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华能沁北电厂废水零排放的探讨

华能沁北电厂废水零排放的探讨

《电力科技与环保》作者:吴伟,丁峰,赵兴辉

  摘要:合理地利用水资源,增效节能,减少工业废水的排放,提高企业的经济、环保和社会效益,提高电厂的运行水平,沁北电厂通过技术改造,对循环水旁流处理系统、精处理再生系统、生活污水、脱硫废水等系统节水改造,实现全厂废水“零排放”。

  通过实施“零排放”改造工程,大大降低取水量,在获得良好的社会效益和环境效益的同时,也将获得良好的经济效益。项目实施后能大大降低沁北电厂水资源取用量,回收利用多种废水,符合区域规划、行业发展规划的要求,符合国家技术政策和产业政策、资源合理配置利用政策及保护环境和可持续发展的要求。

  华能沁北电厂装机总容量4400MW,一期、二期工程为4台600MW机组,三期工程为2台1000MW机组。6台机组均为带冷却塔循环供水的燃煤凝汽式机组,电厂的补充水源为净化后的中水、水库地表水。为了达到环保要求,做到废水零排放,电厂就把所有废水进行统一收集处理,针对全厂废水系统和废水水质特点,制定了切实可行的废水零排放方案。

  1电厂用水概况

  1.1电厂用水原设计状态

  华能沁北电厂水平衡示意见图1,从水平衡图可以看出,电厂各生产工艺阶段产生的废水量和消耗的废水量不平衡,多余的废水只好外排,这样既浪费水资源,也不利于环保。因此,电厂对各路废水进行减量优化处理,实现废水零排放。华能沁北电厂具体的外排废水量见表1。

  项目数值生活废水40排泥水3弱酸再生废水85一二期除盐除盐超滤及RO排水50三期除盐除盐超滤及RO排水68一二期精处理再生废水25三期精处理再生废水21三期旁流滤池及反渗透浓水排水116一二期脱硫废水65三期脱硫废水60合计533

  2废水零排放方案

  2.1全厂水系统存在的主要问题

  (1)一期、二期旁流处理系统、一二期补给水处理系统产生的废水目前均经化学废水池外排,没有回收;

  (2)一期、二期脱硫系统设有GGH,消耗水量仅为153m3/h;

  (3)全厂一期、二期循环水系统排污水量偏高,需进一步提高循环水浓缩倍率控制;

  (4)精处理再生废水外排,需要分开回收处理;(5)厂前区生活污水与雨水采用合流制方式。

  2.2零排放措施

  从表1、图1可以看出,全厂产生的废水水量远大于脱硫系统可接纳的废水量,因此,电厂对各路废水进行减量优化处理、改变脱硫系统水源,通过全厂上下游用户水量匹配、分质用水,实现全厂缩减至最小废水量,最终实现废水零排放。具体措施如下:

  (1)一二期旁流弱酸处理的过滤器反洗水、弱酸阳床反洗水和再生置换废水,进行分质分流回用,过滤器反洗水、弱酸阳床反洗水回收到澄清池系统,经过澄清处理后直接回用到循环水系统,弱酸阳床再生和置换水回用到脱硫系统的事故浆液箱,同时将二期弱酸再生由盐酸再生改为硫酸再生,确保脱硫浆液中的Cl-不超标;弱酸再生水利用到事故浆液箱,由于石膏浆液含有大量硫酸钙活性晶种,与弱酸高含盐废水混合后,可通过晶种吸附将弱酸高含盐废水中的硫酸钙饱和度降低,同时通过返回泵补回脱硫塔。

  (2)精处理的反洗水和再生置换废水,进行分质分流回用,反洗水直接回收到机组排水槽,然后到循环水系统,再生和置换水进入到化学废水系统,和水处理的废水一起送到脱硫的工艺水箱,用作除雾器的冲洗水,为了保证工艺水的Cl-不超标,将精处理阳树脂再生也由盐酸改为了硫酸再生;

  (3)三期旁流处理和三期补给水处理的的反渗透浓水直接回用到脱硫系统的工艺水箱,作为除雾器的冲洗水;

  (4)一二期锅炉补给水处理系统的反洗水、再生置换废水、反渗透浓水回用到脱硫系统的工艺水箱,作为除雾器的冲洗水;

  (5)将厂前区的生活污水进行回收处理,处理后回用到绿化管网和工业废水系统;

  (6)将脱硫废水送至灰库用于加湿搅拌灰场,多余的脱硫废水送到灰场采用机械雾化喷洒技术,利用灰场环境温度进行蒸发,这样就可以做到了废水零排放。

  (7)对循环水的运行指标做了试验,确定了循832017年2月电力科技与环保第33卷第1期环水的碱度在不大于8mmol/l的情况下浓缩倍率可以达到10倍以上。

  3废水系统的运行现状

  沁北电厂对化学废水系统和脱硫废水系统的改造于2014年8月末结束,自2014年9实施全厂废水零排放以来,至今已一年有余,改造后的系统运行正常,全部化学高含盐废水到脱硫系统得到重复利用,循环水的水质也能保证机组的正常运行。

  华能沁北电厂废水系统改造后脱硫废水产生量的统计数据如表2所示。

  脱硫废水经过脱硫废水处理系统处理完毕后送至灰场进行机械高效雾化喷洒,既可以控制灰场扬尘,还可以蒸发大量的废水。其运行费用远远低于蒸发结晶等方式的零排放处理方式。

  4系统改造后存在的问题

  (1)弱酸再生系统再生废水回收产生的问题。对弱酸系统再生废水进行分段回收,进酸+置换过程废水统一回收至弱酸系统高含盐废水池,该部分废水回至脱硫系统。由于这部分废水中的CaSO4处于过饱和状态,在废水池和废水管道中会有大量的CaSO4析出形成CaSO4垢,导致堵塞管路,现在在弱酸废水池加了曝气管,在管道上增加了冲洗水,基本上解决了结垢的问题。

  (2)一期、二期循环水浓缩倍率提高了很多。一期、二期循环水浓缩倍率设计在4.4~6倍,改造后,由于化学废水全部到脱硫系统,导致脱硫系统利用循环水的量大大减少,因此循环水浓缩倍率提高,给凝汽器的运行带来安全隐患。

  (3)精处理系统再生废水回收引起的问题。为了能利用精处理再生废水,并减少废水中的Cl-含量,我们将精处理阳树脂的再生由盐酸改为硫酸,再生液中就含有大量的硫酸铵,硫酸铵到脱硫系统后对于脱硫效率和设备有什么影响还需要进一步做试验才能确定。

  (4)高含盐水对脱硫系统的影响。一期、二期脱硫系统补水水源设计为工业水、循环水和三期反渗透浓水,对设备及其系统不会产生影响,现在补水水源全部改为化学高含盐废水,对脱硫系统的影响还在研究中。

  (5)灰场机械雾化蒸发的影响。机械雾化蒸发受一年四季风向变化、蒸发强度、空气湿度等影响很大,同时考虑当地环保政策要求,考察喷洒灰厂是否会对周边环境造成影响,现在我们正在与华北电力大学共同研究机械雾化蒸发对周围环境的影响及其蒸发的最佳效率。

  5结语

  经过一年的运行实践,沁北电厂的废水零排放系统改造还是成功的,通过水资源的分质梯级使用和循环使用,提高的水的重复利用率,在对各类废水分类收集分类处理回用基础上,提高废水回收率,少量确实难以回用的高含盐废水通过干灰拌湿及灰场喷淋等处置方式实现厂内消化,基本实现全厂废水“零排放”。全厂废水零排放技改工程实施后,可减少新鲜取水量361.35万t,减少废水量373.45万t,不污染当地水环境,环保效益和经济效益显著。

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