火力發電廠高效環保廢水處理系統設計

摘要：針對火力發電廠工業廢水處理系統集中處理不同級別的廢水存在藥品消耗量大、效率較低等問題，設計了一種高效環保的廢水處理系統。該系統根據廢水的不同性質，能將經常性廢水、主廠房沖洗水、非經常性廢水等廢水進行分類處理，實現了藥耗少、水耗少、節約能源的廢水處理目的。

關鍵詞：火力發電廢水;分類處理;酸堿廢水池

0 引言

目前火力發電在我國的電力供應中仍占據著重要地位[1]，除傳統的燃煤發電外，兼具垃圾處理功能的垃圾發電技術近年來也得到了長足的發展[2]。隨著國家環保要求的不斷提高，火力發電廠不僅要提高發電效率，還要減少發電過程中對環境造成的污染。火力發電過程中必然會產生一定量的廢水，如何盡可能地再利用廢水、減少廢水排放、提高排放水質已經成為火力發電領域的研究重點[3-4]。

火力發電廠通常產生的工業廢水一般分為經常性廢水和非經常性廢水[5]。經常性廢水是日常運行產生的廢水，以精處理車間酸堿廢水和化水車間酸堿廢水為代表，該類廢水一般帶有一定酸堿度，當前常規處理方法是采用工業廢水處理系統的中和池進行加藥處理。非經常性廢水以約6年產生一次的鍋爐酸洗廢水、1～2年產生一次的空預器沖洗廢水以及發電廠運行中產生的主廠房沖洗水為代表。當前非經常性廢水的常規處理方式是通過機組排水槽回收送至工業廢水處理站，經過加藥中和、混凝、沉降、澄清后再回用。

在工程實踐中常常需要設置工業廢水處理系統，用以處理發電廠運行中所產生的經常性廢水和非經常性廢水。但筆者在長期的廢水取樣和測試工作中發現，有時經常性廢水的水質較好，僅需簡單中和處理后即可回用;主廠房沖洗水的水質一般比較好，無需進入工業廢水處理裝置處理。將它們與鍋爐酸洗廢水、空預器沖洗廢水一起使用現有工業廢水處理系統時，不僅增加了設備運行時間，增加了藥耗，還造成了水資源的浪費。本文通過對火力發電廠的工業廢水進行分析，設計了一套自動檢測、控制的廢水處理系統，能夠實現對火力發電廠廢水的高效環保處理。

1 系統設計

本文在火力發電廠高效環保廢水處理系統設計中，考慮到了廢水分類處理的重要性，針對性設計了火力發電廠節水型自動監控和處理的工業廢水貯存及分配系統，系統主要由酸堿廢水池、沖洗回收池、若干個工業廢水池以及分別將它們連通的管道、閥門、廢水泵和分析儀表構成。化水車間的酸堿廢水和精處理車間的酸堿廢水排入酸堿廢水池，機組排水槽來水管道與廢水池相連;出水管分為3個出口，1個通往直接回用水處，1個至鍋爐補給水原水處理系統，1個至工業廢水后續處理裝置。通過設置3個出口之間的連通管，根據特定在線儀表的測量結果，經自動閥門控制進、出水的流向。此設計的好處在于平時將經常性廢水在特定的池子里面進行處理，當火電廠鍋爐進行化學清洗或者空預器沖洗時，酸堿廢水池還可以通過出水支管與機組排水槽廢水管相連，用于貯存鍋爐酸洗廢水和空預器沖洗廢水，實現不同廢水池之間的功能切換，在廢水池檢修時又能實現池體倒換。

2 系統運行

本系統在酸堿廢水池出水泵管路上裝有在線濁度儀和氣動閥門，出水的水質主要由在線濁度儀測量，合格產水最終送至回用水系統，不合格產水由聯絡管送至其他廢水池或送至工業廢水池后續處理裝置出口管。

沖洗回收水池出水管上裝有在線電導率儀和氣動閥門，出水的電導率由電導率儀檢測，合格出水送至鍋爐補給水原水處理系統回用，不合格出水由聯絡管送至其他廢水池或送至工業廢水池后續處理裝置出口管。

工業廢水池主要用于處理非經常性廢水，其出水管道連通至后續處理設備，并與酸堿廢水池和沖洗回收水池的出水管連通，接收它們的不合格產水，并在連通管上設置止回閥，防止不合格出水倒灌。

為了實現系統的有效控制，所使用的氣動閥門受濁度儀或電導率儀的檢測信號及系統運行狀況的聯動控制。當機組正常運行時，酸堿廢水通過管道進入酸堿廢水池，啟動中和處理設備，經pH檢測合格后，啟動酸堿廢水泵將廢水引入回用系統，利用濁度儀確認酸堿廢水中濁度的變化情況，確保其在可控制范圍內。主廠房沖洗水進入沖洗回收水池，經曝氣后啟動沖洗水回收水泵，合格的沖洗水進入鍋爐補給水源處理系統回用，利用電導率儀監控水泵出水中電導率的變化情況，確保其在控制范圍內。系統如果出現超出控制范圍的情況，例如酸堿廢水中的濁度超出控制范圍時，通過控制自動閥門的通斷，將酸堿廢水經聯絡管送入工業廢水池，待濁度儀中的監測信號回歸正常后，控制自動閥門，系統回歸到正常運行狀態。如果沖洗水回收水泵出水管中的電導率異常，通過控制自動閥門的通斷，不合格出水進入工業廢水池，待電導率儀中的監測信號回歸正常后，控制自動閥門，系統回歸到正常運行狀態。

此系統的設計核心在于在集中存儲、處理工業廢水的同時，可根據水質的不同進行分類，不同類型的廢水通過不同的處理方式，得到不同方式的回用，并且系統運行時所有閥門的通斷及運行狀態的切換操作均可以通過控制在線濁度儀和電導率儀的檢測信號進行遠程控制，無需人員值守，實現自動化控制。火力發電廠高效環保廢水處理系統設計原理如圖1所示。

3 結語

本文介紹的是一種區別于傳統廢水處理工藝的高效環保廢水處理系統。該系統在全廠工業廢水統一處理的思路下，將不同性質、不同條件的廢水再細化分類，通過自動化的檢測和控制手段，該系統能達到高效處理廢水和環保節能的目的。中國能源建設集團安徽省電力設計院有限公司將這套火力發電廠工業廢水自動分類處理工藝應用于安徽淮北平山電廠一期工程（2×660 MW機組）中，改變了以往電廠工業廢水混排處理的運行方式，將不同性質的廢水分類存放，并根據水質情況采取不同的方式進行控制和處理。該工藝系統隨機組于2015年投運，運行至今系統性能可靠，廢水處理效果良好，維護費用低，廢水處理所用的藥耗和電耗下降明顯，有效降低了電廠的運行成本，達到了設計的預期效果。

[參考文獻]

[1] 黃超，鄭艷，朱凌.我國沿海地區火力發電發展現狀、環境影響及對策研究[J].海洋經濟，2020（1）：22-27.

[2] 汪艷青.基于能值的城市生活垃圾焚燒發電廠的可持續性研究[D].雅安：四川農業大學，2020.

[3] 王偉.降低脫硫廢水含固率的創新實踐[J].電力科技與環保，2020（2）：42-43.

[4] 李海彬.火力發電廠廢水“零排放”節水技改分析[J].石化技術，2019（10）：227-228.

[5] 張小沫.發電廠減少工業廢水產生的設計措施[J].貴州電力技術，2008（10）：66-68.

收稿日期：2020-08-04

作者簡介：李琴（1980—），女，湖北武漢人，博士，高級工程師，研究方向：應用化學。