50 MW 生物質(zhì)發(fā)電機(jī)組廢水零排放技術(shù)分析

陳潔薇，譚方良，王思明，楊曉冬，張健明

（中機(jī)第一設(shè)計(jì)研究院有限公司，合肥 230601）

1 引言

生物質(zhì)發(fā)電廠廢水處理環(huán)節(jié)中一直存在原水預(yù)處理效果不佳、污水處理效果較差以及循環(huán)水排污量較大等問(wèn)題，而我國(guó)的水資源較為缺乏，水資源短缺情況較為嚴(yán)重，電力行業(yè)又是我國(guó)用水量較大的行業(yè)，因此需要對(duì)其開(kāi)展深層次的節(jié)水措施，減少電廠污水的排放量，降低其對(duì)水資源產(chǎn)生的污染。

2 某50 MW 生物質(zhì)發(fā)電廠概況

2.1 生物質(zhì)發(fā)電廠水平衡情況

本文選擇研究的生物質(zhì)發(fā)電廠機(jī)組采用220 t/h 高溫高壓循環(huán)流化床鍋爐，配2 臺(tái)凝汽式的汽輪機(jī)組，裝機(jī)容量為2×50 MW。某生物質(zhì)發(fā)電廠的工業(yè)生產(chǎn)用水源為當(dāng)?shù)刂苓叺牡乇砗恿魉偷叵律罹瑐溆盟礊槭姓詠?lái)水；生活用水水源由市政自來(lái)水管網(wǎng)供應(yīng)。

地表水經(jīng)廠外取水泵站送至廠區(qū)、地下深井水采用軸流深井泵提升，來(lái)水經(jīng)過(guò)一體化凈水站進(jìn)行加藥混凝過(guò)濾、沉淀并投加殺菌滅藻劑處理后，作為生物質(zhì)發(fā)電廠內(nèi)的工業(yè)用水源、消防用水源，由廠內(nèi)綜合水泵房?jī)?nèi)設(shè)置的工業(yè)水泵、循環(huán)水泵、消防系統(tǒng)水泵等輸水設(shè)備送至全廠各個(gè)用水點(diǎn)。市政自來(lái)水則是作為地表水和地下水的后補(bǔ)水源，確保在主水源發(fā)生突發(fā)情況時(shí)可及時(shí)對(duì)廠內(nèi)工業(yè)用水、消防用水以及生活用水進(jìn)行補(bǔ)充。某生物質(zhì)發(fā)電廠內(nèi)的水平衡情況如圖1 所示。需要特別說(shuō)明的是，深井水主要作為鍋爐補(bǔ)給水處理系統(tǒng)補(bǔ)水和含油污水處理系統(tǒng)補(bǔ)水；其他以循環(huán)冷卻水系統(tǒng)為代表的消耗性工業(yè)用水主要依靠地表水源補(bǔ)充；市政自來(lái)水為廠內(nèi)倒班樓、食堂、辦公室等處提供生活用水。生物質(zhì)發(fā)電廠內(nèi)的主要消耗水資源的形式為：鍋爐汽水循環(huán)系統(tǒng)產(chǎn)生的蒸發(fā)，循環(huán)冷卻塔風(fēng)吹、蒸發(fā)產(chǎn)生的消耗等。

圖1 某生物質(zhì)發(fā)電廠內(nèi)的水平衡情況

2.2 各個(gè)系統(tǒng)水耗情況

通過(guò)對(duì)全廠各個(gè)系統(tǒng)的分析排查，并在廠內(nèi)進(jìn)行實(shí)際測(cè)量，對(duì)廠內(nèi)全部的取水情況、用水情況以及消耗水情況進(jìn)行水平衡測(cè)試分析后得表1 所示結(jié)果。

表1 某生物質(zhì)發(fā)電廠全部用水情況（滿負(fù)荷狀態(tài)/夏季）

由表1 可知，全廠總?cè)∷繛?04.2 m3/h，總耗水量為84.2 m3/h，全廠總排水量為20 m3/h。

廠內(nèi)主要的工業(yè)用水損耗類型有：鍋爐補(bǔ)給水處理系統(tǒng)、循環(huán)水系統(tǒng)蒸發(fā)、風(fēng)吹、排污損耗、脫硫用水損耗、除灰渣用水損耗、廠內(nèi)灑掃綠化損耗、生活用水損耗。

2.3 全廠排水情況

全廠產(chǎn)生的各種主要廢水和污水來(lái)源以及水量數(shù)據(jù)如表2 所示。

表2 某生物質(zhì)發(fā)電廠主要廢水和污水來(lái)源以及水量

3 某生物質(zhì)發(fā)電廠排水存在的問(wèn)題

在正常生產(chǎn)運(yùn)行階段產(chǎn)生的主要廢水類型為：循環(huán)排污水、含油污水、生活污水、各處理系統(tǒng)污水以及酸堿再生污水。上述污水在某生物質(zhì)發(fā)電廠內(nèi)存在的排水問(wèn)題有以下5 個(gè)方面：（1）原水預(yù)處理系統(tǒng)使用的污泥離心脫水機(jī)的工作效率沒(méi)有達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)工況，不滿足廠內(nèi)使用需求，導(dǎo)致生物質(zhì)發(fā)電廠內(nèi)的部分污泥管道出現(xiàn)腐蝕堵塞的情況，造成排泥水溢流；（2）使用的鍋爐補(bǔ)給水系統(tǒng)中產(chǎn)生的酸堿再生廢水現(xiàn)階段處理方式采用的是外包處理，應(yīng)根據(jù)相關(guān)環(huán)保文件的要求達(dá)到生物質(zhì)發(fā)電廠廢水零排放的標(biāo)準(zhǔn)；（3）除了對(duì)循環(huán)水排污水進(jìn)行了少量的綜合利用外，剩余的大部分循環(huán)水排污水均進(jìn)行排放處理，但排放的循環(huán)水排污水的水質(zhì)中有機(jī)物含量隨著環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)的提高，目前已經(jīng)超出標(biāo)準(zhǔn)，沒(méi)有達(dá)到相關(guān)環(huán)保文件中的排放許可要求，在環(huán)保方面存在較大的隱患；（4）現(xiàn)用的地埋式生活污水處理系統(tǒng)的使用效果較差，并且存在系統(tǒng)檢查維護(hù)不方便的情況，并且系統(tǒng)內(nèi)存在較多的廢水懸浮物，這些懸浮物質(zhì)不僅數(shù)量較大，而且還很難進(jìn)行清理，導(dǎo)致發(fā)電廠生活污水處理系統(tǒng)的部分出水水質(zhì)沒(méi)有達(dá)到相關(guān)環(huán)保規(guī)定中的排放許可要求，現(xiàn)階段主要將生活污水進(jìn)行回收后用于廠內(nèi)部的綠化工作；（5）料堆場(chǎng)會(huì)產(chǎn)生一定量的堆積液，而廠內(nèi)并沒(méi)有對(duì)這些堆積液進(jìn)行單獨(dú)的收集處理，導(dǎo)致在雨期部分堆積液直接進(jìn)入生物質(zhì)發(fā)電廠內(nèi)的雨水管道，存在相應(yīng)的環(huán)保隱患問(wèn)題[1]。

4 對(duì)某生物質(zhì)發(fā)電廠廢水排放系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化的措施

4.1 生活污水處理系統(tǒng)的優(yōu)化

通過(guò)對(duì)生活污水處理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)工藝流程分析可知，其主要的生活污水處理流程：生活污水管道—格柵井—生活污水調(diào)節(jié)池—地埋式生活污水一體化處理設(shè)備—回收利用儲(chǔ)水池。由于現(xiàn)階段廠內(nèi)使用的生物污水處理系統(tǒng)為地埋式系統(tǒng)，系統(tǒng)設(shè)備檢查維修工作較為困難，導(dǎo)致目前廠內(nèi)生活污水的處理效果較差。

優(yōu)化措施：廠內(nèi)新建一套生活污水處理系統(tǒng)，該系統(tǒng)使用曝氣生物濾池處理的方式，將系統(tǒng)的設(shè)計(jì)水量定值為2×3 m3/h。這種生活污水處理方式和之前地埋式生活污水處理方式相比，其曝氣生物濾池中的濾料具有較大的表面積，且形成的生物膜濃度較高，因此系統(tǒng)的氧化降解處理性能較強(qiáng)，可以快速凈化生物質(zhì)發(fā)電廠內(nèi)的生活污水，并且這種生活污水處理設(shè)備的占地面積不大，對(duì)設(shè)備進(jìn)行檢修也較為方便，杜絕了污泥膨脹對(duì)生活污水處理效果產(chǎn)生的影響，系統(tǒng)運(yùn)行成本較低，經(jīng)系統(tǒng)處理后的生活污水可以直接用于廠區(qū)室外地面沖洗用水或廠內(nèi)綠化用水。

4.2 污泥處理系統(tǒng)的優(yōu)化

廠內(nèi)污泥處理系統(tǒng)的優(yōu)化主要是對(duì)系統(tǒng)中污泥濃縮池進(jìn)行管道和設(shè)備的優(yōu)化改造，即對(duì)污泥處理系統(tǒng)內(nèi)污泥濃縮池的進(jìn)出水管道、潛水?dāng)嚢杵饕约肮文鄼C(jī)進(jìn)行更換，并增設(shè)一套污泥處理設(shè)備，新增設(shè)備的處理效果為8 m3/h，使系統(tǒng)處理后的污泥脫水機(jī)濾液可以在一體化的預(yù)處理系統(tǒng)中進(jìn)行回收利用，以實(shí)現(xiàn)對(duì)污泥處理系統(tǒng)節(jié)水再利用的目的。

4.3 新建水循環(huán)處理系統(tǒng)的優(yōu)化

廠內(nèi)新建一套循環(huán)水排污水處理系統(tǒng)，該系統(tǒng)使用兩級(jí)軟化工藝，系統(tǒng)處理能力為15 m3/h。系統(tǒng)工藝路線為：將循環(huán)水排污水輸送至廢水緩沖池中，池體有效容積600 m3，排污水在緩沖池中進(jìn)行均質(zhì)，之后將緩沖均質(zhì)后的循環(huán)水排污水使用提升水泵送到高效澄清器，在澄清器內(nèi)進(jìn)行兩級(jí)軟化的澄清處理，高效澄清器設(shè)計(jì)的處理水量為20 m3/h，并配套相應(yīng)的化學(xué)藥品添加裝置和循環(huán)污泥泵，以此將澄清器內(nèi)的污泥送至污泥濃縮罐中進(jìn)行濃縮處理[2]。

5 結(jié)語(yǔ)

本文結(jié)合某50 MW 生物質(zhì)發(fā)電廠的實(shí)際污水處理情況進(jìn)行分析，在結(jié)合廠內(nèi)滿負(fù)荷取水方面、排水方面以及耗水方面的數(shù)據(jù)分析后，對(duì)廠內(nèi)的零廢水排放技術(shù)進(jìn)行分析，實(shí)現(xiàn)生物質(zhì)發(fā)電廠不對(duì)外排放廢水污水的目標(biāo)，減少生物質(zhì)發(fā)電廠對(duì)外界環(huán)境的污染，具有較好的環(huán)保效益。