電廠循環(huán)冷卻水零排放工程實例

文_趙劍鋒 趙亞平 煤炭工業(yè)太原設計研究院集團有限公司

1 項目背景

2015 年，隨著“水十條”的頒布。國家強化了工業(yè)節(jié)水和排水管控力度，水污染的防治也一度成為限制工業(yè)發(fā)展的首要問題，迫使人們進一步探索節(jié)水和減少污染排放的水處理技術。

濕法冷卻的熱電廠在實際運行過程中，需要消耗大量的水，也需要外排大量的含鹽廢水，主要包括：①電廠脫硫脫硝廢水，該部分水水質特點是懸浮物濃度高、含鹽量高，傳統(tǒng)方法是利用混凝、沉淀等工藝將懸浮物和大量的重金屬去除。②電廠的化學再生水，該部分水的主要特點是含鹽量高，一般只需要進行簡單的中和處理。③循環(huán)冷卻外排水，為了控制原水中TDS的含量，需要控制循環(huán)水系統(tǒng)的濃縮倍數(shù)，因此電廠每天需要外排一定量的含鹽廢水。

陽泉某電廠采用濕法冷卻的技術，冷卻塔實際運行過程中，循環(huán)水的濃縮倍數(shù)2．7 ～3．0 倍，排水量為400m3/d，根據(jù)目前的環(huán)保政策，該部分水不允許直接外排，根據(jù)業(yè)主的要求，循環(huán)冷卻水的回收率需要達到90%及以上，回用于電廠鍋爐補水，剩余10%的含鹽廢水用于灰?guī)旖祲m灑水，廠內循環(huán)冷卻水可以實現(xiàn)“零排放”。

2 基本設計思路

2.1 設計規(guī)模

循環(huán)冷卻水處理站設計規(guī)模為400m3/d，處理能力按20m3/h 考慮。

2.2 設計進水水質（見表1）

表1 設計進水水質

2.3 設計出水水質

出水優(yōu)先于電廠化學水處理補水，即優(yōu)于電廠目前使用的清水水質，具體水質見表2。

表2 設計出水水質

2.4 工藝流程及物料平衡表（見圖1）

圖1

2.5 工藝介紹

2.5.1 調節(jié)池

設調節(jié)池的目的：①匹配循環(huán)排水量與水處理站之間的水量平衡關系；②收集處理站廢水。

2.5.2 高密度沉淀池

高密度沉淀池結構緊湊，將混凝、絮凝、沉淀澄清、污泥濃縮集為一體，具有技術成熟、自動化程度高、處理效果好、運行穩(wěn)定可靠、管理方便等優(yōu)勢，絕大多數(shù)水處理流程中都可以適用。

2.5.3 多介質過濾器

可進一步去除水中懸浮物，膠體物質等，出水濁度一般可降低到5NTU 以下。

2.5.4 鈉床離子交換

通過鈉床離子交換，可使硬度的去除更為徹底，保證膜系統(tǒng)運行。

2.5.5 超濾膜

超濾膜能夠將溶液凈化，分離或者濃縮，水中較小的膠體、懸浮物可以得到截留。

2.5.6 反滲透

當把相同體積的稀溶液(例如淡水)和濃溶液(例如鹽水)分別置于半透膜的兩側時，稀溶液中的溶劑將自然穿過半透膜而自發(fā)地向濃溶液一側流動。

3 詳細設計參數(shù)

3.1 調節(jié)池

設調節(jié)池一座，尺寸6×6×4(H)m，配套：潛水攪拌器1 臺，N=1．5kW，D=320mm 潛水提升泵2 臺，Q=25m3/h，H=12m，N=1．5kW。

3.2 處理車間

高密度沉淀池成套設備 1 套，混合時間T=30s 絮凝時間T=15min 處理能力25m3/h，表面負荷小于3．6m3/m2·h。

多介質過濾器1 臺，直徑D=2．0m。離子交換系統(tǒng)：強酸陽床離子交換系統(tǒng)，3臺，單套直徑D=0．8m。超濾系統(tǒng)：產水率為95%，膜設計通量為31．25L/m2·h。一級反滲透系統(tǒng)：設計回收率為75%，設計膜通量為16．82L/m2·h，一級兩段形式，采用2：1 布置。

二級海淡膜系統(tǒng)：設計回收率為60%，設計膜通量為6．73L/m2·h，一級兩段形式，2：1 布置。

污泥系統(tǒng)：污泥濃縮罐1 臺，D=2．0m，污泥脫水采用板框壓濾機，1 臺，過濾面積60m2。

4 項目實際運行效果與經(jīng)濟分析

4.1 實際運行效果

目前該項目出水指標穩(wěn)定達到如下指標：pH=5 ～6，電導率=130 ～140μS/cm。

4.2 經(jīng)濟效益分析

工程直接費為735．82 萬元，項目建成后每年可節(jié)約新建水資源10．32 萬m3，污水站運行成本為6．5 元/m3，低于電廠購買自來水的水資源費8．05 元m3，同時節(jié)約水資源費25．8 萬元，除此之外，還可以節(jié)約原化水車間80%的藥劑費，年可節(jié)約藥劑費86．4 萬元，可為企業(yè)每年節(jié)約112．2 萬元。

4.3 社會效益分析

項目建成后，電廠向外排含鹽廢水400m3/d 的問題得到徹底解決，與此同時可節(jié)約360m3/d 的新建水，剩余40m3/d 含鹽廢水回用于電廠灰?guī)臁⒃鼛鞛⑺ｍ椖康某晒嵤┙鉀Q了企業(yè)的環(huán)保壓力，使得企業(yè)能夠正常生產，又使得企業(yè)產生良好經(jīng)濟效益，實現(xiàn)了經(jīng)濟與環(huán)境雙贏的局面。