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淺談工業廢水循環經濟效益的論文
1.火電廠工業廢水特點
火力發電廠是工業用水大戶,也是工業廢水排放大戶。近二十多年隨著國家環境監管逐漸規范,水資源費和排污費的日益增長,火電廠工業廢水的綜合利用也逐漸得到重視,各種工業廢水處理和回用技術在火電廠新建、改造工程中得到大量推廣應用。加強水務管理,采用合理的廢水回用技術,提高廢水綜合利用水平。
火電廠的工業廢水按排水流量特點分為經常性廢水和非經常性廢水。經常性廢水是指火力發電廠在正常運行過程中,各系統排出的工藝廢水,這些廢水可以是連續排放的,也可以是間斷性排放的。火電廠的大部分廢水是間斷性排放的,連續排放的廢水較少。連續排放的廢水主要有鍋爐連續排污、汽水取樣系統排水、反滲透的濃排水、脫硫廢水等;間斷性排水包括化學水處理系統工藝廢水、凝結水精處理系統再生廢水、鍋爐定排、化驗室排水、循環水排污、含油廢水、含煤廢水及各種沖洗廢水。非經常性廢水是指在設備檢修、維護、保養期間產生的廢水,如化學清洗排水包括鍋爐、凝汽器和熱力系統其他設備的清洗、鍋爐空氣預熱器沖洗排水、機組啟動時的排水、鍋爐煙氣側沖洗排水等。與經常性廢水相比,非經常性排水的水質較差且不穩定。
火電廠廢水排放的水質、水量的特性差異較大,廢水中有機物少,除了油以外,廢水中的污染成分主要是無機物,而且間斷性排水較多;痣姀S的廢水處理回用主要是基于進行簡單物理、化學處理后進行分級、分質使用,然后最終排出少量高含鹽量廢水。在經常性廢水中,鍋爐連續排污、汽水取樣系統排水、鍋爐定排等屬于低含鹽量廢水,進行降溫后可以進行直接回收使用。反滲透的濃排水、化學水處理系統工藝廢水、凝結水精處理系統再生廢水、循環水排污水、含煤廢水等屬于含鹽量較高的廢水,進行簡單絮凝、調整后可用于煤場噴灑等。脫硫廢水屬于高懸浮物和含多種重金屬離子的高含鹽量廢水,必須單獨處理達標后排放或用于煤場噴灑、灰庫拌濕。非經常性廢水具有短時間內排水量大,而排水總量不大的特點,水質污染較嚴重,一般進行絮凝、沉淀、調整后排放。
2.情況預估
華電新疆發電有限公司昌吉熱電廠直接空冷機組工業廢水排放情況預估。機組年中水用水量設計為萬噸,年生活水設計用水量為.萬噸;瘜W水處理年耗用中水約萬噸,輔機循環水系統(包括廠區除化學水處理外的全部工業用水)耗水量約萬噸。其中化學水處理產生反滲透濃排水、酸堿再生廢水和凝結水精處理系統廢水約萬噸(在水處理島工業廢水處理系統產生),輔機循環水系統產生廢水約萬噸,脫硫廢水約萬噸,如不進行綜合利用,本工程年產生廢水量約萬噸。生活用水約產生萬噸生活污水,經化糞池簡單處理后排入中水深度處理系統回用。
2.1本工程工業用水構想
中水進入水處理島進行深度處理后,進入工業水池,廠區工業水補水點有處:化學水處理系統和輔機循環水系統;瘜W水處理系統主要供機組發電用除鹽水和熱網補充水,其主要排水為反滲透濃排水和酸堿再生廢水,其水質特點是濁度低而含鹽量較高,其中反滲透濃排水水量約為20萬噸。輔機循環水主要用于汽輪機油系統、閉式冷卻器用水、脫硫系統冷卻用水。脫硫工藝用水擬用處理后的工業廢水和循環水排污水補充。
2.2廠區排水的回收與利用構想
對廠區排水應進行分級、分質回收利用,不宜進行統一收集使用,這樣可降低工業廢水處理成本。
。1)反滲透濃排水和輔機循環水排污水的水質特點是懸浮物含量低而含鹽量大,是火電廠最大的廢水來源。反滲透濃排水排至水處理島回收水池后回用,對這兩種廢水主要考慮用于脫硫工藝用水來消化。
。2)鍋爐定排、連排、機組啟動階段排水的含鹽量很低,擬通過爐側定排集水池收集,回收至機力塔水池。
。3)凝結水精處理系統排水、主廠房內爐側、機側排水統一收集至凝結水精處理廢水池,再排至水處理島工業廢水處理系統進行集中處理。
(4)含煤廢水經沉淀、絮凝、過濾后排至水處理島工業廢水處理系統。
。5)油庫含油廢水經油水分離處理后排至水處理島工業廢水處理系統。
(6)灰庫排水及廠區雨水通過工業廢水管網收集后排至水處理島工業廢水處理系統。
(7)鍋爐化學清洗廢水因屬于高含鹽量、高污染廢水,且在機組投運前或停運期間產生,無法回收利用,一般通過臨時管道排至中和池或非經常性廢水池經調整后排放。
。8)其他非經常性廢水通過工業廢水管網收集后排至水處理島工業廢水處理系統。
。9)水處理島作為廠區工業廢水收集和回用樞紐,也是廠區廢水外排點。
2.3廠內廢水回用途徑
脫硫工藝用水:主要考慮采用水處理島處理后的工業廢水,不足部分由輔機循環水補充。對于機組石灰石濕法脫硫系統如不設脫硫工藝用水約為/以上,按每年運行計,僅脫硫系統工藝用水約需萬噸,理論上可以完全消耗掉廠區內所有工業廢水,僅產生萬噸的脫硫廢水需外排。但因石灰石濕法脫硫系統對工藝用水的含鹽量和含量有要求,實際上脫硫工藝用水需通過加大輔機循環水補充量來降低含鹽量和含量。脫硫系統按%用水量使用水處理島工業廢水,則水處理島工業廢水約有萬噸剩余量。煤場噴灑、棧橋沖洗、燃煤系統水噴霧等用水擬采用水處理島工業廢水,因棧橋沖洗用水量小,水損失可忽略不計,而煤場噴灑、燃煤系統水噴霧具有較強的季節性,按每年有一半時間需進行煤場噴灑和燃煤系統水噴霧降塵,按每天噸用水量計,則一年最多可用消耗工業廢水萬噸左右。
2.4影響廠區工業廢水回收利用的主要因素
脫硫系統停運,將有/以上的工業廢水外排,按脫硫系統%的投運率,發電小時數計,因脫硫系統%的停運率將多產生至少.萬噸工業廢水。陰雨天氣,煤場噴灑無法進行,多余工業廢水將外排。(因上述因素每年工業廢水實際外排量可能為++.=.萬噸左右。
2.5工業廢水回用對脫硫系統產生的影響
脫硫系統工藝用水采用工業廢水和輔機循環水后,因脫硫工藝用水含鹽量和含量高,可能導致脫硫后煙氣中水蒸氣攜帶鹽分量大,對煙囪腐蝕將加劇。脫硫系統石灰石消耗量增大,使脫硫成本上升。
3.當前工業廢水減排或零排放技術
3.1工業廢水電吸附技術
電吸附是近幾年發展起來的高含鹽水脫鹽技術,目前仍處于試驗階段,其適應水質上限目前為電導率≤μ/折合含鹽量約/的水質,其脫鹽率可達到%左右,水利用率%左右。如建套/的電吸附系統用于反滲透濃水回收,工程造價約萬元,仍有/的高含鹽水排放,其制水成本在元/噸以上。
3.2鹽水濃縮結晶技術
鹽水濃縮結晶技術通過鹽水蒸發濃縮系統和干化設備實現鹽水的固液分離。鹽水濃縮結晶技術投資及運行成本極高,一套/的鹽水濃縮結晶系統投資據悉在萬元以上,處理過程中需消耗大量電能和蒸汽,在國內電廠極少采用。
3.3電廠主流工業廢水處理技術
火電廠目前通常對工業廢水進行絮凝、澄清處理,可降低工業廢水懸浮物含量,可回用于煤場噴灑等方面。采用反滲透對循環水排污水進行脫鹽處理后回用于除鹽水和工業用水,也是目前常用的廢水綜合利用技術。當前火電廠主要通過用水的分級使用和分級處理,降低工業廢水產生量,然后對剩余工業廢水進行回收使用,使用場合不外乎煤場噴灑、灰庫拌濕、灰場降塵等,盡量通過上述應用來實現過程的零排放,這也是目前電力設計院普遍采用的方法和思路。
3.4電廠工業廢水減排措施
在工程建設階段廠區主要用水系統、中水來水、外排廢水、回收用水、綠化用水、生活用水等管路配備完善的計量表計,接入水處理島控制系統,建立水務監控網絡,實現用水、排水的實時監測,為提高全廠水務管理水平奠定物質基礎。專人負責水務管理,力爭在全廠用水過程中實現廢水階段性的零排放。提高設備嚴密性和可靠性,防止因設備原因造成大量排水。提高員工節水意識,深化用水成本觀念,讓大家都知道浪費水即增加發電成本的道理。
4.本工程工業廢水綜合利用方案經濟比較
按本工程年排水量.萬噸計,排污費按元/噸計,本工程每年廢水排污費約為萬元。如采用電吸附技術和鹽水濃縮結晶技術,成本遠高于排污費,將得不償失。
5.機組運行后廢水減排的措施
5.1隨著電吸附技術的不斷改進,其造價將逐步下降,對工業廢水用電吸附處理后可回收%的工業廢水,可使外排水量減少%。
5.2機組正常運行一段時間后,其用水、排水將趨于穩定,通過開展水平衡試驗,找出全廠用水設備的主要漏點,提出有針對性的治理措施,進一步降低全廠發電水耗率。
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