燃煤電廠工業廢水處理系統優化改造探究

汪 嘯 張仲芳 吳麗燕

1.浙江雙良商達環保有限公司；2.浙江沐宸生態科技有限公司；3.杭州綠夏環境科技有限公司

1 引言

燃煤電廠在進行工業廢水處理時，常因設備老化造成廢水處理不達標，監測裝置不完善導致數據誤差。因此，我們從燃煤電廠工業廢水處理系統的認識出發，識別廢水處理系統存在的關鍵問題點，從而探究出廢水處理系統的優化方案，最后闡述優化提升后帶來的社會效益和經濟效益，以期讓更多燃煤電廠意識到工業廢水處理系統優化的益處。

2 電廠工業廢水處理系統闡述

目前，燃煤電廠工業廢水因產生的方式不同其酸堿度有明顯的區別，以華北某電廠為例，該廠為便于進行廢水處理，將產生的廢水分為兩大類：1類污染廢水和2類污染廢水。1類廢水往往pH值指標偏低，呈酸性。2類廢水pH值指標偏高，呈堿性。這兩類廢水經處理后pH值能夠控制在6~9之間，其他污染指標均在國家允許的范圍內，就可以正常排放，不會污染環境。

2.1 1類污染廢水的處理方案

以華東一家燃煤電力發電廠為例：該廠產生的1類廢水的pH值在2-5之間，針對其ph值，應進行加堿平衡。該廠1類廢水主要是由燃煤電廠的鍋爐水循環系統中產生的，另外電廠進行實驗的時候也會產生少量的1類廢水。

2.2 2類污染廢水的處理方案

以該廠為例：該廠產生的2類廢水的酸堿度指標在7-10之間，水質呈堿性，可通過酸堿平衡來中和。2類廢水中懸浮物的含量高于國家規定的標準,因此必須對2類廢水中懸浮物處理后方可外排。通過實地調研可知，2類廢水主要產生的渠道是電廠煤炭場中回收的廢水、發電設備產生的廢水以及電廠預處理系統排出的泥漿中的廢水。

3 燃煤電廠工業廢水處理系統目前存在的問題以及上述廢水的優化處理方案

3.1 1類廢水處理原理

1類廢水處理比較簡單，只需要進行酸堿中和，其處理系統主要是由儲存池、酸堿中和池以及監測池組成[2]。電廠生產的1類廢水首先被存儲在儲存池中，然后通過監測設備檢測出該儲存池中的1類廢水酸堿值到底是否符合標準：如符合標準則將儲存池中的1類廢水流放到監測池中；如不符合標準，則將儲存池中的廢水流放至中和池中進行中和反應，達標后再排放到監測池中。監測池池底的監測設備對池中的水進行連續監測，在一定時間內池中的水符合排放標準，可正常排放。處理過程如圖1所示。

圖1 1類廢水處理流程示意圖

3.2 2類廢水處理原理

2類廢水不僅僅需要處理其酸堿度，還需要對懸浮物進行處理。2類廢水處理系統主要包括儲存池、反應池、氧化池、凝聚池、沉淀池、中和池、濃縮池等。電廠收集產生的2類廢水儲存在儲存池中，然后加入適量的化學劑進行酸堿度中和，之后通過加入混凝劑進行處理，使其在之后的絮凝池中更好地進行絮凝，絮凝池中可加入適量的助凝劑，最后在斜板沉淀池中進行沉淀。工作人員對沉淀池中的水質進行二次酸堿度監測：假如酸堿度不符合標準，需要根據目前的酸堿度來加入氯化氫或氫氧化鈉來進行中和；如符合標準后再將沉淀池中的泥漿排入濃縮池中進行過濾。最后將處理后的水統一收集到監測池中，持續監測，直到合格后方可排出。

圖2 燃煤電廠工業廢水處理實景圖

4 燃煤電廠工業廢水處理工業廢水處理系統提升優化點

根據上述廢水處理流程可見，廢水處理系統環環相扣，任何一個環節出現問題或者效率不高均可能失敗，最終導致回爐重造。若改進廢水處理系統的各個環節的效率，可節省大量的時間成本的經濟成本。下文將對廢水處理系統的提升點進行有效地探究和合理化的建議。

4.1 更換低效設備，加強設備的處理成功率

以該廠為例：實地調研發現廢水處理系統中很多的設備老化，無法持續運行或者運行效率低，這些因素造成了系統運行中大量的重復性工作。比如2類廢水處理中過濾壓縮機械裝置，此裝置運行時消耗大量能量，運行過程復雜容易出現故障。針對這個問題可以去掉過濾壓縮這個裝置，通過增加足量的助凝劑來實現同樣的效果，節省經濟成本的同時也提高了加工的一次成功率。此外將監測池中的取樣裝置用自吸裝置替代，可自動取樣操作，同時防止水樣二次污染的風險。對整個處理系統進行全盤的檢查和局部的替換，可保證設備運行的效率和廢水達標的成功率[3]。

4.2 設置在線監控和監測裝置

精準的數據監控和指標監控對保證達標處理具有重要意義。在廢水處理系統中有很多監測池，但中間處理環節中比如氧化池、反應池、絮凝池中卻沒有相關的監測裝置。如若中間一個環節出現問題，到最后才會發現，這極大地影響了廢水的處理效率。為避免無用功，需要在重要節點的構筑物中設置水體監測裝置，以便于在監控到異常問題時及時處理。例如在沉淀池中加入監測水體渾濁程度的儀器，當儀器監測到上層水體渾濁程度達標后，說明沉淀效果已經符合要求；在排放池中加入監測水體流動監測裝置，以便與實時監測水體流量等。這些改進措施會更加精準的識別水體的凈化程度，幫助電廠工業廢水在處理過程中更好、更快的實現水體凈化目標。

4.3 改進流程環節，增強設備運行的安全性和穩定性

如何進一步提升廢水處理的經濟效益是改進廢水處理系統的關鍵之一。原有廢水處理系統因廢水存儲池足夠大，需要大量人工操作，此外這種大型廢水處理系統往往需要人工處理故障，處理系統的自動化性能和對人友好型性能需要改進。首先可通過在儲水池中設置最低限位裝置，當儲水池中的水位低于限定值，系統將自動的停止運營，整個廢水處理系統就變得更加智能化和自動化，不需要專門安排工人白天和夜間進行值班，極大地解放了人工成本，提升了經濟效益。針對一些需要人工進行攀爬的部位設置樓梯，以便在發生問題時可立即檢查故障，避免造成更大的經濟損失，同時也保證了工人的安全。

4.4 使用更加高效的化學用品和催化劑

在2類廢水的處理過程中，懸浮物處理效率不高，這是因為很多2類廢水的懸浮物不僅僅濃度大大超標，懸浮物本身的顆粒大小也嚴重影響了絮凝反應[4]。因此有必要對絮凝劑和助凝劑進行使用量的合理分配，如果過于足量，造成沒必要的浪費，過于少量則達不到預期效果。可以根據實驗來確定最佳助凝劑用量：在沉淀池中取樣，不斷加入助凝劑來觀測效果，最終得到一個最佳的使用量，然后根據取樣比例算出現有沉淀池中助凝劑最佳的使用量。實驗結果不僅僅確定助凝劑最佳使用量，還可通過調整助凝劑和混凝劑的混合比例達到最佳處理效果，因此針對不同水質采取不同的試劑用量，才是實現凈化效果和經濟效益最大化的關鍵。

5 燃煤電廠工業廢水處理系統產生的社會效益和經濟效益

對于燃煤電廠來說，廢水處理系統還需要考慮經濟效益。某燃煤電廠針對廢水處理系統優化前和優化后進行了成本核算，數據表明：優化后的廢水處理系統因故障率更低、自動化運行縮減了人工成本，凈化生產效率的提高可使每凈化1噸水較之前節省大概1.1元，積少成多，每年可為企業節約十幾萬元。很多燃煤電廠將凈化后的水收集起來進行二次的利用，以實現節約水資源，緩解用水壓力。

5.1 其他建議

在實地對燃煤電廠進行踏勘時發現一個問題：在廢水處理時無任何操作規范、規章制度和追責制度。因此，在優化廢水處理系統的同時，還應制定廢水處理的規范步驟、監控制度、值班制度以及追責制度。

6 結束語

燃煤電廠工業廢水往往只能通過固定的處理系統進行處理，只有有效鑒別目前廢水處理系統中存在的種種問題，才能夠明確系統的優化點和提升點。本文分析了目前燃煤電廠工業廢水的處理方案，根據處理流程提出了合理化建議：比如加強設備的處理效率、設置在線監控和監測裝置、增強設備運行的安全性和穩定性及使用更加高效的試劑等。現階段，燃煤電廠應根據自身特點，積極探索工業廢水處理系統的優化升級，為實現廢水的資源化利用打好基礎。