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關于大型火力發電廠廢水減排工作的探討
摘要：近年來，隨著地區經濟的迅猛發展，環境污染問題也越來越嚴重，防止環境污染，保護環境，維持生態平衡，已成為社會發展的一項重要舉措，盡可能減少廢水排放成為各個生產企業義不容辭的責任和義務。做為用水大戶的火力發電廠就更應該對廢水進行合理的規劃和處理、采取有效措施來減少環境污染。
關鍵詞：改造 環保 處理
一、廢水減排工作提出的背景
托克托發電公司自2003年1、2號機組分別投產后，以每年兩臺機組的投產速度發展了4年，共建成8臺600MW和2臺300MW的火力發電機組，其中4臺600MW機組凝汽器采用直接空冷技術，并全部采用濕法脫硫工藝。全廠水源由地下水和黃河水供給，地下水主要作為生活用水，黃河水作為生產用水。為了節水減排和達標排放，先后建成了煤泥水處理裝置、工業廢水處理站、生活污水處理站、含油廢水處理裝置、脫硫廢水處理中心、循環水排污水處理站等設施，使得各類廢水都分類處理并進行綜合利用，但是由于裝機容量大，且濕冷機組較多，造成外排廢水較多。2010年，生活水用量180萬噸，黃河水用量約4205萬噸，廢水排放量為936.3萬噸。為響應“優化運行、降本增效”號召，通過對公司用水、排水系統進行全面排查發現水資源利用不合理，廢水外排量大;具有很大的節水、減排空間。
二、具體的做法
1、外排廢水回用改造工程
原脫硫用水取自5號、6號水塔，由于脫硫用水量大于5號、6號水塔排污量，造成5號、6號水塔濃縮倍率低，冬季時5號、6號水塔濃縮倍率常低于2倍(正常控制在3.5～4.5倍)，造成水的浪費和水塔加藥藥品浪費。改造將外排廢水引至脫硫系統替代循環水作為水源，既解決外排廢水的問題，又解決了水塔濃縮倍率不均衡的問題。正式投運后，5、6號水塔補水量減少了200t/h，濃縮倍率上升至4.0左右。
2、循環水排污水處理站預處理廢水回用
循環水排污水處理站水源來自一、二期機組循環水排污水，排水作為二、三、四期鍋爐補給水處理站除鹽水系統水源，廢水直接排向廢水系統。其中預處理廢水主要是由機加池泥水、過濾器反洗水、超濾反洗水等組成，廢水量與投運設備多少有關。改造將循環水排污水處理站過濾器、超濾反洗廢水收集至新建廢水處理沉淀池，經過簡單沉淀處理后補入生水池。超濾自用水量約10%，砂濾自用水量約5%，循環水排污水處理站設備正常消耗水量約為600t/h，按減少外排15%水量計算，每天可減少外排水量約2200噸，同時節約黃河水量2200噸/天。
3、再生資源回水系統優化運行
再生資源回水原設計經過冷卻、除鐵后回收至呼熱機組凝汽器，由于供汽、回水管路長，再生資源工藝系統硅、鐵含量高，導致再生資源回水不能滿足凝汽器回水水質要求，不能按原設計進行回收，造成熱量和水量的浪費。
對再生資源回水回收系統進行改造，將再生資源回水回收至化學水處理陽床入口，經過二級除鹽處理后再做為呼熱機組鍋爐補給水，補至呼熱機組凝汽器。改造后扣去除鹽系統再生自用鹽水，水量回收率在98%以上，熱量全部回收。
再生資源回水回收利用后，按目前每天回收1000噸水量計算，可節約制水費用約2萬元，如系統運行穩定，按設計回收水量60%計算，每天可回水約2400噸，可節約制水費用約4.5萬元。
4、連排疏水回收利用
連排疏水原設計回收至水塔，由于連排疏水水質接近于爐水水質，遠好于黃河水水質，降級使用造成水量的浪費;同時由于連排疏水溫度約80℃，排至水塔造成熱量浪費。改造將連排疏水送至制水系統生水池，使得水量、熱量都得到了有效利用。
5、鍋爐補給水處理站反滲透濃水回收
鍋爐補給水處理站超濾和砂濾原設計反洗用水為自身設備出水，超濾自用水量10%，砂濾自用水量5%，不僅浪費水，而且造成實際產水量達不到后續反滲透進水量需求。反滲透產水具有含鹽量高，雜質低的特點，能夠滿足超濾、砂濾的反洗水水質要求。通過改造將反滲透產水回收至超濾產水箱和砂濾反洗水池，用于超濾和砂濾反洗用水。鍋爐補給水處理站正常消耗水量為200t/h，按節約15%水量計算，每天可節約黃河水720噸，年節約黃河水約26萬噸。
6、空冷島噴淋水系統改造
空冷島噴淋用水原設計為除鹽水，經過實驗對比，將6號機組噴淋用水改造使用循環水排污水處理站反滲透產水，減少了除鹽水的直接消耗;同時改造使用高效的霧化噴嘴，節約了噴淋水量。
7、工業廢水處理站出水綜合利用
工業廢水處理站設備長期帶病運行，出水受灰渣廢水影響而存在不合格情況，無法綜合利用。治理首先對懸浮物含量大的廢水實行就地清濁分離，然后投運了絮凝系統，修復了澄清、過濾設備，使得工業廢水處理站出水合格，最終作為了中壓服務水水源。實現了綜合利用的目的，可減排廢水100t/h。
8、灰渣廢水治理
長期以來，灰渣廢水外排量較大，影響外排廢水指標。主要是補水自動化程度低，冷卻水用量大，沒有緩沖能力。通過提升緩沖容量，加裝凈水設備，實現渣水系統本身的內部循環，杜絕外排灰渣廢水：一期機組設備對溢流的渣水進行沉淀、過濾，凈化后的渣水做為密封水泵的水源;二三四期機組對撈渣機槽體實現自動補水，保證不溢流也不影響水封。灰渣廢水自循環后，不再排至工業廢水處理站，大大減輕了廢水處理設備負擔，徹底解決了工業廢水處理站出水水質不合格的問題。
9、生活水治理
全廠生活水統一由地下水供給，一共有11臺生活水泵，總出力為380t/h。生活水主要供給宿舍樓、辦公樓用水和其他生活區域用水，如食堂等地用水，另外一部分水供給廠外煤場及綠化用水。對生活水系統普查后，發現生活水用量很大，2010年月均供水量達到15萬噸，另外，部分生活水供水、用水管線沒有安裝計量儀器或計量儀器數值失真。
針對生活水系統存在的問題，首先對供水、用水管線進行查漏，共更換、新裝水表21塊，更換閥門25個;然后對各用水單位進行計量，對人均用水較大的單位采用限供、停供的方式限期整改，同時將綠化用地下水的系統全部改用黃河水做水源;最后修訂下發了用水管理辦法，設立了監督體系，定期統計用水情況。由此地下水供水量減少到8.8萬噸每月，廠內人均用水量由原來的1.01噸/人・天降為0.37噸/人・天，減少消耗地下水約6萬噸/月;停運5臺取水泵，年節約電能192720kwh。
10、循環水排污水治理
公司循環冷卻水采用的是開式循環冷卻水系統，為了節水，循環水濃縮倍率都控制在3.5～4.5之間。按設計， 1、2號水塔循環水作為消防服務水蓄水池、循環水排污水處理站水源，供水量在750t/h左右; 3、4號水塔循環水作為二期消防蓄水池水源并可以排污至6號水塔，總排水量在400t/h左右; 5、6號水塔循環水作為全廠脫硫、三四期中壓服務水、四期消防蓄水池水源，總排水量在800t/h左右; 11、12號水塔循環水作為輸煤、除灰、脫硫系統水源，供水量約50t/h。
循環水系統存在的問題主要是，循環水濃縮倍率不均衡，總體偏低，部分冷卻水塔還需要開排污調節濃縮倍率。主要是由于各水塔循環水取水量不均衡， 5、6號水塔取水量較大，除了凝汽器冷卻用外，還要給脫硫系統650t/h、中壓服務水系統150t/h，總供水量約為800t/h;1、2號水塔供給循環水排污水處理站650t/h、供一期中壓服務水系統100t/h，總供水量為750t/h;而3、4號水塔循環水只是通過DN350的管路排向6號水塔，排放量不超過400t/h。11、12號水塔循環水只供給輔助系統60t/h。根據經驗數據，在現在的濃縮倍率控制標準下，大水塔排污量在300t/h左右較合適，低于此數值的冷卻塔循環水的濃縮倍率會超標，高于此數值的水塔濃縮倍率會偏低。另外， 5、6號水塔只是作為三、四期機組的小機凝汽器循環水冷卻，蒸發量較小，而水塔本身設計容量又較大，因此本身濃縮水平較低。
針對循環水排污水存在的問題，對全廠循環水系統進行全面排查，將一期機組冷卻塔只供循環水排污水處理站作為化學制水水源;將二三四期機組冷卻塔循環水排污水供脫硫系統使用，二期機組冷卻塔循環水至6號水塔敷設排污管作為調節。
自完成此項工作后，實現了1～6號冷卻塔不排污，與2010年相比，每年可減排廢水135.32萬噸。
11、化學廢水治理
為了降低一期鍋爐補給水處理站自用水率，考慮到水源為水質較好的黃河水，將反滲透濃水回收作為超濾反洗水，增加廢水利用梯次，月減排廢水3.6萬噸，減少黃河水用量3.6萬噸/月。
為了降低循環水排污水處理站自用水率，將超濾反洗水回收至生水池循環利用，提高廢水梯級利用率，月減排廢水10萬噸，減少黃河水用量約10萬噸/月。
12、脫硫廢水綜合利用
脫硫廢水是全廠水系統最末環節，水質最差，排放量約60t/h。脫硫廢水經過沉淀、絮凝處理后進行綜合利用。改造代替工業水作為干灰加濕攪拌水源，分別給一二三四期灰庫、灰場、場外輸灰7號轉運站做抑塵、噴淋使用，目前運行良好。
三、結論
如上各項改造措施在2013年實施以后，節約生水和減排廢水方面效果突出，與2010年相比，2013年發電綜合水耗下降了18%，排水率下降了48%。經濟、環保效益突出。按照黃河水1.5元/噸，地下水2.0元/噸，廢水0.6元/噸估算，與2010年相比，2013年節約水費、排污費合計1428萬元以上，實現了較好的經濟效益和社會效益。
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