50MW生物質(zhì)發(fā)電機(jī)組廢水零排放技術(shù)與工藝路線

摘

要：為完成日益緊迫的節(jié)水減排任務(wù)，生物質(zhì)電廠開展深度節(jié)水和廢水零排放技術(shù)及工藝路線研究工作具有重要意義?，F(xiàn)對(duì)50MW生物質(zhì)發(fā)電機(jī)組的取水、排水、耗水等方面進(jìn)行了研究分析，針對(duì)原水預(yù)處理系統(tǒng)出力不足、生活污水處理效率不高、循環(huán)水排污水量大等問題，提出了深度節(jié)水和廢水零排方案。首先，開展深度節(jié)水工作，提高循環(huán)水循環(huán)倍率，大幅減少排污水量；其次，將循環(huán)水排污水、化學(xué)酸堿廢水通過反滲透進(jìn)行濃縮處理，減少高鹽廢水；最后，對(duì)少量的高鹽廢水進(jìn)行噴灰渣，實(shí)現(xiàn)全廠廢水零排放。關(guān)鍵詞：生物質(zhì)；深度節(jié)水；反滲透；廢水零排放0

引言我國(guó)是一個(gè)水資源稀缺的國(guó)家，人均水資源占有量不足世界平均水平的1/4，加上近年來(lái)水污染日益嚴(yán)重，加劇了水資源的短缺。電力行業(yè)是用水大戶，占工業(yè)用水的40%以上，僅次于農(nóng)業(yè)用水。隨著《水污染防治行動(dòng)計(jì)劃》的發(fā)布，國(guó)家要求“全面控制污染物排放，狠抓工業(yè)污染防治”，著力節(jié)約和保護(hù)水資源，提高用水效率[1-9]。生物質(zhì)電廠用水系統(tǒng)一般含循環(huán)水系統(tǒng)、生活污水系統(tǒng)、工業(yè)消防水系統(tǒng)、鍋爐沖洗水及料場(chǎng)噴霧抑塵水系統(tǒng)等，與常規(guī)燃煤電廠相比，生物質(zhì)電廠沒有可消耗高鹽廢水的脫硫末端用水系統(tǒng)，增加了料場(chǎng)噴霧抑塵水系統(tǒng)，循環(huán)水排污水設(shè)計(jì)外排至城市污水處理廠處理。面對(duì)日益嚴(yán)格的國(guó)家和地方環(huán)保政策要求及緊迫的節(jié)水減排任務(wù)，開展生物質(zhì)電廠深度節(jié)水、廢水零排放技術(shù)和路線研究具有重要意義。本文以廣東湛江2×50MW生物質(zhì)發(fā)電項(xiàng)目為例，對(duì)機(jī)組的取水、排水、耗水等方面進(jìn)行了研究分析，提出了技術(shù)工藝可靠、經(jīng)濟(jì)合理的改造方案，以滿足全廠深度節(jié)水和廢水零排放的改造要求。1

電廠現(xiàn)狀1.1

生物質(zhì)電廠概況湛江生物質(zhì)電廠裝機(jī)容量為2×50MW，配備2臺(tái)凝汽式汽輪機(jī)組和220t/h的高溫高壓循環(huán)流化床鍋爐，是目前國(guó)內(nèi)單機(jī)容量最大的生物質(zhì)電廠。電廠生產(chǎn)生活水源為西溪河水、深井水和自來(lái)水，西溪河水經(jīng)過水泵房送至廠區(qū)內(nèi)一體化凈水站，經(jīng)沉淀、過濾、消毒處理后作為廠區(qū)工業(yè)用水、生活用水及消防用水，深井水以及自來(lái)水作為西溪河水的補(bǔ)充水源，補(bǔ)進(jìn)工業(yè)消防水池以及生活水池。全廠水平衡現(xiàn)狀如圖1所示。西溪河水主要用于工業(yè)用水，深井水主要用于工業(yè)用水和鍋爐補(bǔ)給水處理系統(tǒng)，自來(lái)水作為生活用水補(bǔ)充水。取水處理后分別用于除鹽系統(tǒng)、工業(yè)水系統(tǒng)、生活消防水系統(tǒng)等，主要耗水包括鍋爐汽水循環(huán)系統(tǒng)蒸發(fā)、風(fēng)吹損失等。1.2

全廠用水、排水現(xiàn)狀為摸清全廠取水、用水、耗水情況，對(duì)全廠水量進(jìn)行了水平衡測(cè)試，根據(jù)測(cè)試結(jié)果對(duì)全廠取水、耗水、排水水量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，結(jié)果如表1所示。各類主要廢、污水的來(lái)源及水量如表2所示。1.3

全廠用排水存在的問題全廠生產(chǎn)生活產(chǎn)生的廢水主要包括循環(huán)排污水、酸堿再生廢水、生活污水、含油污水處理系統(tǒng)出水等，現(xiàn)場(chǎng)取樣分析主要的廢水水質(zhì)結(jié)果如表3所示，主要存在問題如下：（1）原水預(yù)處理系統(tǒng)中的離心脫水機(jī)出力達(dá)不到生產(chǎn)需求，部分污泥管道腐蝕堵塞，導(dǎo)致排泥水溢流。（2）鍋爐補(bǔ)給水系統(tǒng)中的酸堿再生廢水目前是外包處理，需要按照環(huán)保文件實(shí)現(xiàn)廢水零排放。（3）循環(huán)水排污水少量綜合利用外，其余大部分排放，但其水質(zhì)總磷超標(biāo)，不滿足排污許可要求，存在較大的環(huán)保隱患。（4）地埋式生活污水系統(tǒng)處理效率不佳，檢修不方便，廢水懸浮物較多且難以清理，部分出水水質(zhì)（氨氮、總P、懸浮物）不達(dá)標(biāo)，目前主要回用于全廠綠化。（5）料堆場(chǎng)產(chǎn)生的滲濾液未單獨(dú)收集處置，直接進(jìn)入雨水管道，存在環(huán)保隱患。

2

改造技術(shù)路線2.1

改造基本思路按照總體規(guī)劃、分步實(shí)施的原則，首先開展深度節(jié)水工作，提高循環(huán)水循環(huán)倍率，大幅減少排污水量。其次進(jìn)行廢水的有效收集和合理回用的節(jié)水改造，最終開展全廠廢水治理，保證各處理系統(tǒng)能夠滿足處理需求，達(dá)到全廠廢水零排放的目的。2.2

深度節(jié)水試驗(yàn)?zāi)壳吧镔|(zhì)電廠循環(huán)水循環(huán)倍率（K）保持在3～4倍，通過提高循環(huán)水循環(huán)倍率達(dá)到節(jié)水目的?？紤]循環(huán)水對(duì)凝汽器端差和真空的影響，通過調(diào)整循環(huán)水循環(huán)倍率的節(jié)水試驗(yàn)，確定安全的最高循環(huán)倍率，試驗(yàn)結(jié)果如圖2所示。試驗(yàn)結(jié)果顯示，隨著濃縮倍率的增加，對(duì)凝汽器的換熱效率是存在影響的，但未超出端差6～8℃的控制標(biāo)準(zhǔn)。由于凝汽器結(jié)垢是不可逆過程，結(jié)合其他電廠循環(huán)水運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，確定提高循環(huán)水循環(huán)倍率至5～6倍，從而可將循環(huán)水排污水量由68t/h降至約30t/h，達(dá)到大幅降低循環(huán)水排污水量的目的。2.3

原水預(yù)處理系統(tǒng)（1）更換污泥濃縮池進(jìn)出水管道、腐蝕老化的刮泥機(jī)和潛水?dāng)嚢杵?，保證污泥濃縮池的正常投運(yùn)。（2）針對(duì)現(xiàn)有污泥脫水機(jī)出力無(wú)法滿足排泥水處理需求的現(xiàn)狀，新增一套污泥脫水機(jī)。（3）改造管路，將污泥處理系統(tǒng)的脫泥水輸送至一體化預(yù)處理系統(tǒng)進(jìn)行處理回用，去除其中的懸浮物，達(dá)到節(jié)水回用的目的。2.4

鍋爐補(bǔ)給水處理系統(tǒng)根據(jù)鍋爐補(bǔ)給水處理系統(tǒng)用排水現(xiàn)狀，該系統(tǒng)主要廢水為酸堿再生廢水，主要涉及管路改造，將酸堿再生廢水輸送至新建的循環(huán)水深度處理系統(tǒng)均質(zhì)池（60m3），與循環(huán)排污水混合均質(zhì)后，輸送至循環(huán)水深度處理系統(tǒng)進(jìn)行處理。循環(huán)水深度處理系統(tǒng)的反滲透系統(tǒng)淡水作為鍋爐補(bǔ)給水系統(tǒng)補(bǔ)水，可大大優(yōu)化鍋補(bǔ)水系統(tǒng)補(bǔ)水水質(zhì)，降低本系統(tǒng)再生頻次，減少酸堿廢水水量。考慮到降低投資費(fèi)用、處理成本以及綜合利用廢水處理系統(tǒng)，因此將少量的酸堿再生廢水與循環(huán)水排污水統(tǒng)一處理。2.5

循環(huán)水處理系統(tǒng)循環(huán)水深度處理系統(tǒng)工藝流程如圖3所示。循環(huán)水深度處理系統(tǒng)調(diào)整濃縮倍率后處理水量為13m3/h，考慮到設(shè)計(jì)余量及工程經(jīng)驗(yàn)等因素，循環(huán)水排污水處理系統(tǒng)設(shè)計(jì)按照15m3/h考慮，處理工藝為：氫氧化鈉+碳酸鈉軟化+多介質(zhì)過濾器+超濾+反滲透。兩級(jí)軟化部分設(shè)備采用高效澄清器，處理后的淡水作為鍋爐補(bǔ)給水系統(tǒng)和循環(huán)水系統(tǒng)補(bǔ)水。反滲透濃水用于干灰干渣拌濕，具體改造方案如下：（1）新增管路，將鍋爐補(bǔ)給水系統(tǒng)酸堿再生廢水和循環(huán)排污水輸送至新建的廢水緩沖池（60m3）中混合均質(zhì)。（2）通過污水泵將均質(zhì)池中的廢水輸送至新建循環(huán)水深度處理系統(tǒng)，對(duì)循環(huán)水排污水進(jìn)行深度處理，經(jīng)過循環(huán)水深度處理系統(tǒng)處理后，系統(tǒng)產(chǎn)生的RO淡水水質(zhì)較好，可輸送至鍋爐補(bǔ)給水系統(tǒng)及循環(huán)水系統(tǒng)作為補(bǔ)水，一方面可優(yōu)化鍋爐補(bǔ)給水系統(tǒng)的水質(zhì)，大大降低系統(tǒng)再生頻次、酸堿再生廢水水量及加藥量，另一方面可優(yōu)化循環(huán)水系統(tǒng)水質(zhì)，保證循環(huán)水系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行，深度處理系統(tǒng)產(chǎn)生的RO濃水用于干灰干渣拌濕，反滲透膜化學(xué)清洗水輸送至廢水緩沖池進(jìn)行處理。（3）新建管路，將鍋爐定排水輸送至循環(huán)水系統(tǒng)中回用。（4）新建管路，料場(chǎng)噴霧抑塵取用循環(huán)水排污水，既可以減少?gòu)U水末端治理系統(tǒng)投資和運(yùn)維成本，又可以實(shí)現(xiàn)料場(chǎng)揚(yáng)塵無(wú)組織排放治理。料場(chǎng)噴霧抑塵系統(tǒng)擬采用6個(gè)分區(qū)控制，每個(gè)分區(qū)依次間隔啟動(dòng)噴霧，每個(gè)分區(qū)每次啟動(dòng)1h，每天啟動(dòng)4次，按此測(cè)算，料場(chǎng)噴霧抑塵系統(tǒng)耗水量約為12m3/h。2.6

生活污水處理系統(tǒng)生活污水處理系統(tǒng)工藝流程如圖4所示。

（1）增設(shè)格柵，對(duì)食堂生活污水進(jìn)行初步過濾，去除其中較大的懸浮物。（2）改造原生活污水處理系統(tǒng)，將電廠原有的地埋式生物接觸氧化處理系統(tǒng)更換為地上曝氣生物濾池（2×3m3/h），保證生活污水的處理質(zhì)量，且在設(shè)備運(yùn)行階段易于控制和檢修。（3）改造管路，完善全廠綠化管網(wǎng)，將生活污水處理系統(tǒng)的出水除用于廠區(qū)綠化外，富余的出水可通過備用管路作為循環(huán)水系統(tǒng)補(bǔ)水。2.7

其他系統(tǒng)（1）在油罐區(qū)新建一個(gè)50m3油水儲(chǔ)存池，用于收集油庫(kù)噴淋水，并增設(shè)循環(huán)噴淋泵以及管路，將收集的含油廢水循環(huán)噴淋利用。（2）在油罐區(qū)油水儲(chǔ)存池新增另一管路，若循環(huán)噴淋水水質(zhì)變差或含油時(shí)，可通過該管路輸送至含油廢水處理系統(tǒng)進(jìn)行處理，處理之后的水通過新建管路用于料場(chǎng)噴淋抑塵。（3）新建500m3的沖洗水收集池，按照兩級(jí)沉淀設(shè)計(jì)，中間設(shè)置溢流堰，分別作為沖洗水收集儲(chǔ)存池和清水池，底部設(shè)置刮泥機(jī)；考慮到?jīng)_洗水對(duì)水質(zhì)要求不高，利用循環(huán)水排污水作為沖洗水；同時(shí)，配置水泵及管路，通過抽取部分循環(huán)水排污水進(jìn)行鍋爐管壁受熱面沖洗，并通過將沖洗水收集沉淀進(jìn)行循環(huán)利用，達(dá)到節(jié)水減排目的。3

結(jié)語(yǔ)本文以廣東湛江2×50MW生物質(zhì)發(fā)電項(xiàng)目為例，對(duì)機(jī)組取水、排水、耗水等方面進(jìn)行了研究分析，提出了深度節(jié)水和廢水零排改造方案。首先，開展深度節(jié)水工作，提高循環(huán)水循環(huán)倍率，大幅