動力區域水系統循環再利用節能減排改造

馬俊英

（天津天鐵煉焦化工有限公司動力車間，天津 300301)

動力區域水系統循環再利用節能減排改造

馬俊英

（天津天鐵煉焦化工有限公司動力車間，天津 300301)

天津天鐵煉焦化工有限公司動力車間為實現節能減排、降本增效目的，通過采取對污水回用系統改造、鍋爐除塵水系統改造和除鹽水站酸堿中和廢水回收再利用改造等措施，實現了動力區域水系統的循環再利用，為公司節約新水用量約130 t/h，達到了減少污水外排量和節約生產、生活新水用量的效果，并帶來了顯著的經濟效益和社會效益。

污水 鍋爐除塵水 中和池廢水 沉淀 過濾 改造

1 引言

根據2010年12月6日第54次市長辦公會審議通過的《天津市2011—2013年水環境治理實施計劃》，天津市3年內完成水環境治理工程即清水工程，要盡快讓中心城區包括郊區的河道水滿、水清、水流動起來，實現大天津水清。北塘排水河治理工程是本次清水工程的重要組成部分，作為北塘排水河排放戶之一的天津天鐵煉焦化工有限公司響應國家政策和天津市水環境治理實施計劃，在全公司大力開展節能減排、降本增效工作，先后完成了中水回用系統改造、鍋爐除塵水系統改造和除鹽水站酸堿中和廢水回收再利用改造，最終實現了動力區域水系統的循環再利用，減少了污水外排量和節約了大量的生產、生活新水用量。經過改造，在減輕環保壓力和節水方面取得了顯著成果。

2 改造前概況

圖1 動力區域水系統回收循環再利用節能減排改造平面圖

改造前，我公司煉焦車間熄焦用水、回收車間循環水補水、鍋爐沖灰和放灰水槽用水等全部用新水，全公司的生產、生活用新水平均約350 t/h。而公司的污水、雨水全部外排，污水外排量平均約300 t/h，全部排往北塘排污河。針對上述現狀和當前所面臨的環保壓力，急需對污水進行回收再利用改造;鍋爐除塵水系統從4＃鍋爐投產并連續運行以來，出現了外排水量增大的問題，引起污水系統水位上升，流速降低，在管道中積存大量灰泥，已影響到外排水水質，并且因水位上升，在鍋爐區域地面積水，對建筑物和環境造成不良影響。因此對除塵水系統也急需進行改造。

3 改造內容

面對當前環保壓力和市場經營形勢，我公司先后完成了中水回用系統改造、鍋爐除塵水系統改造和除鹽水站酸堿中和廢水回收再利用改造。經過上述改造后，全公司的生產、生活用新水降為平均約200 t/h，污水外排量減為平均約150 t/h，改造系統總平面圖如圖1所示。

3.1 污水回用系統改造

根據我公司污水排放情況，將廠前區（包括公司辦公主樓、公司主浴室、自動化車間、職工宿舍)、回收車間、動力車間、煉焦車間、焦油車間、備煤車間、消防隊（包括車隊)的生活、淋浴用污水由污水排水管道就近改入雨水排水管道，匯集到雨水集水池，共改動以上7處;另將凈化間水處理設施排泥、清洗用廢水，鍋爐分層給煤系統冷卻水、爐排后軸冷卻水、鍋爐框鏈除渣機水槽溢流水全部引入雨水管道，匯集到雨水集水池。通過以上改動，幾乎將公司的全部可回收利用的污水都匯集到雨水泵站集水池，在雨水集水池安裝2臺4LP-30排水泵，將匯集的各種廢水供給污水回用設備（型號：FA-70、TMG-120，處理水量分別為70 t/h、100 t/h)進行處理，處理后的中水再用泵通過中水管道供到用水點。經回收再利用，達到減少污水外排量平均約100 t/h和節約新水用量平均約100 t/h的效果。改造示意圖如圖2所示。

圖2 污水回用系統改造示意圖

3.2 鍋爐除塵水系統改造

改造方案為增加一臺灰水分離器（型號：TM-100 t/h，處理水量100 t/h)和清水管道，利用原有沖渣泵將沖渣池中未能充分沉淀且含有爐渣和細灰的水打入灰水分離器，經灰水分離器沉淀過濾后的清水排入清水池，再用清水泵通過清水管道送入1＃、2＃和4＃鍋爐的水膜除塵器。灰水分離器的排渣仍進入灰渣池，用抓斗抓出。這樣就實現了除塵水系統的閉路循環，達到節水25 m3/h和減少外排水的目標[2]。

灰水分離器和污水回用設備都是將沉淀、過濾及反沖洗工序集中于一體的先進高效設備，是在分析、總結當代凈水方法的基礎上發展起來的先進設備，均由沉淀池、濾池、反沖洗和排泥4部分構成。設備構造如圖3所示。水處理流程為：進水→底部配水區→斜管→三角型出水堰→出水渠→濾池進水分配槽→進水管→傘型頂蓋→濾料層→承托層→配水系統→底部配水區→連通渠→沖洗水箱→出水渠→出水管→清水池。水流方向如圖3中箭頭所示。反沖洗采用虹吸自動反洗，過濾初期，清潔濾層阻力很小，進水與處理水量是平衡的，但隨著濾料截留雜物越多，進水與出水不能平衡，而使多余的存水進入虹吸上升管，當到達輔助虹吸管時，抽氣管將虹吸下降管的空氣抽除，從而形成虹吸，使清水自下而上地通過濾層，對濾層進行反洗。當沖洗一段時間后，虹吸破壞斗的虹吸破壞管進氣，從而破壞個、虹吸，停止反洗[3]。

3.3 中和池廢水改造

將除鹽水站酸堿中和池酸堿廢水由原來外排改為回收再利用。在中和池中增加2條DN15壓縮空氣管道進行攪拌，以促進酸堿廢水充分中和;用堿微調，使中和池廢水pH控制在7～ 10;以舊代新安裝排水泵1臺（型號：DYA50-160A，Q=36 m3/h，H=38 m)，鋪設Ф108管道180 m將中和池廢水送往煉焦車間熄焦用，進行回收再利用，共回收中和廢水200 t/d。

4 改造后效益分析

4.1 經濟效益顯著

4.1.1 節約用水的效益

與原改造前相比，鍋爐除塵水系統改造節約用新水平均約25 m3/h，中水回用系統改造節約用新水平均約100 m3/h，除鹽水站中和池廢水回用改造節約用新水平均約100 m3/d。共節約新水用量約130 m3/h。年節約資金為274萬元，計算如下（水費為2.8元/t計)：

4.1.2 動力設備平均每年消耗的動力費用和檢修費用

圖3 污水回用處理設備和灰水分離器構造及工作原理

與改造前相比，中水回用系統增加了4臺4LP-30立式排水泵，電機功率15 kW，2開2備;鍋爐除塵水系統改造與改造前相比，增加1臺IS100-65-200單吸離心泵，電機功率18 kW;除鹽水泵中和池廢水改造與改造前相比，增加1臺DYA50-160A液下泵，電機功率11 kW，通過以上改造，污水泵站與改造前相比，由于污水外排量的減少，由2臺污水泵長期運行減為1臺污水泵長期運行，污水泵型號6LPT-30，電機功率22 kW。

因此改造后與改造前相比每年增加的電能消耗為（電費按0.7元/kW·h計，并假設全年無間斷運行)：

根據檢修頻率，動力設備檢修費用與改造前相比增加了約20萬元。

4.1.3 水處理靜止設備平均每年的設備使用成本

根據統計分析：新增灰水分離器和污水回用設備均為靜止設備，基本不存在機械磨損、疲勞損壞等隱患，性能穩定;設備運行操作簡便，無需特殊技術，對原人員稍加培訓即可掌握，無需增加維護人員。按每5年為周期清洗、更換部分斜管，清洗、重新篩分濾料計算，一次性投入維護、修理費約3萬元/臺，故平均每年6 000元/臺。故1臺灰水分離器和2臺污水回用設備年總使用成本約為1.8萬元/臺。

4.2 間接效益和社會效益

眾所周知，環保、節能問題越來越受到重視，系統改造后實現了鍋爐除塵水系統、中和池廢水和生活淋浴用水等的閉路循環，達到了節水和減少外排水的目標，為公司帶來了巨大的間接效益和較大的社會效益。

5 結術語

隨著我國經濟的迅速發展和環保意識的不斷加強，國家開始狠抓節能減排。我公司響應國家政策、天津市水環境治理實施計劃，積極開展節能減排項目，通過對中水回用系統改造、鍋爐除塵水系統改造和除鹽水站酸堿中和廢水回收再利用改造，達到了減少污水外排量和節約生產、生活的新水用量的效果。經回收改造再利用，最終實現了動力區域水系統回收循環再利用，為公司節約新水用量約130 t/h，創造的直接經濟效益為年270多萬元，帶來了顯著的經濟效益和社會效益。作為一家焦化企業，只有在環保工作上超前謀劃，超前行動，才能為企業可持續發展增添后勁，進一步實現廢水“零排放”，建設低碳社會。

[1]馬俊英.鍋爐除塵水系統改造[J].天津冶金，2011（5)：39-40.

[2]嚴煦世，范瑾初.給水工程[M].4版.北京：中國建筑工業出版社，1999：348-349.

Energy Saving and Emission Reducing Revamp of Water System Recirculation and Recovery at Power Supply Area

Ma Junying
(Tianjin Tiantie Coking and Chemical Co.,Ltd,Tianjin 300301,China)

In order to achieve the goal of energy saving and emission reducing,and to lower cost and improve efficiency,the power supply area of Tianjin Tiantie Coking and Chemical Co.,Ltd took improvement measures for sewage recovery system,the watersystem ofboilerdedusting,and the neutralization and water recirculation system of desalted water station to achieve the recirculation and recovery of water system in power supply area.Waste water discharge was reduced and industry and running water saved by 130 t/h,bringing obvious economic and social effect.

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馬俊英（1979—)，女，內蒙古人，工程師，主要從事給排水方面的研究工作。

（收稿 2011-12-19 編輯 潘娜)