費芳芳 畢武林

摘要：為提高生物質(zhì)電廠用水水平，在節(jié)水減排基礎(chǔ)上實現(xiàn)全廠廢水零排放，按照分質(zhì)處理、合理回用、深度節(jié)水的原則，以全廠水平衡資料為依據(jù)，通過對全廠各主要用排水情況重點分析，有針對性地制定了各類廢水處理及回用改造方案，全面優(yōu)化用水流程。改造完成后，全廠處理后的各類廢水出水水質(zhì)滿足回用要求，通過梯級回用，實現(xiàn)零排放，每年可減少新鮮水取水量48萬m3，減少排污量57萬m3，經(jīng)濟、環(huán)境、社會效益顯著。

關(guān)鍵詞：生物質(zhì)電廠;廢水處理系統(tǒng);循環(huán)水排污水;節(jié)水;零排放

0 引言

電廠是用排水大戶，且各類排水水質(zhì)差異較大[1]。隨著國家對火電廠排水水質(zhì)要求日益嚴(yán)格，節(jié)水減排進而實現(xiàn)廢水零排放勢在必行，這對電廠經(jīng)濟運行及環(huán)境保護均有十分積極的意義[2-3]。

某生物質(zhì)電廠現(xiàn)有2臺50 MW機組，為進一步提高水的綜合利用水平，某生物質(zhì)電廠結(jié)合長遠規(guī)劃，進行了零排放改造。本文結(jié)合近年來先進的廢水零排放改造技術(shù)[4-6]，對電廠各水處理系統(tǒng)進行改造或新建，解決電廠現(xiàn)有用排水系統(tǒng)存在的設(shè)備出力不足、水資源利用不盡合理等問題，實現(xiàn)該生物質(zhì)電廠深度節(jié)水及零排放，徹底杜絕環(huán)保隱患，提高經(jīng)濟、環(huán)保效益。

1 電廠用排水現(xiàn)狀分析

1.1? ? 用排水現(xiàn)況

某生物質(zhì)電廠各類廢、污水主要來源于生活污水、含油廢水、鍋爐排污水、取樣系統(tǒng)排水、循壞排污水、酸堿再生廢水等。

據(jù)統(tǒng)計，全廠新鮮水總?cè)∷?01.8 m3/h，全廠總耗水量224.6 m3/h，全廠總外排水量77.2 m3/h，平均單位發(fā)電量取水量3.02 m3/MWh。

1.2? ? 各水系統(tǒng)存在的主要問題

（1）未能實現(xiàn)梯級回用，大量廢水外排，造成水資源的浪費。

（2）污泥處理系統(tǒng)、生活污水處理系統(tǒng)部分設(shè)備出力無法滿足現(xiàn)有廢水處理需求，造成出水水質(zhì)不滿足設(shè)計要求。

（3）循環(huán)水排污水達標(biāo)外排，無法滿足遠期國家環(huán)保要求。

1.3? ? 水質(zhì)

該生物質(zhì)電廠生產(chǎn)生活用水水源為河水、深井水以及自來水。河水經(jīng)原水一體化處理裝置處理之后用于工業(yè)水系統(tǒng)及生活和消防用水，深井水作為鍋爐補給水系統(tǒng)水源。該生物質(zhì)電廠產(chǎn)生的廢水主要包括循環(huán)排污水、酸堿再生廢水、生活污水、含油污水處理系統(tǒng)出水等。

2 全廠節(jié)水及零排放改造方案

電廠各處理系統(tǒng)存在設(shè)備老化、出力不足、效果不佳等問題，以該電廠用排水情況及各類廢水水質(zhì)特點為依據(jù)，按照分質(zhì)處理、合理回用、深度節(jié)水的原則，針對各系統(tǒng)用水需求，提出改造方案，最大限度地減少廢水水量，實現(xiàn)一水多用，從而降低廢水水量及處理成本，實現(xiàn)全廠廢水零排放[7]。

3 廢水處理系統(tǒng)改造

3.1? ? 生活污水處理系統(tǒng)改造

某生物質(zhì)電廠生活污水原設(shè)計處理工藝為：生活污水管→格柵井→污水調(diào)節(jié)池→地埋式一體化生活污水處理裝置→回用水池。原處理工藝為地埋式，設(shè)備老化嚴(yán)重，難以檢修，因此處理效果差。

生活用水量大約為5 m3/h，新建一套生活污水處理系統(tǒng)，采用曝氣生物濾池工藝，設(shè)計水量為2×3 m3/h。與傳統(tǒng)A2O工藝及地埋式接觸氧化工藝相比，曝氣生物濾池內(nèi)填充的濾料的高比表面積帶來的高濃度生物膜的氧化降解能力，可對污水進行快速凈化，占地面積較小，方便檢修，不會發(fā)生污泥膨脹，運行費用低。目前該工藝已在多個電廠應(yīng)用，運行情況良好，且在設(shè)備運行階段易于控制和檢修[8]。經(jīng)處理后的生活污水首先用于全廠綠化。

3.2? ? 污泥處理系統(tǒng)改造

對污泥濃縮池進行管道及設(shè)備改造，更換污泥濃縮池進出水管道、刮泥機及潛水?dāng)嚢杵鳎略鲆惶孜勰嗵幚碓O(shè)備，處理能力8 m3/h，將污泥脫水機濾液輸送至一體化預(yù)處理系統(tǒng)進行處理回用，實現(xiàn)節(jié)水回用的目的。

3.3? ? 新建循環(huán)水處理系統(tǒng)改造

該生物質(zhì)電廠循環(huán)水現(xiàn)階段循環(huán)排污水（水量66.7 m3/h）排至遂溪河。通過對電廠水質(zhì)分析并進行循環(huán)水試驗，減少新鮮水的補水量，降低循環(huán)水排污水量至25 m3/h，由此降低整體處理設(shè)備投資費用及運行費用[9]。進一步考慮料場抑塵措施，沿擋風(fēng)抑塵墻、料棚新建管路并布置干霧噴頭，以循環(huán)排污水作為料堆抑塵噴淋用水，料場噴霧抑塵系統(tǒng)耗水量約為12 m3/h。通過提高濃縮倍率以及綜合利用，僅剩余13 m3/h循環(huán)水排污水需要進行處理。

新建循環(huán)水深度處理系統(tǒng)，采用“兩級軟化（氫氧化鈉-碳酸鈉）+過濾+超濾+反滲透”[10]工藝，設(shè)計處理能力15 m3/h，循環(huán)水排污水排至廢水緩沖池（600 m3）進行均質(zhì)緩沖，再通過提升水泵輸送至高效澄清器進行兩級軟化澄清處理，高效澄清器設(shè)計處理水量20 m3/h，并配套設(shè)置氫氧化鈉、碳酸鈉、凝聚劑、助凝劑和硫酸加藥裝置，以及設(shè)置循環(huán)污泥泵，實現(xiàn)可控的污泥回流，底部剩余污泥排至污泥濃縮罐進行污泥濃縮。高效澄清器出水在進入超濾系統(tǒng)前通過多介質(zhì)過濾器進一步去除其中的顆粒態(tài)懸浮物，保證后續(xù)超濾等膜系統(tǒng)穩(wěn)定運行，多介質(zhì)過濾器設(shè)計出力為2×20 m3/h，超濾系統(tǒng)設(shè)計出力15 m3/h，超濾產(chǎn)水進入苦咸水反滲透系統(tǒng)進行脫鹽處理，苦咸水反滲透系統(tǒng)設(shè)計處理水量15 m3/h，采用一級三段的反滲透，可將廢水濃縮至2 m3/h濃水，反滲透產(chǎn)水輸送至鍋爐補給水系統(tǒng)或循環(huán)水系統(tǒng)回用，濃水用于干渣拌濕。

循環(huán)水排污水經(jīng)深度處理系統(tǒng)軟化脫鹽濃縮處理后，反滲透產(chǎn)水11 m3/h回用鍋爐補給水系統(tǒng)，反滲透濃水2 m3/h用于干渣拌濕消納。

另外，反滲透產(chǎn)水用于鍋爐補給水系統(tǒng)的補充進水后，可提升鍋爐補水系統(tǒng)的補水水質(zhì)，降低系統(tǒng)再生頻率，進一步減少酸堿廢水水量。經(jīng)估算，改造后酸堿再生廢水水量降至0.6 m3/h，按照高低鹽分離改造，其中高鹽廢水水量約0.2 m3/h，低鹽廢水水量約0.4 m3/h。綜合降低項目總投資費用、廢水單位處理成本，將低鹽廢水通過泵輸送至原水預(yù)處理系統(tǒng)處理回用，新建管路將高鹽廢水輸送至循環(huán)水處理系統(tǒng)濃水箱用于干渣拌濕。經(jīng)核算全廠干渣拌濕消耗的總水量為2.7 m3/h，鍋爐補給水系統(tǒng)的酸堿再生高鹽廢水0.2 m3/h及循環(huán)水處理系統(tǒng)反滲透濃水2 m3/h用于干渣拌濕，可以完全消納。

通過上述改造可以實現(xiàn)循環(huán)水排污水零排放，此外，循環(huán)排污水深度處理系統(tǒng)出水可有效回收利用，大大減少了新鮮水取水量。

3.4? ? 其他系統(tǒng)改造

（1）對含油污水部分水質(zhì)實現(xiàn)循環(huán)利用，在油罐區(qū)新建1個50 m3油水儲存池收集油庫噴淋水，同時增設(shè)循環(huán)噴淋泵，鋪設(shè)相應(yīng)管路，收集含油廢水循環(huán)噴淋利用，減少含油廢水水量。同時在油罐區(qū)油水儲存池新增另一管路，在循環(huán)噴淋水水質(zhì)變差時，通過新增管路將其輸送至含油廢水處理系統(tǒng)進行處理，處理后排入生活污水回用水池。

（2）綜合回收利用鍋爐管壁清洗水。沖洗水對水質(zhì)要求不高，因此利用循環(huán)水排污水作為沖洗水，并通過將沖洗水收集沉淀進行循環(huán)利用，以達到節(jié)水減排的目的。因此新建500 m3的沖洗水收集池并配置水泵及管路，按照兩級沉淀設(shè)計，中間設(shè)置溢流堰，分別作為鍋爐管壁沖洗水收集儲存池和清水池，底部污泥通過人工清理[11]。

4 改造效果及效益分析

4.1? ? 改造效果

該生物質(zhì)電廠通過上述改造后，全廠廢水實現(xiàn)梯級利用，徹底解決了水的不合理回用問題，大大降低了新鮮水取水量及廢水水量，實現(xiàn)全廠廢水零排放，如表1所示。

改造完成后，全廠新鮮水取水量由改造前的301.8 m3/h，降至236.2 m3/h，平均單位發(fā)電量取水量由3.02 m3/MWh降至2.37 m3/MWh，全廠廢水實現(xiàn)零排放。

4.2? ? 效益分析

改造后每年減少排污量57萬m3，考慮新增料場噴霧抑塵，每年減少新鮮水取水量48萬m3，節(jié)水收益4.61萬元/年，減少排污費1.09萬元/年。

5 結(jié)語

（1）某生物質(zhì)電廠零排放改造方案對排泥水、生活污水、循環(huán)水排污水進行分類處理回用，經(jīng)處理后水質(zhì)滿足回用要求，大大降低了電廠外排水量。

（2）循環(huán)水排污水采用成熟的膜法脫鹽工藝，產(chǎn)水水質(zhì)好，可優(yōu)化鍋爐補給水系統(tǒng)水質(zhì)，降低酸堿再生頻次及廢水量。

（3）某生物質(zhì)電廠全廠廢水零排放改造后，全廠無廢水外排，徹底消除環(huán)保隱患，經(jīng)濟效益及環(huán)境效益顯著。

[參考文獻]

[1] 門艷林，李成云.沙角C電廠廢水“零排放”工程的設(shè)計與應(yīng)用[J].電力科學(xué)與工程，2004（3）：61-63.

[2] 白璐，陳武，王凱亮，等.燃煤電廠脫硫廢水零排放處理技術(shù)研究進展[J].工業(yè)水處理，2019，39（4）：16-20.

[3] 楊躍傘，苑志華，張凈瑞，等.燃煤電廠脫硫廢水零排放技術(shù)研究進展[J].水處理技術(shù)，2017，43（6）：29-33.

[4] 王文兵.火電廠廢水零排放改造方案[J].電力建設(shè)，2000，21（12）：41-44.

[5] 王薇，馬曉丹，張興祥，等.膜法水處理技術(shù)在火電行業(yè)中的應(yīng)用[J].能源環(huán)境保護，2018，32（4）：1-6.

[6] 靳冬.反滲透技術(shù)在火電廠污水處理中的應(yīng)用分析[J].北方環(huán)境，2011（11）：200.

[7] 張志國，胡大龍，王璟，等.燃氣電廠深度節(jié)水及廢水零排放方案[J].中國電力，2017，50（7）：127-132.

[8] 黃詠洲，徐建斌，黃瑋.一體化曝氣生物濾池處理城市生活污水試驗研究[J].環(huán)境科學(xué)與管理，2008，33（1）：103-106.

[9] 何世梅.循環(huán)水濃縮倍數(shù)的檢測方法及控制指標(biāo)[J].中國給水排水，2000，16（6）：48-50.

[10] 汪嵐，孫灝，張利權(quán)，等.火電廠循環(huán)水零排放工藝路線及可行性分析[J].水處理技術(shù)，2015，41（6）：125-128.

[11] 李定青，董啟盛，費芳芳.50 MW生物質(zhì)發(fā)電機組廢水零排放技術(shù)與工藝路線[J].機電信息，2020（14）：65-67.

收稿日期：2020-07-20

作者簡介：費芳芳（1987—），女，湖北黃石人，工程師，研究方向：火力發(fā)電及污染治理。