循環(huán)冷卻排污水回用于循環(huán)水系統(tǒng)在大連發(fā)電廠的應(yīng)用

＊王波慧 方正 曲大雷 崔浩 李鑫 曹石建

（1.大連發(fā)電有限責(zé)任公司 遼寧 116035 2.東北電力有限公司 遼寧 110170 3.成都市蜀科科技有限責(zé)任公司北京分公司 北京 100070）

大連發(fā)電廠為城市供熱電廠，現(xiàn)有裝機(jī)容量2×300MW。主要水源為大連市春柳河污水處理廠中水以及大連市南關(guān)嶺配水池自來水。自來水主要用于電廠生活、消防以及鍋爐補(bǔ)給水處理系統(tǒng)；大連市春柳河污水處理廠中水、電廠生活污水及全廠生產(chǎn)排水經(jīng)處理達(dá)到一級水標(biāo)準(zhǔn)后用于循環(huán)水的補(bǔ)水，循環(huán)冷卻排污水未經(jīng)回用處理前，原循環(huán)水系統(tǒng)的濃縮倍率為2～5倍之間，循環(huán)冷卻排污水一部分用于脫硫的工藝用水，大部分作為廠外排水，外排水量約為300t/h。為解決這部分外排水，緩解環(huán)保壓力，對電廠的原中水回用系統(tǒng)進(jìn)行了改造并增加了脫鹽裝置，將循環(huán)冷卻排污水進(jìn)行處理后回用于循環(huán)水系統(tǒng)，實現(xiàn)了電廠的“零取水、零排放”的雙零要求。

1.循環(huán)冷卻排污水回用水回用系統(tǒng)的設(shè)計依據(jù)

循環(huán)冷卻排污水是經(jīng)過濃縮后的循環(huán)水補(bǔ)水，大連電廠循環(huán)水濃縮倍率為3～4倍之間，因此循環(huán)冷卻排污水具有高含鹽量、高氯根、高硬度、高堿度的特點，其中根據(jù)氯離子平均1200mg/L，最大時達(dá)到1532mg/L，電導(dǎo)率平均4900us/mm，總硬度為21.9mmol/L左右，其中鈣硬度在17.5mmol/L左右，堿度平均7.9mmol/L。鑒于循環(huán)水水質(zhì)情況直接回用于循環(huán)水會造成循環(huán)水系統(tǒng)結(jié)垢和腐蝕，因此大連電廠采用循環(huán)冷卻排污水經(jīng)超濾反滲透除鹽后的產(chǎn)水與循環(huán)冷卻排污水經(jīng)石灰處理的產(chǎn)水混合后作為循環(huán)水的補(bǔ)水。循環(huán)冷卻排污水回用系統(tǒng)各階段的水質(zhì)及水量的計算見表1。

表1 大連電廠循環(huán)冷卻排污水回用系統(tǒng)各段水質(zhì)表

表1為循環(huán)水的水質(zhì)2019年到2020年9月份濃縮倍率在2～5倍時的循環(huán)水檢測的平均值，表2為敞開式循環(huán)冷卻系統(tǒng)水質(zhì)的控制指標(biāo)，通過表1中循環(huán)水補(bǔ)水混合水在濃縮倍率在2～5倍時水質(zhì)與敞開式循環(huán)冷卻系統(tǒng)水質(zhì)的控制指標(biāo)比較，可得出以下結(jié)論：

表2 敞開式循環(huán)冷卻系統(tǒng)水質(zhì)的控制指標(biāo)

（1）循環(huán)冷卻排污水回用系統(tǒng)回用于循環(huán)水補(bǔ)水時的混合水的水質(zhì)與原循環(huán)水系統(tǒng)的補(bǔ)水水質(zhì)接近，其中循環(huán)水總補(bǔ)水量為1000m3/h，循環(huán)冷卻排污水經(jīng)石灰預(yù)處理后的產(chǎn)水為100m3/h，循環(huán)冷卻排污水經(jīng)除鹽后的產(chǎn)水為50m3/h，循環(huán)冷卻排污水回用于循環(huán)水系統(tǒng)占比為15%，維持循環(huán)水系統(tǒng)原濃縮倍率2～5倍的基礎(chǔ)上，循環(huán)冷卻排污水經(jīng)部分除鹽后回用于循環(huán)水系統(tǒng)的設(shè)計是可行的。（2）循環(huán)冷卻排污水回用系統(tǒng)除鹽部分的濃水側(cè)，COD和硅的含量均不超出反滲透的容許范圍，因此不會對膜造成污堵，因此除鹽系統(tǒng)的設(shè)置是合理的。（3）循環(huán)冷卻排污水回用系統(tǒng)除鹽部分的濃水側(cè)，硫酸鈣的溶度積約為15萬（反滲透回用率為75%），低于硫酸鈣的結(jié)垢溶度積，因此反滲透無結(jié)垢傾向。（4）循環(huán)冷卻排污水回用系統(tǒng)回用于循環(huán)水補(bǔ)水時的混合水中氯根含量較低，控制濃縮倍率在2～5倍時，不會造成冷卻設(shè)備的腐蝕。（5）循環(huán)水補(bǔ)水混合水中的硬度和堿度的含量，控制濃縮倍率在2～5倍時，在冷卻系統(tǒng)中不會造成結(jié)垢。（6）循環(huán)水補(bǔ)水混合水中氯根和硫酸根的含量，控制濃縮倍率在2～5倍時，不會對冷卻系統(tǒng)的混凝土設(shè)備造成腐蝕。

2.循環(huán)冷卻排污水回用系統(tǒng)改造的流程

在流程圖（圖1）中，除鹽系統(tǒng)的產(chǎn)水回用于循環(huán)水系統(tǒng)，濃水作為脫硫系統(tǒng)的工藝水，澄清池的排泥可輸送到脫硫系統(tǒng)的制漿單元做為石膏使用，同時也可以污泥脫水對污泥進(jìn)行處理，污泥系統(tǒng)的2種處理方式的泥量比例，可通過脫硫系統(tǒng)的運行情況進(jìn)行調(diào)整，以實現(xiàn)更高的經(jīng)濟(jì)效益，實現(xiàn)電廠的“零取水、零排放”的雙零要求。

圖1 循環(huán)冷卻排污水回用系統(tǒng)改造流程

備注：流程圖中，黑色框內(nèi)為原中水回用系統(tǒng)改造的設(shè)備改造部分，流程中的除鹽系統(tǒng)采用的超濾+反滲透，超濾和反滲透的設(shè)置為一用一備，為新增設(shè)備。

3.循環(huán)冷卻排污水回用于循環(huán)水系統(tǒng)的運行方式

（1）循環(huán)水系統(tǒng)中加酸、加水質(zhì)穩(wěn)定劑。循環(huán)水補(bǔ)水混合水中堿度較高，采用在循環(huán)水中加硫酸降低堿度、水質(zhì)穩(wěn)定劑的處理方式，循環(huán)水系統(tǒng)可提高濃縮倍率，在高濃度倍率下穩(wěn)定運行。

（2）通過調(diào)試來調(diào)整循環(huán)水補(bǔ)水混合水補(bǔ)水后的濃縮倍率。循環(huán)水補(bǔ)水混合水作為循環(huán)水補(bǔ)水后，要保持高濃縮倍率運行，采用加酸降低堿度，同時加入水質(zhì)穩(wěn)定劑的處理方式，通過調(diào)試來調(diào)整濃縮倍率。

4.循環(huán)冷卻排污水改造后的實際運行結(jié)果

經(jīng)改造后的出水水質(zhì)如表3。

表3 循環(huán)冷卻排污水改造石灰預(yù)處理出水水質(zhì)

比較表1的設(shè)計值與表3、表4的運行水質(zhì)，運行水質(zhì)優(yōu)于設(shè)計值，因此循環(huán)冷卻水回用于循環(huán)水系統(tǒng)是可行的。

表4 循環(huán)冷卻排污水改造反滲透除鹽系統(tǒng)出水水質(zhì)

5.經(jīng)濟(jì)效益分析

循環(huán)冷卻排污水經(jīng)處理后回用于循環(huán)水的補(bǔ)水量共為150m3/h，這部分水按生水計，單價按4元/t，每年可減少取水量為90×104t（年運行時間按6000h計），年節(jié)約取水費為360萬元/年；循環(huán)冷卻排污水石灰預(yù)處理后的產(chǎn)水同時作為化水車間的源水，減少了自來水的取水量，此部分水量為125m3/h，每年可減少取水量75×104t（年運行時間按6000h計），年節(jié)約取水費為：300萬元/年；循環(huán)冷卻排污水系統(tǒng)運行費用按0.4元/噸水，年運行費用36萬元；合計年節(jié)約水費用為624萬。

6.結(jié)論

通過對循環(huán)冷卻排污水回用于循環(huán)水系統(tǒng)的數(shù)據(jù)分析，說明循環(huán)冷卻排污水回用于循環(huán)水是完全可行的，既能解決大連電廠的循環(huán)水排污水去處，又節(jié)約了電廠的取水量，真正實現(xiàn)了電廠“零取水、零排放”的雙零要求，緩解了環(huán)保壓力，同時也具有一定的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。