火力發電廠含煤廢水的再利用

許鴻飛

【摘 要】隨著社會的進步，國家對環保問題越來越重視，電力行業的生產也要響應國家對于環保的要求，對各種排放物進行最大限度的利用。含煤廢水是火電廠廢水的重要組成部分，對其進行回收再利用在環保、經濟性方面都具有重要的意義。基于此，本文首先對含煤廢水的特效進行了分析，然后就其再利用策略進行研究，希望能為相關單位提供借鑒和參考。

【關鍵詞】火電廠；含煤廢水；再利用；環境保護

我國是一個水資源嚴重短缺的國家，而火電廠則是用水大戶，對含煤廢水進行凈化再利用不但有利于節約水資源，而且能減少廢水排放、保護環境。同時，含煤廢水的處理也是一個系統工程，包含了規劃、設計、施工、運行等多個階段，選擇最科學的工藝流程具有重要的意義。

一、含煤廢水的特性與處理原則

1.含煤廢水的特性

火力發電廠產生的含煤廢水主要來源于電廠輸煤系統，屬于不連續排水，其瞬時流量很大，色度高，懸浮物含量也很高，其特性主要表現在水質和水量兩個方面：

一是水質。含煤廢水的煤粉含量很高，一般在1.2×104mg/L以內，高的能達到4.7×104mg/L，處理后水質要求為SS≤10mg/L，PH值為6.5～9。

二是水量。含煤廢水的水量主要由輸煤棧橋沖洗水量決定，具體影響因素包括棧橋長度、寬度，沖洗的頻率、強度、時間等。有數據顯示，2×300MW機組發電廠每天沖洗輸煤棧橋產生的含煤廢水約為300～500m3。

2.含煤廢水的處理原則

火電廠含煤廢水的處理原則，一是要工藝先進，操作簡單，運行穩定。二是要占地面積較小，各處理流程緊湊。三是處理設備的外觀要與火電廠的環境相協調。四是處理后的水要達到回用水水質標準，能夠正常使用。

二、傳統含煤廢水處理的不足之處

發電廠含煤廢水來源主要由輸煤系統沖洗水、噴淋水及煤場區域雨水等組成。含煤廢水具有懸浮物濃度高（可達到5000mg/l）、濁度大、色度深等特點，不適合混入工業廢水系統進行綜合處理。根據對國內火力發電廠含煤廢水處理系統現狀調查情況發現，大部分系統處理結果非常不理想。以至嚴重影響到后續的工業廢水處理，造成工業廢水處理后水懸浮物濃度高、色度大，甚至相當一部分含煤廢水處理系統因為效果太差而停運成為擺設。

火電廠以往也會對含煤廢水進行處理，但存在較多不足之處，具體表現在以下幾個方面：一是火電廠以往的含煤廢水處理主要是采用人工操作，流程單一，工作效率不高。同時，人工的參與也容易發生人為失誤，不但影響含煤廢水的處理效果，也會引起安全事故。二是自動化水平不高，在以往的含煤廢水處理站，工人的參與非常多，工人會參與灑水栓操作、含煤廢水運輸等多個環節，且需要的工人量較大，很多工人因為勞動強度較大而感到力不從心，工作效率降低。三是含煤廢水處理效果不理想，由于處理過程受人為因素影響很大，設備自動化、智能化水平低，因此處理的成效也不理想，處理后的水水質達不到再利用標準，甚至在排出后造成了嚴重的環境污染。

三、火力發電廠含煤廢水的處理工藝

1.沉淀

即將含煤廢水送入處理站的沉淀池內進行初步沉淀，目的在于除去大顆粒煤粉和部分懸浮物。

2.混凝反應

用廢水提升泵把經沉淀之后的含煤廢水提升到廢水凈化裝置內，并加入混凝劑、助凝劑，使這些材料在廢水凈化裝置的離心區內混合，形成礬花和比較大的絮團，在離心力與重力的作用下逐步下沉。含煤廢水中含有大量的煤粉顆粒，而顆粒粒徑分布不均勻，存在大量細小粒徑的顆粒，密度較小，造成懸浮物不能有效自然沉淀。加藥絮凝要達到較好的絮凝效果必須要準確地計算加藥量，加藥量過少或過多都會降低絮凝效果。

3.離心分離

在含煤廢水進入凈化裝置后，以切線方式進入離心分離區，使含煤廢水向下旋流，在離心力與重力的作用下，顆粒大于20μm的顆粒逐漸下沉到凈化裝置的污泥濃縮區。

4.重力沉降

在凈化裝置中，>20μm的顆粒被分離出來，<20μm的顆粒在混凝劑、助凝劑的作用下形成絮團，在運動中不斷增大，增大到一定程度后在下旋力的作用下繼續下沉，直到下沉到凈化裝置的污泥濃縮區。

5.動態過濾

含煤廢水經過凈化裝置的濾層時，>5μm的顆粒已經基本被濾出，水質得到了一定的凈化。這部分水在經過清水區后通過頂部的排水管排出。

6.污泥濃縮

顆粒進入沉降離心裝置的污泥濃縮區后，在靜壓與旋流力的作用下快速濃縮，定期排出。

含煤廢水經處理設備處理后符合排放標準的低濁度廢水排至煤水復用水池，煤水復用水池設置輸煤系統沖洗水泵和反沖洗水泵。達標廢水由輸煤系統沖洗水泵升壓后，會用于輸煤建構筑物場地沖洗水及煤場噴淋水。

以上過程如下圖所示：

四、設備需求

以0.3萬噸/天處理能力的含煤廢水處理設備為例，共需要如下設備：

一是各種水池。其中，含煤廢水澄清池2個，尺寸為9500×30000×4500。調節池1個，尺寸為8000×7750×4750；反應池1個，尺寸為8000×2750×4750。

二是加藥設備。包括PAM制備加藥裝置，加藥螺桿泵，隔膜計量加藥泵，管道，反沖洗泵，連接閥門等。其運行方式為開啟PAM制備加藥裝置，藥劑為聚丙烯酰胺，配置能力為4.5～9.0kg/h。測量水流量作為運行參數，實現處理水量與加藥量的匹配。

助凝劑加藥計量泵，混凝劑以及加藥泵都采用馬達驅動機械隔膜式計量泵，沖程可手動調節，采用UPVC材料，自動投加系統，確保處理水量與加藥量的匹配。

2臺加藥螺桿泵，功率為2.0m3/h，一臺使用，一臺備用。

五、主要問題及解決

在處理含煤廢水的過程中，也會出現一些問題，從處理經驗和相關文獻來看，主要包括以下幾種：

澄清池內刮泥效果不好。對此可將池內刮板改成鋸齒狀并下調刮板機架的重心，使之充分接觸。

刮泥機與提升泵的工作時間不同步。這需要更改設計程序，在刮泥機工作的時候再啟泵作業，進而提升泵的工作效率。

濃泥提升泵提升效果不理想。更換大功率濃泥提升泵，攪勻葉片，從而改善吸泥能力。

橋式刮板機刮不到池邊的煤泥。調整軌道兩側的限位開關，在橋式刮板機兩側增加機械擋塊，擴大其刮泥寬度。

橋式刮板機行走時跳軌。可在橋式刮板機的行走輪附近增加配重。

加藥系統水質較差。使用廠用工業水，改善水質。

提升泵吸泥能力差，井坑內容易積泥。可在井坑周圍設置反沖環洗水管，把煤泥沖散，然后再用泵抽泥。

六、結語

綜上所述，要將火電廠的含煤廢水資源化，就應當設計使用含煤廢水處理系統，根據實際情況優化含煤廢水的可回收量，實現“含煤廢水水量最小化，再利用量最大化”，把含煤廢水再利用貫穿到電廠設計、建設和運行的各個階段。火電廠含煤廢水的再利用是減少電廠耗水，減少電廠對外排水量的重要舉措，是電廠節水環保的重要途徑，也會為火電廠創造良好的經濟、社會效益。

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