電廠含煤廢水綜合處理工藝

　　隨著國家對節(jié)約用水與環(huán)境保護(hù)要求的提高，對電廠排水系統(tǒng)要求也越發(fā)嚴(yán)格。國內(nèi)火電行業(yè)廠區(qū)排水系統(tǒng)很多都沒有考慮場地初期雨水對周邊環(huán)境的影響。隨著這些年，國家對于環(huán)保行業(yè)的重視與環(huán)境教育的提升，國民的環(huán)境意識也逐漸上升。對于一些沒有考慮初期雨水處理的場地含煤廢水，都面臨著需要整改的困境。

　　火力發(fā)電廠含煤廢水主要為輸煤系統(tǒng)地面沖洗及輸煤系統(tǒng)除塵排水產(chǎn)生的廢水。煤場含煤廢水是在降雨相對較多地區(qū)，由煤場區(qū)雨水匯集產(chǎn)生的煤場含煤廢水。輸煤系統(tǒng)產(chǎn)生的含煤廢水根據(jù)電廠的建設(shè)容量不同，排水量不同。

　　由于初期雨水處理場地的含煤廢水瞬時水量大，水質(zhì)變化大，持續(xù)時間不定。要實現(xiàn)有效收集和處理有一定的困難。要實現(xiàn)初期雨水中含煤廢水的綜合收集和處理利用，在工程上需要有選擇的比較和平衡。

　　國電達(dá)州發(fā)電有限公司2×300MW機組含煤廢水綜合利用治理項目，就是需要在原有含煤廢水收集不完善，處理效果不理想的前提下，統(tǒng)籌完善含煤廢水收集系統(tǒng)，并對含煤廢水處理系統(tǒng)優(yōu)化，對含煤廢水處理再利用的一個案例工程。

　　一、技術(shù)背景

　　火力發(fā)電廠含煤廢水pH值比較穩(wěn)定，浮物濃度差別很大。煤泥水pH值在7.3~7.8，懸浮物濃度SS在100~6000mg/L。廢水中含有大量的懸浮物堯煤泥和泥砂。通過對底泥干燥后的礦物組分分析，測得SiO2含量最高。SiO2含量高會影響含煤廢水的黏度，水樣黏度越高，對懸浮顆粒沉降的阻力越大。且由于煤炭本身具有疏水性，廢水中的一些微小煤粉在水中特別穩(wěn)定，一些超細(xì)煤粉懸浮于水中，靜置相當(dāng)長的時間也不會自然沉降。含煤廢水中的微細(xì)級顆粒的組成，尤其是微細(xì)級的含量，對含煤廢水的處理具有決定性的意義。

　　火力發(fā)電廠通常都考慮了輸煤系統(tǒng)地面沖洗及輸煤系統(tǒng)除塵產(chǎn)生的含煤廢水的收集和處理?；鹆Πl(fā)電廠含煤廢水的處理也形成了一些常用的處理理論和工藝系統(tǒng)，這些常用的處理技術(shù)對電廠含煤廢水處理提供了很多寶貴的經(jīng)驗和參考價值。目前火力發(fā)電廠含煤廢水處理，常用的處理工藝和技術(shù)主要有以下幾種：

　　1)初沉寅加藥寅沉淀寅清水回用或排放。

　　2)初沉寅加藥寅沉淀寅過濾寅清水回用或排放。

　　3)初沉寅加藥寅煤泥廢水處理設(shè)備寅清水回用或排放。

　　4)高濁度廢水一體化凈化器洗煤廢水處理設(shè)備。

　　以上電力行業(yè)含煤廢水處理工藝主要采用了常規(guī)的物理化學(xué)工藝，各組合略有不同，各工藝系統(tǒng)也都具備各自的特點。無論采用何種工藝系統(tǒng)，含煤廢水的處理必須結(jié)合水處理理論與實際水質(zhì)情況，對診下藥才能擬訂出經(jīng)濟(jì)合理，運行安全穩(wěn)定的處理系統(tǒng)。

　　二、工程設(shè)計

　　2.1設(shè)計難點

　　國電達(dá)州發(fā)電有限公司2×300MW機組含煤廢水綜合利用治理EPC項目的設(shè)計難點主要有以下幾點：

　　1)對含煤廢水的收集。廠區(qū)原排水系統(tǒng)未考慮對含煤廢水的獨立收集，雨季時，含煤廢水混雜在雨水系統(tǒng)里直接排出廠外，污染了廠外周邊環(huán)境，也招來周邊居民很大的意見。

　　2)對原有循環(huán)冷水塔外排水的分流。廠區(qū)原設(shè)計循環(huán)冷水塔的外排水沒有進(jìn)行有效分流，直接排入了排水系統(tǒng)，混入了下游含煤廢水收集端。循環(huán)冷水塔的外排水量大，如不進(jìn)行有效分離，排入到含煤廢水收集端，后續(xù)含煤廢水系統(tǒng)的處理水量就會超出控制范圍。而且水質(zhì)混合后，要實現(xiàn)有效的處理，去除廢水中的懸浮固體也更加困難。

　　3)工藝路線的優(yōu)化設(shè)計。廠區(qū)原收集了部分集中的含煤廢水，也配建了含煤廢水處理系統(tǒng)，由于系統(tǒng)處理效果不理想，原設(shè)計陶瓷膜過濾器已經(jīng)癱瘓，無法修復(fù)使用。且原設(shè)計脫水效果也不理想，需要合理優(yōu)化。

　　2.2工程設(shè)計

　　2.2.1含煤廢水收集

　　1)原煤水沉淀池擴容優(yōu)化，保留原250m3池，新建一個750m3池，增加門式抓斗(1×5t)。更換自吸泵(2×100m3/h)，出水接至含煤廢水處理站。

　　2)新建日常含煤廢水提升裝置，在廠區(qū)干管末端新建提升豎井一座(D2.0m，H15.0m)，收集輸送日常沖洗水。新配潛水泵(1×100m3/h，1×50m3/h)，出水接至含煤廢水處理站。

　　3)新建運煤大道廢水收集裝置，在運煤大道低洼處修建收集池(2×5m3/h)，配置自吸泵(2×10m3/h)，出水接至煤水沉淀池。

　　4)優(yōu)化干煤棚沉煤池，對沉煤池結(jié)構(gòu)修復(fù)并增加門式抓斗(1×5t)。更換(2×100m3/h)，出水接至含煤廢水處理站。

　　2.2.2循環(huán)冷卻外排水分流

　　1)#31機組涼水塔排出口新建切換井堯外排池，實現(xiàn)涼水塔排水的截流外排。

　　2)#32機組涼水塔排出口新建切換井，實現(xiàn)涼水塔排水的截流。截流后進(jìn)入新建調(diào)節(jié)池(1×200m3)，配提升泵(2×100m3/h)，出水接至#31機組涼水塔外排池外排。

　　結(jié)合以上含煤廢水分流及收集內(nèi)容，含煤廢水分流收集系統(tǒng)圖如圖1。

　　2.2.3含煤廢水處理優(yōu)化設(shè)計

　　1)優(yōu)化工藝設(shè)計。經(jīng)技術(shù)對比研究后，確定含煤廢水處理站的處理工藝采用混凝沉淀+一體化凈化+纖維球過濾+回用工藝，設(shè)計處理能力50m3/h。

　　2)處理后出水進(jìn)復(fù)用水池循環(huán)利用。

　　3)加藥設(shè)施主要考慮利舊，根據(jù)優(yōu)化工藝更換加藥泵。

　　4)化學(xué)含煤廢水儲存池增加門式抓斗，沉泥經(jīng)抓斗轉(zhuǎn)移至泥車外運。

　　含煤廢水處理工藝系統(tǒng)圖設(shè)計如圖2。

　　2.3含煤廢水處理工藝設(shè)計

　　含煤廢水處理系統(tǒng)設(shè)計處理規(guī)模50m3/h。

　　2.3.1混凝沉淀

　　1)加藥系統(tǒng)

　　PAC投加量為200mg/L，投加配比濃度為5%，加藥量運行可調(diào)。

　　PAM投加量為5mg/L，投加配比濃度為0.25%，加藥量運行可調(diào)。

　　2)沉淀系統(tǒng)

　　含煤廢水池：L×B×H=26.0×6.8×5.0m，停留時間12h。

　　沉泥抓斗：容積V=1.5m3，P=1.5kW。

　　抓斗桁車：起重5t，跨度13m，起升高度9m，行走距離32m(超池長6m),桁車速度20m/min，P=1.5kW。

　　2.3.2一體化凈化

　　一體化凈化器：D×H=3.0×5.0m，總高H1=8.0m。表面負(fù)荷q=7m3/m2?h。有效容積V=35m3，停留時間t=0.7h。反洗強度q=10L/m2?s，反洗時間t=20min，設(shè)計反洗周期48h。

　　凈化器進(jìn)水泵：流量Q=50.0m3/h，揚程H=30.0m，立式自吸泵，2臺(1用1備)。

　　反洗水泵：流量Q=120.0m3/h，揚程H=30.0m，立式自吸泵，2臺。

　　2.3.3纖維球過濾

　　纖維球過濾器：D×H=2.0×3.0m，總高H1=3.7m。表面負(fù)荷q=15.9m3/m2?h。有效容積V=8.8m3，停留時間t=10min。反洗強度q=10L/m2?s，反洗時間t=20min，設(shè)計反洗周期48h。

　　反洗水泵：流量Q=120.0m3/h，揚程H=30.0m，立式自吸泵，2臺(1用1備)。

　　纖維球過濾后的產(chǎn)水進(jìn)入現(xiàn)有的復(fù)用水池內(nèi)，經(jīng)提升后復(fù)用。

　　三、運行實況

　　3.1含煤廢水收集

　　含煤廢水收集系統(tǒng)的設(shè)計優(yōu)化，有效的收集了含煤廢水。各含煤廢水站的預(yù)沉淀系統(tǒng)減輕了后續(xù)含煤廢水處理站的固體負(fù)荷率。廠區(qū)初期雨水能實現(xiàn)有效的收集并處理回用。初期雨水經(jīng)有效收集后，雨季時廠區(qū)外排雨水系統(tǒng)水質(zhì)清凈，收獲了周邊居民的一致好評。

　　3.2循環(huán)冷卻水排水水分流

　　原混合進(jìn)入排水系統(tǒng)的循環(huán)冷卻水排水得到了有效的分流，減少了排水系統(tǒng)常年處理水量，降低了含煤廢水處理站的處理量，使系統(tǒng)處理水量得到了有效的平衡，也利于含煤廢水的有效收集。

　　3.3含煤廢水處理系統(tǒng)

　　經(jīng)過一段時間的調(diào)試，含煤廢水系統(tǒng)現(xiàn)已正常運行。初調(diào)時，由于調(diào)試人員沒有注意系統(tǒng)的藥劑添加量，導(dǎo)致系統(tǒng)出水不穩(wěn)定。后經(jīng)現(xiàn)場加藥小試數(shù)據(jù)指導(dǎo)調(diào)試，最終系統(tǒng)出水滿足設(shè)計要求。且能穩(wěn)定運行。設(shè)計出水懸浮物濃度SS有效控制在10mg/L以內(nèi)。

　　四、結(jié)論與建議

　　4.1藥劑選擇

　　由于絮凝劑的種類繁多，性質(zhì)存在一定的差別，系統(tǒng)運行前，需要對系統(tǒng)添加藥劑進(jìn)行試驗，選定藥劑的種類及用量，同時還要考慮藥劑的來源與價格。

　　4.2一體化凈化設(shè)備的選擇

　　目前有些處理設(shè)備選用過濾精度很高的膜過濾，膜系統(tǒng)的預(yù)處理系統(tǒng)如果處理不當(dāng)，膜系統(tǒng)很難正常運行，就會導(dǎo)致投資大而實用性差的結(jié)果。因此，電廠含煤廢水處理系統(tǒng)設(shè)備的選擇應(yīng)從投資堯運行管理及處理效果等角度考慮。

　　4.3廢水分流及收集的重要性

　　根據(jù)項目分流收集處理效果的對比，相對于之前未分流時大水量高負(fù)荷沖擊的處理系統(tǒng)，經(jīng)分流改造后的廢水水質(zhì)穩(wěn)定堯水量可控，系統(tǒng)操作可行。可避免雨季時外排水中超負(fù)荷溢流的含煤廢水。且非雨季時，由于循環(huán)排水的分流，有效減少了整個系統(tǒng)運行水量，系統(tǒng)運行負(fù)荷降低后，安全穩(wěn)定可靠。

　　總之，在實際工程設(shè)計當(dāng)中，含煤廢水的處理應(yīng)從工程源頭著手，結(jié)合含煤廢水的性質(zhì)及出水水質(zhì)要求，合理選擇處理工藝，擬定好經(jīng)濟(jì)合理運行安全穩(wěn)定的處理系統(tǒng)。（來源：湖南平安環(huán)保股份有限公司）