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对实现火电厂废水零排放的技术与方法探讨
发布时间:2011/5/30  阅读次数:2052  字体大小: 【】 【】【
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摘 要:火力发电厂是用水量较大的工厂之一,面对水资源的匮乏及污染,应用废水零排放技术控制排水量、加强废水资源化是实现节水和废水治理的重要手段,应加强对该技术的研究与推广。
  关键字:火电厂;废水零排放;水系统;排污
  
  1 实现废水零排放的关键技术
  1.1 自净式生活废水净化技术
  自净式生活废水净化技术是以水解(HUSB)方式对废水中的有机污染物进行生物降解,将长链有机物和部分无机物(如悬浮物等)分解成短链有机物,增加废水的可生化性。该技术运行成本低、免维护,适应水量、水质负荷变化能力强,使用寿命长,运行稳定。
  生物膜法治理生活废水是该技术的关键所在。细菌、原生动物、后生动物等微生物在滤料或某些载体上生长繁殖,形成膜状活性污泥,与污水接触,生物膜上的微生物摄取污水中有机污染物作为营养,从而使污水得到净化。
  该工艺由厌氧接触膜式水解沉淀反应器、厌氧生物滤池、徽氧接触氧化反应器三部分组成。很好地解决了水中大分子有机物、悬浮物转化,溶解性CODcr的降解,保证了出水水质达标。
  厌氧水解沉淀反应器的目的和作用主要体现在能去除80%以上的进水悬浮物,并且在厌氧苗的水解作用下,将悬浮物中的47.8%水解成为溶解物质。水解沉淀反应器去除有机物(以CODcr表示)占全流程去除有机物总量的50%左右,其次将不溶性有机物转变为可溶性有机物,大分子物质分解为小分子有机物,为后续反应提供有利条件。
  厌氧生物滤池最大的优点是保证出水CODcr,悬浮物的稳定性。同时在该反应器的设计中保存着一定程度的高浓度的污泥层,起着污泥床的作用,在这一层中污泥中有机物的降解十分迅速,并且对于控制反应器内的污泥量有利。BOSS、SS的去除率分别为70%-80%、7O%。
  二级处理之后出水中的有机物已经很少,但为了更进一步地改善出水水质,还要采用微氧接触氧化反应器来保证出水水质的稳定性。
  1.2 两相流废水分离净化技术
  两相流废水分离净化技术是采用一次加药混凝、在1个设施内完成絮凝、沉淀、澄清、浮选、浮渣刮除和污泥浓缩等工艺过程,使水中的泥砂、悬浮固形物、藻类悬浮物和油在同一设施内分离出来,同时分别从该设施的顶部和底部排出。并可通过变频调速,液位和差压控制来实现机电一体化自动控制运行。该技术的优点是投资省、能耗低、加药量少、运行费用低,自动化程度高,适用范围广,操作管理简单。
  该技术采用的设施型式与机械搅拌澄清池基本类同。其底部为锥形污泥浓缩区,池内设混凝和絮凝反应室、沉淀分离区、斜管沉淀区、澄清区、加速导流区、气化水分流器和释放器、多孔集水管及浮选区,顶部设浮渣收集槽和刮渣机。侧壁外设液位调节水箱、液位控制器和气化水发生器,进水管和排水管分别设在池底和调节水箱底部,排泥管和排渣管亦设在底部。
  水源水或废水经水泵提升后,与通过低速喷射器进入混凝反应室和絮凝反应室的凝聚药剂混合,反应后形成的絮凝体进入沉淀分离区。大颗粒絮凝体在沉淀区迅速沉淀分离后进入污泥浓缩区进一步浓缩。沉淀分离后的水上升进入斜管沉淀区,通过斜管通道时,水由直流上升改变为斜向上升,降低流速,促使水中小颗粒絮凝体在斜管中沉淀、聚集增大,并回落到沉淀区沉淀分离。水通过斜管沉淀区后继续上升流入澄清区使水中质量较大的颗粒固形物继续下沉,上层水进一步澄清后继续上升。水中剩余的细、小、轻絮凝体,藻类悬浮物或密度接近于水的悬浮固形物及剩余的油类,则与水一起经加速导流器加速,快速进入浮选区。由气化水发生器供给饱和气化水,通过气化水分流器和释放器在浮选区内均匀释放出雾状饱和气化水,它们在浮选区内经气力搅拌混合后形成微细气泡,水中的剩余絮凝体、藻类悬浮物、悬浮固形物和油类等与微细气泡充分接触,被气泡静电吸附逐渐增大,并在气泡的浮力顶托下迅速浮出水面形成浮渣。浮渣由顶部刮渣机通过刮渣板刮入浮渣收集槽并经排渣管排出。浮选区经浮选后的清水由集水管收集后经液位调水箱的排水管排出。
  1.3 超滤及反渗透膜技术
  超滤膜的分离机理一般认为是筛分作用,其分离是分子级的,可截留溶液中溶解的大分子颗粒,通过溶剂和小分子溶质。本系统所选用的超滤膜是介于超滤和微滤之间的一种新型膜处理工艺,又称超微滤。其膜的平均孔隙在0.01~0.2μm,采用中空纤维结构,材质为高分子聚丙烯,可以截留水中的悬浮物、胶体、大于0.2μm的颗粒性杂质和部分有机物,并采用先进的水-气洗工艺,可将截留在膜表面的杂质彻底清除,恢复膜的过滤性能,延长超滤膜的运行寿命。
  反渗透技术是利用半透膜原理,在膜的盐水侧施加一个大于渗透压的压力,使盐水侧的水流人纯水侧。本系统选用的反渗透膜元件采用美国DOW公司生产的高脱盐率超低压卷式复合膜BW30-365FR,材质为芳香聚酰胺,其单膜的脱盐率高达99.5%。抗污染复合膜除具有普通复合膜的操作压力低、水通量大、脱盐率高等优点外,还具有抗污染能力强、水量平均、易清洗、使用寿命长等特点。
  2 实现废水零排的实施方案优化
  通过上述对关键技术的探讨,我们要对废水、灰水系统综合考虑,重新分配全厂水系统,选取实现废水闭路循环的最优化回收利用方案,进而达到最佳的经济效益、社会效益和环境效益。
  2.1 将化学处理系统(包括凝结水精处理系统)产生的酸碱废水、反渗透装置的浓水以及化学试验室排水排入化学水处理池,然后进入灰浆池与灰浆水混合,再打往灰场。而对于化学水处理系统(包括凝结水精处理)的清洗水、冲洗水因水质较好,水量也大,则经废水处理系统处理后回收利用。
  2.2 锅炉排污水、水汽取样水等水质较好,可单独回收,用于锅炉补给水处理的反渗透进水,既可减少地下水的取用量,又可减轻废水处理压力,节约能源,同时,还可以作为循环冷却水的补充水。
  2.3 生活污水在进入污水处理站之前基本已分解完毕,此时的生活污水有物机含量较低,水质较好,若以生物转盘降解效果较差。而粉煤灰可以吸附水中有机物,因此,可将生活污水打入灰浆池,通过灰水管道送至灰场,既可以减少对外界环境的污染,又降低了运行成本。
  2.4 循环冷却水浓缩倍率较高,提高了水中各种离子的浓度,如果直接将其排入综排水系统,在综排水回收的情况下实现闭路循环势必造成循环冷却水系统含盐量不断升高,形成恶性循环,给循环水处理系统增加负担。可将此排水用于冲灰、渣,利用粉煤灰中的活性氧化钙成分,吸附水中有机物、重金属等有害物质,并形成沉淀与粉煤灰一起沉积下来。
  2.5 汽机房及锅炉区域排水含有油污及飞灰,可将这部分排水进入锅炉下冲渣池,用于冲渣,并将电除尘区域排水全部排入冲灰池。
  2.6 如果厂区的含油废水量较少,基本都集中在油泵房和卸油区,并且离煤场很近,可以将这部分废水用于煤场喷淋,防止扬尘。
  3 废水零排放投资概算及效益分析
  3.1 优化全厂用水系统,提高工业水重复利用率。这部分改造主要是铺设一些回用管道,以及加强全厂的水务管理工作,对于2×300MW机组该部分投资概算为50万元,实施后每小时可节约用水500吨,一年可以节约新鲜水用量100万吨。
  3.2 废水处理及回用部分投资概算。废水如果按最终需处理200吨/小时计算,其中土建部分需要建设调节池、两相流固液分离池、无阀滤池、污泥池、综合机房,设备需购置安装提升泵、自动加药装置、潜水泥浆泵、气水混合机,总投资约需150万元,年运行费用约60万元,单位水处理成本约0.34元/m3。
  3.3 效益分析。实施废水零排放后,电厂每小时可减少取水700吨,减少废水外排量700吨/小时,取水费按1.0元/吨,排放费按0.5元/吨计算,每年可节约成本70万元以上。
  
  参考文献
  [1] 祁鲁果,李永存,宋业林.工业用节水与水处理技术术语大全[M].北京:中国水利水电出版社.2003.
  [2]王佩璋.论国内大型火电厂水务管理指标与节水技术[C].火电厂水务管理和废水治理学术会议论文集,南昌:1991
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