燃煤電廠工業(yè)廢水處理系統(tǒng)優(yōu)化改造探究

汪 嘯 張仲芳 吳麗燕

1.浙江雙良商達(dá)環(huán)保有限公司；2.浙江沐宸生態(tài)科技有限公司；3.杭州綠夏環(huán)境科技有限公司

1 引言

燃煤電廠在進(jìn)行工業(yè)廢水處理時(shí)，常因設(shè)備老化造成廢水處理不達(dá)標(biāo)，監(jiān)測(cè)裝置不完善導(dǎo)致數(shù)據(jù)誤差。因此，我們從燃煤電廠工業(yè)廢水處理系統(tǒng)的認(rèn)識(shí)出發(fā)，識(shí)別廢水處理系統(tǒng)存在的關(guān)鍵問(wèn)題點(diǎn)，從而探究出廢水處理系統(tǒng)的優(yōu)化方案，最后闡述優(yōu)化提升后帶來(lái)的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益，以期讓更多燃煤電廠意識(shí)到工業(yè)廢水處理系統(tǒng)優(yōu)化的益處。

2 電廠工業(yè)廢水處理系統(tǒng)闡述

目前，燃煤電廠工業(yè)廢水因產(chǎn)生的方式不同其酸堿度有明顯的區(qū)別，以華北某電廠為例，該廠為便于進(jìn)行廢水處理，將產(chǎn)生的廢水分為兩大類：1類污染廢水和2類污染廢水。1類廢水往往pH值指標(biāo)偏低，呈酸性。2類廢水pH值指標(biāo)偏高，呈堿性。這兩類廢水經(jīng)處理后pH值能夠控制在6~9之間，其他污染指標(biāo)均在國(guó)家允許的范圍內(nèi)，就可以正常排放，不會(huì)污染環(huán)境。

2.1 1類污染廢水的處理方案

以華東一家燃煤電力發(fā)電廠為例：該廠產(chǎn)生的1類廢水的pH值在2-5之間，針對(duì)其ph值，應(yīng)進(jìn)行加堿平衡。該廠1類廢水主要是由燃煤電廠的鍋爐水循環(huán)系統(tǒng)中產(chǎn)生的，另外電廠進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的時(shí)候也會(huì)產(chǎn)生少量的1類廢水。

2.2 2類污染廢水的處理方案

以該廠為例：該廠產(chǎn)生的2類廢水的酸堿度指標(biāo)在7-10之間，水質(zhì)呈堿性，可通過(guò)酸堿平衡來(lái)中和。2類廢水中懸浮物的含量高于國(guó)家規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn),因此必須對(duì)2類廢水中懸浮物處理后方可外排。通過(guò)實(shí)地調(diào)研可知，2類廢水主要產(chǎn)生的渠道是電廠煤炭場(chǎng)中回收的廢水、發(fā)電設(shè)備產(chǎn)生的廢水以及電廠預(yù)處理系統(tǒng)排出的泥漿中的廢水。

3 燃煤電廠工業(yè)廢水處理系統(tǒng)目前存在的問(wèn)題以及上述廢水的優(yōu)化處理方案

3.1 1類廢水處理原理

1類廢水處理比較簡(jiǎn)單，只需要進(jìn)行酸堿中和，其處理系統(tǒng)主要是由儲(chǔ)存池、酸堿中和池以及監(jiān)測(cè)池組成[2]。電廠生產(chǎn)的1類廢水首先被存儲(chǔ)在儲(chǔ)存池中，然后通過(guò)監(jiān)測(cè)設(shè)備檢測(cè)出該儲(chǔ)存池中的1類廢水酸堿值到底是否符合標(biāo)準(zhǔn)：如符合標(biāo)準(zhǔn)則將儲(chǔ)存池中的1類廢水流放到監(jiān)測(cè)池中；如不符合標(biāo)準(zhǔn)，則將儲(chǔ)存池中的廢水流放至中和池中進(jìn)行中和反應(yīng)，達(dá)標(biāo)后再排放到監(jiān)測(cè)池中。監(jiān)測(cè)池池底的監(jiān)測(cè)設(shè)備對(duì)池中的水進(jìn)行連續(xù)監(jiān)測(cè)，在一定時(shí)間內(nèi)池中的水符合排放標(biāo)準(zhǔn)，可正常排放。處理過(guò)程如圖1所示。

圖1 1類廢水處理流程示意圖

3.2 2類廢水處理原理

2類廢水不僅僅需要處理其酸堿度，還需要對(duì)懸浮物進(jìn)行處理。2類廢水處理系統(tǒng)主要包括儲(chǔ)存池、反應(yīng)池、氧化池、凝聚池、沉淀池、中和池、濃縮池等。電廠收集產(chǎn)生的2類廢水儲(chǔ)存在儲(chǔ)存池中，然后加入適量的化學(xué)劑進(jìn)行酸堿度中和，之后通過(guò)加入混凝劑進(jìn)行處理，使其在之后的絮凝池中更好地進(jìn)行絮凝，絮凝池中可加入適量的助凝劑，最后在斜板沉淀池中進(jìn)行沉淀。工作人員對(duì)沉淀池中的水質(zhì)進(jìn)行二次酸堿度監(jiān)測(cè)：假如酸堿度不符合標(biāo)準(zhǔn)，需要根據(jù)目前的酸堿度來(lái)加入氯化氫或氫氧化鈉來(lái)進(jìn)行中和；如符合標(biāo)準(zhǔn)后再將沉淀池中的泥漿排入濃縮池中進(jìn)行過(guò)濾。最后將處理后的水統(tǒng)一收集到監(jiān)測(cè)池中，持續(xù)監(jiān)測(cè)，直到合格后方可排出。

圖2 燃煤電廠工業(yè)廢水處理實(shí)景圖

4 燃煤電廠工業(yè)廢水處理工業(yè)廢水處理系統(tǒng)提升優(yōu)化點(diǎn)

根據(jù)上述廢水處理流程可見(jiàn)，廢水處理系統(tǒng)環(huán)環(huán)相扣，任何一個(gè)環(huán)節(jié)出現(xiàn)問(wèn)題或者效率不高均可能失敗，最終導(dǎo)致回爐重造。若改進(jìn)廢水處理系統(tǒng)的各個(gè)環(huán)節(jié)的效率，可節(jié)省大量的時(shí)間成本的經(jīng)濟(jì)成本。下文將對(duì)廢水處理系統(tǒng)的提升點(diǎn)進(jìn)行有效地探究和合理化的建議。

4.1 更換低效設(shè)備，加強(qiáng)設(shè)備的處理成功率

以該廠為例：實(shí)地調(diào)研發(fā)現(xiàn)廢水處理系統(tǒng)中很多的設(shè)備老化，無(wú)法持續(xù)運(yùn)行或者運(yùn)行效率低，這些因素造成了系統(tǒng)運(yùn)行中大量的重復(fù)性工作。比如2類廢水處理中過(guò)濾壓縮機(jī)械裝置，此裝置運(yùn)行時(shí)消耗大量能量，運(yùn)行過(guò)程復(fù)雜容易出現(xiàn)故障。針對(duì)這個(gè)問(wèn)題可以去掉過(guò)濾壓縮這個(gè)裝置，通過(guò)增加足量的助凝劑來(lái)實(shí)現(xiàn)同樣的效果，節(jié)省經(jīng)濟(jì)成本的同時(shí)也提高了加工的一次成功率。此外將監(jiān)測(cè)池中的取樣裝置用自吸裝置替代，可自動(dòng)取樣操作，同時(shí)防止水樣二次污染的風(fēng)險(xiǎn)。對(duì)整個(gè)處理系統(tǒng)進(jìn)行全盤(pán)的檢查和局部的替換，可保證設(shè)備運(yùn)行的效率和廢水達(dá)標(biāo)的成功率[3]。

4.2 設(shè)置在線監(jiān)控和監(jiān)測(cè)裝置

精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)監(jiān)控和指標(biāo)監(jiān)控對(duì)保證達(dá)標(biāo)處理具有重要意義。在廢水處理系統(tǒng)中有很多監(jiān)測(cè)池，但中間處理環(huán)節(jié)中比如氧化池、反應(yīng)池、絮凝池中卻沒(méi)有相關(guān)的監(jiān)測(cè)裝置。如若中間一個(gè)環(huán)節(jié)出現(xiàn)問(wèn)題，到最后才會(huì)發(fā)現(xiàn)，這極大地影響了廢水的處理效率。為避免無(wú)用功，需要在重要節(jié)點(diǎn)的構(gòu)筑物中設(shè)置水體監(jiān)測(cè)裝置，以便于在監(jiān)控到異常問(wèn)題時(shí)及時(shí)處理。例如在沉淀池中加入監(jiān)測(cè)水體渾濁程度的儀器，當(dāng)儀器監(jiān)測(cè)到上層水體渾濁程度達(dá)標(biāo)后，說(shuō)明沉淀效果已經(jīng)符合要求；在排放池中加入監(jiān)測(cè)水體流動(dòng)監(jiān)測(cè)裝置，以便與實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)水體流量等。這些改進(jìn)措施會(huì)更加精準(zhǔn)的識(shí)別水體的凈化程度，幫助電廠工業(yè)廢水在處理過(guò)程中更好、更快的實(shí)現(xiàn)水體凈化目標(biāo)。

4.3 改進(jìn)流程環(huán)節(jié)，增強(qiáng)設(shè)備運(yùn)行的安全性和穩(wěn)定性

如何進(jìn)一步提升廢水處理的經(jīng)濟(jì)效益是改進(jìn)廢水處理系統(tǒng)的關(guān)鍵之一。原有廢水處理系統(tǒng)因廢水存儲(chǔ)池足夠大，需要大量人工操作，此外這種大型廢水處理系統(tǒng)往往需要人工處理故障，處理系統(tǒng)的自動(dòng)化性能和對(duì)人友好型性能需要改進(jìn)。首先可通過(guò)在儲(chǔ)水池中設(shè)置最低限位裝置，當(dāng)儲(chǔ)水池中的水位低于限定值，系統(tǒng)將自動(dòng)的停止運(yùn)營(yíng)，整個(gè)廢水處理系統(tǒng)就變得更加智能化和自動(dòng)化，不需要專門(mén)安排工人白天和夜間進(jìn)行值班，極大地解放了人工成本，提升了經(jīng)濟(jì)效益。針對(duì)一些需要人工進(jìn)行攀爬的部位設(shè)置樓梯，以便在發(fā)生問(wèn)題時(shí)可立即檢查故障，避免造成更大的經(jīng)濟(jì)損失，同時(shí)也保證了工人的安全。

4.4 使用更加高效的化學(xué)用品和催化劑

在2類廢水的處理過(guò)程中，懸浮物處理效率不高，這是因?yàn)楹芏?類廢水的懸浮物不僅僅濃度大大超標(biāo)，懸浮物本身的顆粒大小也嚴(yán)重影響了絮凝反應(yīng)[4]。因此有必要對(duì)絮凝劑和助凝劑進(jìn)行使用量的合理分配，如果過(guò)于足量，造成沒(méi)必要的浪費(fèi)，過(guò)于少量則達(dá)不到預(yù)期效果?？梢愿鶕?jù)實(shí)驗(yàn)來(lái)確定最佳助凝劑用量：在沉淀池中取樣，不斷加入助凝劑來(lái)觀測(cè)效果，最終得到一個(gè)最佳的使用量，然后根據(jù)取樣比例算出現(xiàn)有沉淀池中助凝劑最佳的使用量。實(shí)驗(yàn)結(jié)果不僅僅確定助凝劑最佳使用量，還可通過(guò)調(diào)整助凝劑和混凝劑的混合比例達(dá)到最佳處理效果，因此針對(duì)不同水質(zhì)采取不同的試劑用量，才是實(shí)現(xiàn)凈化效果和經(jīng)濟(jì)效益最大化的關(guān)鍵。

5 燃煤電廠工業(yè)廢水處理系統(tǒng)產(chǎn)生的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益

對(duì)于燃煤電廠來(lái)說(shuō)，廢水處理系統(tǒng)還需要考慮經(jīng)濟(jì)效益。某燃煤電廠針對(duì)廢水處理系統(tǒng)優(yōu)化前和優(yōu)化后進(jìn)行了成本核算，數(shù)據(jù)表明：優(yōu)化后的廢水處理系統(tǒng)因故障率更低、自動(dòng)化運(yùn)行縮減了人工成本，凈化生產(chǎn)效率的提高可使每?jī)艋?噸水較之前節(jié)省大概1.1元，積少成多，每年可為企業(yè)節(jié)約十幾萬(wàn)元。很多燃煤電廠將凈化后的水收集起來(lái)進(jìn)行二次的利用，以實(shí)現(xiàn)節(jié)約水資源，緩解用水壓力。

5.1 其他建議

在實(shí)地對(duì)燃煤電廠進(jìn)行踏勘時(shí)發(fā)現(xiàn)一個(gè)問(wèn)題：在廢水處理時(shí)無(wú)任何操作規(guī)范、規(guī)章制度和追責(zé)制度。因此，在優(yōu)化廢水處理系統(tǒng)的同時(shí)，還應(yīng)制定廢水處理的規(guī)范步驟、監(jiān)控制度、值班制度以及追責(zé)制度。

6 結(jié)束語(yǔ)

燃煤電廠工業(yè)廢水往往只能通過(guò)固定的處理系統(tǒng)進(jìn)行處理，只有有效鑒別目前廢水處理系統(tǒng)中存在的種種問(wèn)題，才能夠明確系統(tǒng)的優(yōu)化點(diǎn)和提升點(diǎn)。本文分析了目前燃煤電廠工業(yè)廢水的處理方案，根據(jù)處理流程提出了合理化建議：比如加強(qiáng)設(shè)備的處理效率、設(shè)置在線監(jiān)控和監(jiān)測(cè)裝置、增強(qiáng)設(shè)備運(yùn)行的安全性和穩(wěn)定性及使用更加高效的試劑等?，F(xiàn)階段，燃煤電廠應(yīng)根據(jù)自身特點(diǎn)，積極探索工業(yè)廢水處理系統(tǒng)的優(yōu)化升級(jí)，為實(shí)現(xiàn)廢水的資源化利用打好基礎(chǔ)。