陳潔薇,譚方良,王思明,楊曉冬,張健明
(中機(jī)第一設(shè)計(jì)研究院有限公司,合肥 230601)
生物質(zhì)發(fā)電廠廢水處理環(huán)節(jié)中一直存在原水預(yù)處理效果不佳、污水處理效果較差以及循環(huán)水排污量較大等問題,而我國的水資源較為缺乏,水資源短缺情況較為嚴(yán)重,電力行業(yè)又是我國用水量較大的行業(yè),因此需要對其開展深層次的節(jié)水措施,減少電廠污水的排放量,降低其對水資源產(chǎn)生的污染。
本文選擇研究的生物質(zhì)發(fā)電廠機(jī)組采用220 t/h 高溫高壓循環(huán)流化床鍋爐,配2 臺凝汽式的汽輪機(jī)組,裝機(jī)容量為2×50 MW。某生物質(zhì)發(fā)電廠的工業(yè)生產(chǎn)用水源為當(dāng)?shù)刂苓叺牡乇砗恿魉偷叵律罹?,備用水源為市政自來水;生活用水水源由市政自來水管網(wǎng)供應(yīng)。
地表水經(jīng)廠外取水泵站送至廠區(qū)、地下深井水采用軸流深井泵提升,來水經(jīng)過一體化凈水站進(jìn)行加藥混凝過濾、沉淀并投加殺菌滅藻劑處理后,作為生物質(zhì)發(fā)電廠內(nèi)的工業(yè)用水源、消防用水源,由廠內(nèi)綜合水泵房內(nèi)設(shè)置的工業(yè)水泵、循環(huán)水泵、消防系統(tǒng)水泵等輸水設(shè)備送至全廠各個用水點(diǎn)。市政自來水則是作為地表水和地下水的后補(bǔ)水源,確保在主水源發(fā)生突發(fā)情況時可及時對廠內(nèi)工業(yè)用水、消防用水以及生活用水進(jìn)行補(bǔ)充。某生物質(zhì)發(fā)電廠內(nèi)的水平衡情況如圖1 所示。需要特別說明的是,深井水主要作為鍋爐補(bǔ)給水處理系統(tǒng)補(bǔ)水和含油污水處理系統(tǒng)補(bǔ)水;其他以循環(huán)冷卻水系統(tǒng)為代表的消耗性工業(yè)用水主要依靠地表水源補(bǔ)充;市政自來水為廠內(nèi)倒班樓、食堂、辦公室等處提供生活用水。生物質(zhì)發(fā)電廠內(nèi)的主要消耗水資源的形式為:鍋爐汽水循環(huán)系統(tǒng)產(chǎn)生的蒸發(fā),循環(huán)冷卻塔風(fēng)吹、蒸發(fā)產(chǎn)生的消耗等。
圖1 某生物質(zhì)發(fā)電廠內(nèi)的水平衡情況
通過對全廠各個系統(tǒng)的分析排查,并在廠內(nèi)進(jìn)行實(shí)際測量,對廠內(nèi)全部的取水情況、用水情況以及消耗水情況進(jìn)行水平衡測試分析后得表1 所示結(jié)果。
表1 某生物質(zhì)發(fā)電廠全部用水情況(滿負(fù)荷狀態(tài)/夏季)
由表1 可知,全廠總?cè)∷繛?04.2 m3/h,總耗水量為84.2 m3/h,全廠總排水量為20 m3/h。
廠內(nèi)主要的工業(yè)用水損耗類型有:鍋爐補(bǔ)給水處理系統(tǒng)、循環(huán)水系統(tǒng)蒸發(fā)、風(fēng)吹、排污損耗、脫硫用水損耗、除灰渣用水損耗、廠內(nèi)灑掃綠化損耗、生活用水損耗。
全廠產(chǎn)生的各種主要廢水和污水來源以及水量數(shù)據(jù)如表2 所示。
表2 某生物質(zhì)發(fā)電廠主要廢水和污水來源以及水量
在正常生產(chǎn)運(yùn)行階段產(chǎn)生的主要廢水類型為:循環(huán)排污水、含油污水、生活污水、各處理系統(tǒng)污水以及酸堿再生污水。上述污水在某生物質(zhì)發(fā)電廠內(nèi)存在的排水問題有以下5 個方面:(1)原水預(yù)處理系統(tǒng)使用的污泥離心脫水機(jī)的工作效率沒有達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)工況,不滿足廠內(nèi)使用需求,導(dǎo)致生物質(zhì)發(fā)電廠內(nèi)的部分污泥管道出現(xiàn)腐蝕堵塞的情況,造成排泥水溢流;(2)使用的鍋爐補(bǔ)給水系統(tǒng)中產(chǎn)生的酸堿再生廢水現(xiàn)階段處理方式采用的是外包處理,應(yīng)根據(jù)相關(guān)環(huán)保文件的要求達(dá)到生物質(zhì)發(fā)電廠廢水零排放的標(biāo)準(zhǔn);(3)除了對循環(huán)水排污水進(jìn)行了少量的綜合利用外,剩余的大部分循環(huán)水排污水均進(jìn)行排放處理,但排放的循環(huán)水排污水的水質(zhì)中有機(jī)物含量隨著環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)的提高,目前已經(jīng)超出標(biāo)準(zhǔn),沒有達(dá)到相關(guān)環(huán)保文件中的排放許可要求,在環(huán)保方面存在較大的隱患;(4)現(xiàn)用的地埋式生活污水處理系統(tǒng)的使用效果較差,并且存在系統(tǒng)檢查維護(hù)不方便的情況,并且系統(tǒng)內(nèi)存在較多的廢水懸浮物,這些懸浮物質(zhì)不僅數(shù)量較大,而且還很難進(jìn)行清理,導(dǎo)致發(fā)電廠生活污水處理系統(tǒng)的部分出水水質(zhì)沒有達(dá)到相關(guān)環(huán)保規(guī)定中的排放許可要求,現(xiàn)階段主要將生活污水進(jìn)行回收后用于廠內(nèi)部的綠化工作;(5)料堆場會產(chǎn)生一定量的堆積液,而廠內(nèi)并沒有對這些堆積液進(jìn)行單獨(dú)的收集處理,導(dǎo)致在雨期部分堆積液直接進(jìn)入生物質(zhì)發(fā)電廠內(nèi)的雨水管道,存在相應(yīng)的環(huán)保隱患問題[1]。
通過對生活污水處理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)工藝流程分析可知,其主要的生活污水處理流程:生活污水管道—格柵井—生活污水調(diào)節(jié)池—地埋式生活污水一體化處理設(shè)備—回收利用儲水池。由于現(xiàn)階段廠內(nèi)使用的生物污水處理系統(tǒng)為地埋式系統(tǒng),系統(tǒng)設(shè)備檢查維修工作較為困難,導(dǎo)致目前廠內(nèi)生活污水的處理效果較差。
優(yōu)化措施:廠內(nèi)新建一套生活污水處理系統(tǒng),該系統(tǒng)使用曝氣生物濾池處理的方式,將系統(tǒng)的設(shè)計(jì)水量定值為2×3 m3/h。這種生活污水處理方式和之前地埋式生活污水處理方式相比,其曝氣生物濾池中的濾料具有較大的表面積,且形成的生物膜濃度較高,因此系統(tǒng)的氧化降解處理性能較強(qiáng),可以快速凈化生物質(zhì)發(fā)電廠內(nèi)的生活污水,并且這種生活污水處理設(shè)備的占地面積不大,對設(shè)備進(jìn)行檢修也較為方便,杜絕了污泥膨脹對生活污水處理效果產(chǎn)生的影響,系統(tǒng)運(yùn)行成本較低,經(jīng)系統(tǒng)處理后的生活污水可以直接用于廠區(qū)室外地面沖洗用水或廠內(nèi)綠化用水。
廠內(nèi)污泥處理系統(tǒng)的優(yōu)化主要是對系統(tǒng)中污泥濃縮池進(jìn)行管道和設(shè)備的優(yōu)化改造,即對污泥處理系統(tǒng)內(nèi)污泥濃縮池的進(jìn)出水管道、潛水?dāng)嚢杵饕约肮文鄼C(jī)進(jìn)行更換,并增設(shè)一套污泥處理設(shè)備,新增設(shè)備的處理效果為8 m3/h,使系統(tǒng)處理后的污泥脫水機(jī)濾液可以在一體化的預(yù)處理系統(tǒng)中進(jìn)行回收利用,以實(shí)現(xiàn)對污泥處理系統(tǒng)節(jié)水再利用的目的。
廠內(nèi)新建一套循環(huán)水排污水處理系統(tǒng),該系統(tǒng)使用兩級軟化工藝,系統(tǒng)處理能力為15 m3/h。系統(tǒng)工藝路線為:將循環(huán)水排污水輸送至廢水緩沖池中,池體有效容積600 m3,排污水在緩沖池中進(jìn)行均質(zhì),之后將緩沖均質(zhì)后的循環(huán)水排污水使用提升水泵送到高效澄清器,在澄清器內(nèi)進(jìn)行兩級軟化的澄清處理,高效澄清器設(shè)計(jì)的處理水量為20 m3/h,并配套相應(yīng)的化學(xué)藥品添加裝置和循環(huán)污泥泵,以此將澄清器內(nèi)的污泥送至污泥濃縮罐中進(jìn)行濃縮處理[2]。
本文結(jié)合某50 MW 生物質(zhì)發(fā)電廠的實(shí)際污水處理情況進(jìn)行分析,在結(jié)合廠內(nèi)滿負(fù)荷取水方面、排水方面以及耗水方面的數(shù)據(jù)分析后,對廠內(nèi)的零廢水排放技術(shù)進(jìn)行分析,實(shí)現(xiàn)生物質(zhì)發(fā)電廠不對外排放廢水污水的目標(biāo),減少生物質(zhì)發(fā)電廠對外界環(huán)境的污染,具有較好的環(huán)保效益。