電廠廢水再生水處理系統(tǒng)布置優(yōu)化

楊文則

（中國電力工程顧問集團中南電力設計院有限公司，湖北 武漢 430071）

在火力發(fā)電廠中，水處理系統(tǒng)主要包括鍋爐補給水處理系統(tǒng)、再生水處理系統(tǒng)、工業(yè)廢水處理系統(tǒng)、綜合供水設施等，往往這些系統(tǒng)的車間都獨立設置，存在監(jiān)控點分散，運行人員多，運行管理不方便等問題。水務中心解決了這些問題，實現(xiàn)了電廠“水”的運行、管理、服務的相對集中。

1 西北某電廠水務中心設施布置及功能

在西北某電廠中，水務中心布置由再生水處理系統(tǒng)設施，鍋爐補給水處理系統(tǒng)設施、工業(yè)廢水貯存及處理設施、綜合供水設施、化驗中心、藥品儲存及計量中心等設施組成，主要建構筑包含再生水深度處理車間，綜合水泵房，水務中心綜合樓、水處理車間和工業(yè)廢水處理車間及加藥和脫水中心。

水務中心按系統(tǒng)功能采取鍋爐補給水處理車間、水務綜合樓、工業(yè)廢水處理車間、綜合水泵房集中布置的模式，按功能劃分為補給再生水深度處理及綜合供水設施區(qū)域、公用設施區(qū)域（水務中心綜合樓），水處理車間及室外水箱區(qū)域和工業(yè)廢水處理及加藥&脫水中心區(qū)域。其中心位置為公用設施區(qū)域，集中各系統(tǒng)的公用設施，包含電氣、控制、藥品儲存及化驗等設施，實現(xiàn)左右兼顧。其左端分布補給水處理設施，右端布置綜合供水設施和工業(yè)廢水處理設施。水務中心大體布局如圖1所示。

1.1 再生水深度處理及綜合供水設施區(qū)域

再生水深度處理及綜合供水設施區(qū)域位于水務中心的南部，主要包含再生水深度處理澄清池、變孔隙濾池、工業(yè)消防水池、制氯間、回收水池、污泥池、復用水池、綜合水泵房等設施。制氯間為上部建筑，下部為回收水池；變孔隙濾池濾池布置在工業(yè)消防水池上方的濾池間內(nèi)。原水提升泵、工業(yè)水泵、消防水泵、化學水泵、復用水泵、回收水泵等則布置在工業(yè)消防水池旁的地下綜合水泵房內(nèi)。

1.2 公用設施區(qū)域

圖1 水務中心布置圖Fig.1 Arrangement of water center

水務中心綜合樓為整個水務中心的控制和動力中心，為運行人員集中工作區(qū)域，可視為水務中心的核心。水務中心綜合樓位于整個水務中心的中心位置，與水處理車間呈“L”形布置，為東西走向。水務中心綜合樓長45.6m，寬9.5m，地上共三層。其一樓主要滿足水務中心控制和電氣需要，凈空4m。設有控制間、PC配電間等。控制間和PC配電間負責整個水務中心的自動控制和供電，控制間靠近水處理設備室，通過落地窗可觀察水處理車間運行情況。配電間地下布置有兩座地下室原水池，作為再生水來水的緩沖池，以充分利用地下空間。

二、三層主要為各項化學分析試驗室，層高均為4m。二樓設有水分析室、天平室、環(huán)保室、化驗人員辦公室、水分析儀表間、加熱間、運行水分析間等；三樓設有高溫爐室、油分析室、色譜分析室、脫硫分析室、藥品庫、備品庫、夜間值班室、器皿庫、運行庫房等。

1.3 水處理車間及室外水箱區(qū)域

水處理車間分為水處理設備室、水泵間、酸堿計量間、膜清洗設備間組成。水處理設備間長56m，跨距14m，梁下弦標高均為8m；水泵間、酸堿計量間、膜清洗設備間跨距均為6.5m，總長為56m，呈“一”字布置在水處理設備間的隔壁。水處理車間的北端預留有擴建區(qū)域。生水加熱器 (混合式)、自動清洗過濾器、超濾、反滲透、一級除鹽設備、混床布置在水處理設備室內(nèi)；鍋爐補給水處理各類水泵、生活水泵、超濾反洗過濾器等布置在水泵間內(nèi)；離子交換酸堿計量設備布置在酸堿計量間內(nèi)；超濾及反滲透膜清洗裝置布置在膜清洗設備間內(nèi)。超濾水箱、淡水箱、除鹽水箱、生活水箱布置在水處理車間外水箱區(qū)域。

1.4 工業(yè)廢水處理及加藥&脫水中心區(qū)域

工業(yè)廢水處理及加藥&脫水中心位于水務中心的北部，與水處理車間呈“L”形布置。該區(qū)域從建筑上來說，主要由工業(yè)廢水池及上部建筑、石灰加藥及污泥脫水間兩部分組成。

靠近水處理車間的為工業(yè)廢水池及上部建筑，工業(yè)廢水池為地下式鋼筋混凝土結構，共2座。南邊的工業(yè)廢水池上方為工業(yè)廢水處理車間，主要布置有工業(yè)廢水貯存設備，包含廢水輸送泵、pH調(diào)整槽、絮凝槽、反應槽、斜板澄清池、污泥輸送泵、還原劑和阻垢劑加藥裝置（鍋爐補給水用）、次氯酸鈉加藥裝置（超濾加強反洗用）、凝聚劑和助凝劑加藥裝置（再生水深度處理和工業(yè)廢水處理用）、輔機循環(huán)水阻垢劑加藥裝置等。北邊的一座工業(yè)廢水池的一端共壁布置有最終中和池和清凈水池，該工業(yè)廢水池上部為二層建筑，一層主要為水務中心公用的加藥間，加藥間內(nèi)布置有卸酸泵、卸堿泵、卸硫酸泵、硫酸儲罐、風機、酸加藥裝置和堿加藥裝置等；二層主要為鹽酸貯罐間、堿貯罐間和工具間。位于工業(yè)廢水車間北部的是石灰加藥及污泥脫水間，均為兩層建筑（錯層），主要服務于再生水深度處理系統(tǒng)。

2 水務中心布置與傳統(tǒng)方案布置比較

2.1 建筑部分

在傳統(tǒng)設計中，再生水處理車間、鍋爐補給水處理車間、工業(yè)廢水處理設施、綜合水泵房各自成一體，有獨立的占地和各自獨立的功能房間和設施。傳統(tǒng)工藝系統(tǒng)功能房間和設施配置如表1所示。

水務中心打破各自自成一體的設計常規(guī)，實施聯(lián)合布置，根據(jù)其設備特點，合理利用公用資源，杜絕重復建設，簡化了系統(tǒng)流程。工業(yè)廢水處理設施緊靠補給水處理車間進行布置，使補給水處理系統(tǒng)廢水可直接排入廢水貯存池處理；藥品儲存設備和各加藥裝置集中布置，既避免重復設置，又能實現(xiàn)藥品的集中管理；再生水處理系統(tǒng)、補給水處理系統(tǒng)、工業(yè)廢水處理系統(tǒng)、綜合供水設施等的電控設備合并布置至水務中心控制室和PC配電間；相似系統(tǒng)的加藥設備集中布置，不同系統(tǒng)的化學藥品共用一套卸藥、貯存及加藥設備，如酸堿加藥系統(tǒng)同時提供補給水加藥用酸堿和廢水中和系統(tǒng)用酸堿；固態(tài)藥品則共用一個藥品儲存間進行存放。工藝系統(tǒng)聯(lián)合布置與傳統(tǒng)方案分散布置對比如表2。

表1 傳統(tǒng)工藝系統(tǒng)功能房間和設施配置表Table 1 Traditional process system features room and facility configuration

表2 工藝系統(tǒng)聯(lián)合布置與傳統(tǒng)方案分散布置對比表Table 2 Comparison between the combined layout of process system and the decentralized layout of traditional scheme

從表2看出，水務中心占地面積及建筑物體積較傳統(tǒng)方案布置設計分別減少150m2和1900 m3，節(jié)省土建一次性投資約110萬元（不含征地及地基處理費用）。

2.2 工藝部分

傳統(tǒng)設計中，部分公用設施由于分開布置，以致重復設置，如壓縮空氣儲罐、藥品貯存和卸藥設施等，而且還會使系統(tǒng)間管道、電纜等增加。各系統(tǒng)因水務中心聯(lián)合布置減少的獨立功能房間和設施見表3，據(jù)初步核算，僅減少設備重復設置一項就就節(jié)省一次性投資170萬元以上，因此，水務中心的設置有利于降低電廠總投資。

表3 水務中心投資節(jié)省表Table 3 Water center investment savings table

2.3 系統(tǒng)監(jiān)控及運行管理比較

傳統(tǒng)方案分散布置導致系統(tǒng)車間獨立，監(jiān)控點分散，運行管理較為不便，運行人員較多，如多個控制室、配藥區(qū)、卸藥區(qū)需要人員值守或定期巡視等；而水務中心則將鍋爐補給水處理系統(tǒng)設施、工業(yè)廢水處理設施、綜合供水設施等的監(jiān)控全部納入水務中心控制室，實現(xiàn)運行、管理、服務相對集中，符合電廠水務管理集成化、功能化的目標要求，以及現(xiàn)代電廠的管理發(fā)展方向。

3 結語

通過以上比較，可以看出西北某電廠水務中心的設計，具有如下幾個方面的突出優(yōu)勢：

1）從經(jīng)濟層面看，水務中心有效的減少土地使用面積，合理利用電廠緊張的建設用地，打破了系統(tǒng)之間人為的隔離，減少設備重復率，節(jié)約了投資。2）從運行管理層面看，水務中心實現(xiàn)電廠水務管理集成化、功能化的目標，水務中心功能齊全、監(jiān)控及運行管理集中，符合電力建設工廠化、模塊化、智能化的設計發(fā)展方向。