火力发电厂含煤废水处理工艺的选择

黄伟

(大埔发电有限公司，广东 梅州 514000)

0 引言

由于我国人多水少、水资源时空分布不均的基本国情和水情，国家已经出台严格的水资源管理制度，如何节约用水、高效用水已成为一项基本国策。为了减轻环保压力，减少污废水对外排放甚至实现零排放，把含煤废水处理后回收利用成为目前火力发电厂一项节水和环保措施。火力发电厂含煤废水主要来源为输煤栈桥水力冲洗排水、暖通除尘排水、转运站冲洗排水及煤仓层冲洗排水。该类废水悬浮物含量、色度值均较高[1]，污染物成分相对单一，主要为煤颗粒。

1 两种含煤废水处理工艺

目前国内新建机组普遍采用的含煤废水处理系统工艺于2001年首次在电厂投入使用[2]，经过不断改进和优化，已经成为电厂含煤废水处理的基本设计。其工艺流程是：含煤废水进入平流沉淀池后，在管道中加入混凝剂和助凝剂，通过提升泵将废水打入一体化高效净化器，处理合格后的净水从装置上部排出，污泥在装置底部沉淀和浓缩后定期外排。当净化器压差达到一定程度时，通过清水反洗，将装置内滤料层上黏附的煤泥清除。该系统的核心设备是高效净化器，加了药的废水由底部进入净化装置，通过旋流分离、重力沉淀和悬浮滤料过滤后[3]，净水从顶部排出。

区别于上述含煤废水处理工艺，目前有一种采用物理过滤方式对含煤废水进行处理的工艺。该工艺流程与上述工艺大体相同，取代高效净化器的是内部布置有陶瓷管的过滤器。陶瓷管由硬度较高的瓷刚玉制作而成，具有良好的物理性能和稳定的化学性能，管内分布纵横交错、大小不一的微孔，过滤时悬浮物被截留在陶瓷管上，因此净化能力很强。而且陶瓷管具有很好的吸附能力，材质中含有菱镁矿物质及活性的Y-Al2O3，滤液流动时，在游离氧的作用下形成一定数量的生物膜链，起到一定的净化作用。当系统压差达到一定程度时，通过水气合洗，将截留在陶瓷管上的煤泥清洗去除。目前该工艺应用还不广泛，国内只有几个电厂有实际运行经验。

2 技术、经济性对比

大埔发电有限公司含煤废水处理系统处理的废水来源于输煤系统转运站、皮带机廊道冲洗排水，煤场喷淋水以及煤场的初期雨水。按照杨明提出的煤场雨水量计算公式[4]，并根据大埔县1953—2008年平均降雨量、煤场面积以及工程运行产生的废水量，得出含煤初期雨水量为15 651 m3/a，输煤系统等冲洗水量为77 000 m3/a，因此含煤废水量=含煤初期雨水量+输煤系统等冲洗水量=92 651 m3/a。现就大埔发电有限公司含煤废水采用上述两种处理工艺进行技术、经济性对比(见表1)，具体计算说明如下。

表1 大埔电厂含煤废水处理工艺技术、经济性对比

(1)加药处理工艺。系统出力为2×50 m3/h，包括2台一体化高效净化器、3台18.5 kW的提升泵(2用1备)、2台30 kW的反洗水泵、2台0.37 kW的混凝剂加药泵以及2台0.37 kW的助凝剂加药泵。

(2)陶瓷管过滤工艺。系统出力为4×15 m3/h，包括2台陶瓷管过滤器、4台2.2 kW的提升泵、2台7.5 kW的反洗水泵及2台7.5 kW的空压机。

(3)药费。加入的药剂为聚合铝和聚丙烯酰胺，处理1 m3废水需加0.22 元药剂，因此药费=92 651×0.22×10-4=2.04(万元)。

(4)加药处理工艺电费(以每天反洗1次，1次10 min计)。

运行电耗=92 651÷50×(18.5+2×0.37)=35 652(kW·h)，

反洗电耗=(30×1/6×2)×365=3 650(kW·h)，

电费=(运行电耗+反洗电耗)×上网电价=(35 652+3 650)×0.389×10-4=1.53(万元)。

(5)陶瓷管过滤工艺电费(以每天反洗1次，1次10 min计)。

运行电耗=92 651÷15×2.2=13 589(kW·h)，

反洗电耗=(7.5×1/6×4×2)×365=3 650(kW·h)，

电费=(运行电耗+反洗电耗)×上网电价=(13 589+3 650)×0.389×10-4=0.67(万元)。

3 结论

由上对比可知，两种工艺均能满足环保要求，加药处理工艺投资和运行费用高，操作量大，且煤泥由于加药的缘故不易干化，较难回用于锅炉燃烧。陶瓷管过滤工艺在投资和运行费用上较前者省，且无需配药，因此从技术、经济性角度考虑，采用陶瓷管处理工艺比加药处理工艺更适合大埔发电有限公司含煤废水处理，而且对大埔发电有限公司实现废水零排放和煤泥充分利用有较大的帮助。

参考文献：

[1]朱学兵,韩东浩,徐忠明,等.火电厂含煤废水处理及回用系统设计[J].热力发电，2008,37(1):104-108.

[2]马英,张成舜.含煤废水处理工艺在电厂的应用[J].华北电力技术，2002，32(1)：31-34.

[3]李俊文,王晶冰,张立军,等.高浓度一体化含煤废水处理装置的研究[J].陕西电力，2008，36(2)：28-31.

[4]杨明.火力发电厂含煤废水处理系统设计[J].给水排水，2009，35(4)：69-71.