤系統(tǒng)的沖洗水和雨水進(jìn)入沉淀池，沉淀后經(jīng)地溝排入沱江。排水水量10 m3／h。

1.3電廠的工業(yè)水排放現(xiàn)狀及存在的問(wèn)題

1.3.1電廠的水量平衡

電廠的工業(yè)排水3 7933／h，其中工業(yè)冷卻水1 7003／h，沖灰渣水1 743 3／h，工業(yè)廢水350 m3／h。

1.3.2存在的問(wèn)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(cè)試結(jié)果表明，電廠的工業(yè)排水(不含沖灰渣水)中主要為工業(yè)冷卻水，合計(jì)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(zhì)指標(biāo)相同，排放入工業(yè)廢水系統(tǒng)，不僅增大了工業(yè)廢水水量，增加了排污繳費(fèi)額度，而且增大了后續(xù)系統(tǒng)的處理規(guī)模和處理難度。

② 灰渣水未實(shí)現(xiàn)閉路循環(huán)

灰渣水系統(tǒng)原設(shè)計(jì)有閉路循環(huán)系統(tǒng)，流程為原水→�；�→沖灰水、沖渣水→灰場(chǎng)→�；渲谢覉�(chǎng)回水設(shè)計(jì)為自流。但由于管道結(jié)垢和系統(tǒng)設(shè)計(jì)不盡合理等因素，系統(tǒng)目前出力僅為200～3003／h，其余灰水直接排入沱江。

③ 21、22號(hào)機(jī)組工業(yè)廢水沒(méi)有設(shè)計(jì)回收利用

化學(xué)預(yù)處理及其他相關(guān)系統(tǒng)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(yè)廢水系統(tǒng)混合排放。在運(yùn)行中，大量的地面沖洗水進(jìn)入外排系統(tǒng)。工業(yè)廢水排放口過(guò)多。電廠在江邊共有工業(yè)廢水排放口5個(gè)。

④污水處理設(shè)施不能正常有效運(yùn)行

中和池不能有效地中和處理酸堿廢水，導(dǎo)致酸堿廢水超標(biāo)排放。

輸煤、煤場(chǎng)系統(tǒng)的排水處理池容積不夠。在雨季或大量沖洗時(shí)，處理池容積不夠，排水沉降分離不徹底。2電廠工業(yè)排水回收利用技術(shù)方案及其可行性分析。

根據(jù)以上的調(diào)查結(jié)果，電廠工業(yè)廢水排放系統(tǒng)復(fù)雜，回收利用水平低，尚有大量的超標(biāo)廢水外排。但由于電廠單機(jī)容量大，節(jié)水潛力很大，采取一定的措施，就能實(shí)施較高水平的水務(wù)管理，實(shí)現(xiàn)工業(yè)廢水回收利用。根據(jù)中國(guó)目前的國(guó)情和電廠所處環(huán)境的水資源實(shí)際情況，實(shí)現(xiàn)完全意義上的工業(yè)水零排放在經(jīng)濟(jì)上是不合算的。為了取得較好的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益，將電廠的工業(yè)水回收利用分階段進(jìn)行：①近期。通過(guò)對(duì)廠內(nèi)水系統(tǒng)進(jìn)行改造，回收絕大部分工業(yè)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(yuǎn)期。作為規(guī)劃，在近期工作的基礎(chǔ)上，回收利用排放的清潔工業(yè)水，形成循環(huán)冷卻，并對(duì)排水進(jìn)行凈化處理，實(shí)現(xiàn)“零排放”。

2.1減少工業(yè)廢水排放量，提高重復(fù)利用率

(1)系統(tǒng)完善化改造

對(duì)系統(tǒng)完善化改造，杜絕工業(yè)設(shè)備工作介質(zhì)的跑、冒、滴、漏。主要包括各類(lèi)水池的溢流控制改造和用水系統(tǒng)閥門(mén)的維護(hù)。

(2)工業(yè)排水實(shí)施清水、污水分開(kāi)排放

白馬電廠的工業(yè)排水中83%以上屬于工業(yè)冷卻水，因此工業(yè)排水清污分排是減少污水的排放總量、減少后續(xù)處理規(guī)模、處理難度、減少投資和運(yùn)行成本的前提條件。即截流21、22號(hào)機(jī)組所有工業(yè)冷卻水，不再向地溝排放；23號(hào)機(jī)組的工業(yè)冷卻水回收排入循環(huán)冷卻水系統(tǒng)，做補(bǔ)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(xué)取樣冷卻水、部分轉(zhuǎn)機(jī)冷卻水等經(jīng)專(zhuān)用管道自流排入直充冷卻水退水渠虹吸井。

② 通過(guò)增高射水泵水池的高度，提高溢流水口的高度，排水自流進(jìn)入直流冷卻水系統(tǒng)。

③ 主廠房?jī)?nèi)的冷卻水包括21、22號(hào)給水泵工作油冷卻器、給水泵潤(rùn)滑油冷卻器、給水泵電機(jī)空氣冷卻器、發(fā)電機(jī)定子冷卻器、發(fā)電機(jī)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(shè)的大口徑管道入虹吸井。

④ 在鍋爐的排污擴(kuò)容器后端下水道鋪設(shè)新的管道，將引送風(fēng)機(jī)電動(dòng)機(jī)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?jī)啥说墓I(yè)冷卻水退水，將轉(zhuǎn)機(jī)冷卻水通過(guò)泵排入虹吸井。

遠(yuǎn)期措施：老機(jī)組拆除后，利用場(chǎng)地修建1 200 m3／h處理能力的熱交換器和工業(yè)回收水池，處理目前排入直流冷卻水退水渠虹吸井的工業(yè)冷卻水，使工業(yè)冷卻水循環(huán)使用。

(3)工業(yè)設(shè)備節(jié)水改造

① 把部份水冷卻設(shè)備改為風(fēng)冷卻器和減少設(shè)備的耗水量可以大幅度降低工業(yè)水的耗水量。具體方案是將引、送風(fēng)機(jī)電動(dòng)機(jī)冷卻器、主給水泵油冷卻器和主給水泵電動(dòng)機(jī)冷卻器由水冷卻改為風(fēng)冷卻。

② 改造23號(hào)機(jī)組的工業(yè)水系統(tǒng)，回收目前排放的輔機(jī)冷卻水，實(shí)現(xiàn)輔機(jī)冷卻水循環(huán)使用。
 
③ 提高23號(hào)機(jī)組循環(huán)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(huán)水排污水量1853／h。
 
2.2回收利用工業(yè)廢水

(1)改造灰渣水回收系統(tǒng)，沖灰渣水實(shí)現(xiàn)閉路循環(huán)。

① 在灰場(chǎng)排水口建設(shè)泵站，改自流回水為壓力回水，并對(duì)回水進(jìn)行防垢處理。

② 在廠區(qū)內(nèi)新建2×480 3沖灰渣水池和粒化水池，提高系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性。

③ 灰漿泵加裝液力偶合器，通過(guò)調(diào)整灰漿泵轉(zhuǎn)數(shù)調(diào)整灰漿泵的出力，減少進(jìn)入灰場(chǎng)的灰漿總量。

④ 整個(gè)灰漿、回水系統(tǒng)建立定期清洗制度。

(2)回收利用主廠區(qū)工業(yè)廢水

廠區(qū)主要的工業(yè)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(zhì)、水溫滿(mǎn)足電廠的沖灰、油罐冷卻和輸煤系統(tǒng)用水水質(zhì)要求�；瘜W(xué)預(yù)處理的排水水質(zhì)與原水相比沒(méi)有大的差異，僅是懸浮物的含量大，由于沖灰水水質(zhì)要求低，回收利用沖灰是可行的。

電廠臨時(shí)性工業(yè)廢水主要包括鍋爐啟停期間產(chǎn)生的廢水，這類(lèi)水瞬時(shí)流量大，污染嚴(yán)重，但產(chǎn)生頻率低，花一定的代價(jià)來(lái)處理在經(jīng)濟(jì)上不合算。將其排入沖灰系統(tǒng)，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(dá)到以廢治廢，回收利用廢水的目的。

根據(jù)實(shí)際的水量平衡測(cè)試結(jié)果，電廠實(shí)際的主要廢水產(chǎn)生量小于灰渣水系統(tǒng)的補(bǔ)充水量，工業(yè)廢水回收利用方案設(shè)想如下：

方案1

對(duì)污水截流分類(lèi)排放，回收利用，實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單回收污水，達(dá)到污染治理和回收利用工業(yè)廢水的雙重目的。主要的處理措施如下：

①機(jī)組啟停 產(chǎn)生的廢水

包括鍋爐的清洗廢水、停爐保養(yǎng)水、鍋爐放水、省煤器沖洗水等機(jī)組啟停產(chǎn)生的廢水直拉進(jìn)入灰漿系統(tǒng)。既利用灰漿處理其中的污染物，又利用灰水閉路循環(huán)系統(tǒng)回收排放水做沖灰系統(tǒng)的補(bǔ)充水。

② 化學(xué)中和池排水經(jīng)中和池定量直接進(jìn)入沖灰水池，用做沖灰水補(bǔ)充水。

③ 化學(xué)預(yù)處理的排水進(jìn)入新建流量調(diào)節(jié)池，用定量泵送入沖灰前池。排水中含的泥進(jìn)入灰場(chǎng)貯存，清水同時(shí)用做沖灰系統(tǒng)的補(bǔ)充水。

④ 23號(hào)機(jī)組冷卻塔排污水部分補(bǔ)充沖灰系統(tǒng)，部分做輸煤系統(tǒng)、煤場(chǎng)用水和油庫(kù)冷卻水的補(bǔ)充水。

本方案基本上維持了現(xiàn)有的運(yùn)行方式，只需對(duì)現(xiàn)有系統(tǒng)的排水排出部分進(jìn)行改造，增加少量泵即可實(shí)現(xiàn)。具有投資少，運(yùn)行費(fèi)用低廉的特點(diǎn)。

方案2

① 化學(xué)酸堿廢水、機(jī)組啟停廢水處理同方案1。

② 其他廢水的處理

在3、5號(hào)排放口前實(shí)施截流，新增2×300 m3／h 處理能力的污水處理設(shè)施，采用混凝、過(guò)濾技術(shù)處理廢水，凈化后供廠區(qū)雜用水、輸煤系統(tǒng)沖洗用水及其他系統(tǒng)的補(bǔ)水。

2.3方案的可行性論證

(1)系統(tǒng)改造對(duì)冷卻水流量的影響

大部分改造利用水流余壓排入?yún)R流管道后自流入虹吸井，其余改造通過(guò)泵升壓進(jìn)入虹吸井，對(duì)系統(tǒng)不存在不利因素。

(2)灰場(chǎng)處理污染物的技術(shù)可行性論證

① 啟停爐廢水凈化處理的技術(shù)論證

這類(lèi)廢水包括鍋爐清洗、鈍化、停爐保養(yǎng)、省煤器清洗、鍋爐緊急放水等排水，除鍋爐緊急放水水質(zhì)尚可外，其余排水的水質(zhì)差，表現(xiàn)為強(qiáng)酸性、鐵、有機(jī)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(lián)胺和金屬離子如Fe2＋、Cu2＋等，廢水進(jìn)入灰水閉路循環(huán)系統(tǒng)后，發(fā)生化學(xué)、物理反應(yīng)，凈化H2SO4、EDTA、聯(lián)胺和金屬離子，試驗(yàn)表明凈化率接近100%。同時(shí)電廠灰場(chǎng)進(jìn)行了防滲漏處理，灰水對(duì)地下水不存在不利影響。

② 預(yù)處理排污水凈化處理的技術(shù)論證

處理預(yù)處理排污水主要利用灰場(chǎng)作為污泥的堆積場(chǎng)地。測(cè)試結(jié)果表明SS的去除率大于98%。

灰場(chǎng)處理廢液不僅可以簡(jiǎn)單有效處理污染物，凈化廢水，而且可以回收廢水，節(jié)約新鮮水用水量，同時(shí)還可以減少處理設(shè)施的場(chǎng)地、初投資，是以廢治廢、廢水資源化的有力措施。

(3) 工業(yè)污水對(duì)沖灰系統(tǒng)的影響及防治措施

① 對(duì)鍋爐酸洗廢液和省煤器沖洗水而言，酸性廢水進(jìn)入沖灰系統(tǒng)后，酸堿中和，減少了酸的含量；同時(shí)輸灰管道中結(jié)有CaCO3垢，酸液難以直接與管道接觸，在短時(shí)間內(nèi)不會(huì)對(duì)設(shè)備、管道形成腐蝕。這在對(duì)電廠灰管進(jìn)行不停運(yùn)清洗中得到了充分的驗(yàn)證。

② 高SS污水對(duì)系統(tǒng)的影響主要包括對(duì)設(shè)備的磨損和SS淤積帶來(lái)的負(fù)面效果。對(duì)沖灰水系統(tǒng)而言SS的引入，對(duì)系統(tǒng)尤其對(duì)沖灰水泵(清水泵)的磨損是不容忽視的。同時(shí)SS在沖灰水池沉降必然會(huì)導(dǎo)致沖灰水池淤積，容量減少，導(dǎo)致系統(tǒng)的安全性降低。但通過(guò)一定的技術(shù)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(zhì)泵。

廢水直接進(jìn)入沖灰系統(tǒng)：選取適當(dāng)?shù)奈鬯�，直接利用污水沖灰，避免污水進(jìn)入沖灰水池。同時(shí)這種方式還可以有效地預(yù)防沖灰水與生水混合后沖灰水系統(tǒng)結(jié)垢。

③ 由于以上的大流量廢液均產(chǎn)生于機(jī)組停運(yùn)時(shí)期，這意味著輸灰系統(tǒng)存在至少1臺(tái)機(jī)組和一臺(tái)灰漿泵的輸送富裕容量即1 400 0m3／h的輸送容量，滿(mǎn)足機(jī)組停爐、清洗的排放水量要求。

3工業(yè)水回收利用的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益分析

3.1經(jīng)濟(jì)效益分析

3.1.1工程投資概算

工程于2000年9月開(kāi)工建設(shè)，工程總投資概算920萬(wàn)元(包括設(shè)備費(fèi)、建筑費(fèi)、安裝費(fèi)、其他費(fèi)用)。

3.1.2運(yùn)行費(fèi)用

運(yùn)行費(fèi)用主要包括電能消耗、檢修維護(hù)費(fèi)用、人工費(fèi)用，由于沒(méi)有藥劑消耗，運(yùn)行費(fèi)用相對(duì)較小。

3.1.3經(jīng)濟(jì)效益

工程實(shí)施后年節(jié)約253.08萬(wàn)元，其中減少制水成本55.92萬(wàn)元，節(jié)約排污費(fèi)、超標(biāo)排污費(fèi)124.56萬(wàn)元，節(jié)約水資源費(fèi)72.60萬(wàn)元。

工程靜態(tài)投資回收年限4年。

3.2工程實(shí)施后環(huán)境效益分析

(1)節(jié)約水資源2 420萬(wàn)t／a。

(2)工業(yè)廢水基本完全回收利用，減少?gòu)U水排放量2 420萬(wàn)t／a。

(3)工業(yè)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(jié)語(yǔ)

(1)水量平衡是全廠排水回收利用改造工作的基礎(chǔ)和關(guān)鍵。全廠清污分排、工業(yè)廢水回收利用、灰渣水閉路循環(huán)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、改造、運(yùn)行都必須建立在良好水量平衡管理上。

(2)灰漿對(duì)工業(yè)廢水有良好的凈化作用，灰場(chǎng)、除灰系統(tǒng)也是優(yōu)良的廢水凈化回收?qǐng)龅亍⒃O(shè)施，凈化后的排水可以循環(huán)使用。

(3)電廠實(shí)施工業(yè)排水回收利用在技術(shù)上和經(jīng)濟(jì)上都是可行的。

(4)工業(yè)廢水回收方案1是最佳方案。此方案投資相對(duì)較小，只需對(duì)系統(tǒng)做小的改動(dòng)即可實(shí)現(xiàn)。

(5)工業(yè)廢水回收利用每年可節(jié)約各類(lèi)費(fèi)用250萬(wàn)元，減少?gòu)U水排放量2 420萬(wàn)t，經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益顯著。