DM/DBS一體化含煤廢水處理技術在火電廠的應用與分析

湖南華電常德發電有限公司 王守陽 梁萬博

湖南華電常德發電有限公司一期工程裝機容量為2×660MW，公司毗鄰沅江，電煤運輸主要依靠船運。電廠距離沅江2公里，船煤到達碼頭后還需經汽車轉運至廠內，途經市政道路。在裝卸和運輸過程中煤的散落和揚塵、運輸汽車和地面的沖洗以及雨水匯集形成了含煤廢水。據統計，日常含煤廢水量約為20m3/h，雨季可達到40m3/h。廢水含有的主要污染物為少部分較大的煤粉顆粒及大量不易沉降的懸浮物等，色度較高。

常德公司卸煤專用碼頭在地勢最低處建有一座5.3×4.8×2米的兩級含煤廢水收集沉淀池，廢水通過自流進入一級廢水沉降收集池，再通過溢流管進入二級沉降池，經過簡單沉降后直接排放至沅江河道。由于設計的處理量不足，沉淀時間過短且一級沉淀池經常淤塞，含有細小煤塵的懸浮物難以自然沉降，運行過程中經常造成含煤黑水直接排入沅江，造成一定的污染。直接回用又易造成設備堵塞影響正常運行，且再次使用過的廢水處理難度更大，原有處理系統已明顯無法滿足當前的運行要求。

隨著水資源的日益匱乏和國家環境保護要求的提高，環保問題對常德公司的正常運行有著較大影響，公司技術部門調研了市場上多種含煤廢水處理技術，通過對運行可靠性、投資經濟性和運維成本等多方面綜合比較，選用了DM 一體化含煤廢水處理工藝，該工藝相較其他工藝具有流程短、操作及維護簡單、抗沖擊能力強且能穩定高效地去除煤粉顆粒、懸浮物等污染因子，處理后清水可循環利用等優點。

1 DM/DBS 一體化含煤廢水處理系統

1.1 DM 一體化含煤廢水處理系統原理

本系統利用原有的含煤廢水收集池，新增一臺地坑泵、兩臺含煤廢水提升泵（一用一備）、一套DM 一體化含煤廢水處理系統、一座污泥收集池、一座清水池、兩臺清水泵（一用一備）。此廢水系統具有PLC 自動控制、PLC 手動控制、就地手動控制三種控制模式，整套系統按無人值守原則進行設計，可以實現控制、狀態顯示、故障報警、控制系統組態、歷史追憶等功能（圖1）[1]。

圖1 含煤廢水處理系統流程

1.2 DBS 廢水處理藥劑反應原理

DBS 廢水處理藥劑呈灰白色粉末狀，在水的浸潤下可展開具有一定極性的高分子鏈，在破壞廢水中電平衡的同時形成類網狀結構。這種高分子鏈在廢水中擁有獨特的捕捉、吸附細小懸浮顆粒的能力，形成的網狀結構能輕松地捕捉廢水中的極細小顆粒、膠體物質及重金屬離子，從而形成比重較大的固體顆粒，達到快速沉降的目的。此藥劑無需配置成水溶液，直接加入廢水中即可進行反應，達到去除含煤廢水中重金屬、懸浮物以及色度因子的需求。此藥劑形成的沉降物能達到較好的沉降效果，而且因為吸附架橋網捕的特性，形成的絮凝體顆粒大且相對蓬松分散，不會造成堵管、結垢等不良情況，能夠保證系統長周期連續穩定的運行[2]。

1.3 DM 一體化水處理設備

DM 一體化水處理設備是為配合DBS 廢水處理材料使用而專門設計的一款廢水處理設備，它充分結合動力、材料及電氣等學科原理，控制廢水流速，自動加料、底流攪拌，實現材料與待處理物的最大接觸，設備采用兩級反應及多級沉降，能簡單高效地達到處理廢水的目的[3]。

1.4 工藝流程說明

利用新增的廢水提升泵將含煤廢水收集池內的廢水引至DM 一體化水處理系統（處理能力20～40m3/h），在DM 一體化水處理系統內完成加藥、混凝與絮凝反應和沉降過程。其中加藥到反應時間需6分鐘、沉降分離時間需要7分鐘，廢水在DM 一體化處理系統內總停留時間控制在30分鐘左右，留有較大的處理裕度。處理后的合格清水經濁度儀、pH 儀在線檢測，確保懸浮物、pH 合格后溢流至清水池，再利用清水泵送往回用水管網作為回用水循環使用。一般而言，作為地面衛生沖洗水用時色度檢查利用目測檢查水質清澈即可。

根據現場實地踏勘，經過廢水收集池的待處理廢水中的懸浮物含量在800～3000mg/L，經DM 一體化處理系統處理后，沉降污泥（主要成分為煤粉）量只需每隔2～4小時間歇排放一次，均通過管道以自流的方式流入污泥收集池內。污泥收集池內的污泥含水量較高，部分上清液溢流至清水池作為回用水，當池內污泥達到一定濃度后，通過地坑泵將污泥打入板框式壓濾機進行壓濾處理，產生的泥渣可與煤混合裝車運送至廠內繼續利用。

2 一體化含煤廢水處理技術的優勢及實施效果

與其他工藝相比，DM 一體化水處理技術有以下五點優勢。

工藝流程短。因藥劑無需制成水劑，可直接通過變頻給料裝置投加即可對多種污染物進行協同處理，操作簡單，可隨時根據水質情況調整DBS 廢水處理藥劑投加情況，運行方式簡便，操作人員能快速熟悉操作方式，無需進行長期專業性知識的培訓，并無需過多的維護保養，在工藝的運行中能極大減少不必要的人力物力消耗[4]。

主體設備簡單。設備采用撬裝模塊化設計，將廢水處理的給藥、絮凝、澄清，攪拌等高度集成在一套裝置中，且在施工難度、施工周期方面具備一定優勢。

只使用一種藥劑且藥劑性能優異。因DBS 藥劑本身難溶于水且比重比水大，加之具有較強大的絮凝能力，物化反應后形成了松散狀的絮凝體（礬花）具有較高的沉降速度，有利于后續的泥水分離且不會出現管道堵塞現象。固液分離后產出的上清液濁度即達到排放標準和循環利用要求。藥劑性質穩定且無毒無害無刺激性，混入煤粉中不會對后續系統產生影響[5]。

抗沖擊能力強。常德地處沅江下游和澧水中下游，雨季集中，雨季來臨時最大處理流量達到40m3/h，對一般設備的處理工藝的考驗較大。DM 一體化工藝面對極端情況時，只需提高加藥量就能保證出水水質在達標范圍內。

日常運維成本低。DBS 廢水處理藥劑處理含煤廢水的加藥量能控制在50g/t，按20m3/h 的日常運行水量計算，運維人員一天只需加入1～2包藥劑（單包25kg）。整套系統通過PLC 自動控制，運行時可做到無人值守，只需定期安排人員操作壓濾裝置即可。

此工藝經實際運行驗證，運行狀況穩定。處理后水質清亮且產水全部循環使用，經檢測，SS、pH值、COD 等指標均達到或優于《煤炭工業污染物排放標準》（GB20426-2006），并在設計、施工和安裝上符合國家的專業技術規范與標準。各污染物的進水、產水、排放標準分別為：pH 值7.1/7.2/6～9；總懸浮物（mg/L）2235/22/70；化學需氧量（mg/L）35/30/70。色度進水、產水為280/16。

3 結語

在保證系統運行穩定且出水水質達標、清水循環利用情況下，含煤廢水處理研究方向應是減短工藝流程、提高工作效率、降低運行費用等方面。從現有的處理技術來看，DM 一體化處理技術、電絮凝技術、濾膜技術等多種廢水處理方式均可達到廢水處理的效果。但從實用性、經濟性看，電絮凝技術、濾膜技術等其他廢水處理技術都需要在原有系統中增加大量設備，且日常維護復雜，經濟性較差。

隨著國家對環境問題的重視程度逐年加深，監管力度逐年加大。燃煤發電企業在選擇含煤廢水系統時，不僅需要考慮環境效益、社會效益，還要考慮到經濟效益。在多數電廠含煤廢水系統的實際運行中，DM 一體化處理技術與DBS 材料明顯更具有優勢，具有很好的推廣價值。