火力发电厂煤污水综合回收利用初探

杜啸天

摘 要：煤污水是火力发电厂输煤系统中的一个严重污染源，同时火力发电厂是一次能源的消耗大户，为了更好地降低运营成本，提高经济效益，为了达到国家环境保护的标准，介绍

了火力发电厂煤污水综合回收利用设备改造与技术更新的经验，供煤污水系统设备技术改造时借鉴。

关键词：煤污水；电子絮凝；“零”排放

1 前言

上海吴泾第二发电有限责任公司位于浦江上游的西南，作为沪产首台600MW亚临界燃煤汽轮发电机组机组是国家重点工程和上海市重大工程，是具有1200MW发电容量的大型电厂。两台机组分别于2000年7月10日和2001年5月6日提前投入运营。公司领导以高效、精干、主动、超前的创新思路，结构设置科学，人员配备合理，体现现代企业特征。

火力发电厂一向是物耗和能耗的大户，伴随设备运行，产生一定的工业废弃物，这些如污水及排放，在影响环境的同时，也形成了大量的能源资源的浪费。

2 成果实施背景

火力发电厂是一次能源的消耗大户，有证据显示目前已探明的煤炭储量仅能供人类使用不到100年。在政府大力提倡可持续发展的大政方针下，能源产业也正逐步注重并采取内外兼重的成本管理技术。要进行成本控制，撇开受端因素不谈，内挖潜力，层层分解，逐级落实才是实施节能降本的开始。本着降低经营成本，保护环境，节约水资源，提高资源综合利用率的目的特此立项进行该项目的实施。

3 项目实施

3.1 现状调查

上海吴泾第二发电有限责任公司地处黄浦江上游，其燃料部设备#1～#8转运站、#1～#9皮带机栈桥沿线及煤码头清洁工作全部是用水冲洗，在该项目实施前上述冲洗水也称为煤污水，是靠煤场两侧四只煤泥沉淀池和两只澄清池，经重力机械式澄清后，用泵抽入黄浦江。这样既造成水资源的浪费也会使水环境造成污染。

虽然目前水处理的技术较为成熟，加药、加膜运行化学处理，但存在着较大的废弃物处理，必然会增加废弃物的处理费用，虽然起到了环保节能作用，但投入费用较大，我们本着降低生产成本、保护环境的出发点，来攻克本公司燃料煤污水处理“零”排放项目，使以往的废水经处理后达到循环再利用，真正达到环保（零排放）节能（再循环利用）。从这两个思路出发，经过调研、文献查阅。一种用电子絮凝方式来处理污水的方式进入我们的眼帘，该方式使用物理方法来处理污水。这是一种通过在水中通入电流，从而打破水中悬浮物、乳化或溶解状污染物的稳定状态的污水处理方法。通入水中的电流产生的电能将驱动物质之间的化学反应。当化学反应被驱动或被强制启动后，各种成分及化合物在电流的作用下将趋向寻找最稳定的状态。通常，这种趋向稳定状态的结果会形成一个固体状物质：这种固体状物质将以非胶体或非溶解状态存在，因而容易被下级分离技术去除。

在这种状况下，经过两年时间调研，对比两种水处理方式既化学加药和电子絮凝。经过论证化学加药处理存在药品残留废弃物会造成二次污染，电子絮凝物理方法处理煤污水的废弃物为高浓度的煤污水无二次污染。最终选择了用电子絮凝方法处理煤污水。

3.2 设定目标

电子絮凝处理的优点：

自动：整个系统由PLC控制器全程自动控制

高效：95%的处理水量可以被循环使用

低耗：消耗品仅为电极

环保：相比于化学加药处理不会在处理过程中产生二次污染。

履行社会责任，实现煤污水“零”排放：通过可行性研究，认为能通过项目的实施能确保煤污水不排入黄浦江，避免造成黄浦江上游环境的破坏，同时也避免水处理的废弃物造成的二次污染，从而实现真正意义上的环保。在项目实施调研中，国内电厂煤污水的处理，有两种方法，一种是新建电厂，在建厂设计中，把煤污水排入电厂废水系统统一处理，另一种是已建电厂煤污水单独加药、加膜处理，存在较大的工作量，需要大量的化学药品进行中和处理，同时也产生大量化学废弃物需要进行处理，就调研的结果看：对于吴泾二发电，第一种形式是不可能的，只有采用煤污水单独处理，但从调研结果看，化学加膜、加药处理煤污水存在大量的废弃物，有存在二次污染的可能性，没有从根本上起到环保作用。

项目组大胆设象一种既能起到净化水又没有污染的水处理方式，经过大量的资料文献查阅，找到了一种电子絮凝方式来处理煤污水，既满足我们对污水处理的水质要求，又满足了我们对废弃物排放的要求，同时电子絮凝不存在加药，它产生的废弃物，是少量浓缩的煤污水。可排到沉淀池晒干后是原煤无任何污染。

该项目改造前我公司燃料部原煤污水处理是通过1-8#转运站以及1-9#皮带机栈桥冲洗水汇总至四只沉淀池经过初步沉淀后排入黄浦江。按照上海电力试验研究院对我公司水平衡计算，燃料部日冲洗水量为400吨，因此“零”排放对水资源来说意义重大。按每年251个工作日计算共计节约原水：400×251=100400吨 。

项目实施前排入黄浦江煤污水悬浮物浓度为：860ppm（860mg/L）按照项目实施前每年排入黄浦江煤污水100400吨计算，共计节约原煤：100400×0.86/1000=86.344吨。

因此，该项目实施后既节约了原水又节约了原煤降低了生产成本。

3.3 项目创新性

创新性： 用物理方法的电子絮凝技术处理煤污水降低成本。

電子絮凝技术与化学加药絮凝的相比其区别和优点如下：

3.3.1技术比较

（1）环保方面：

加药絮凝在絮凝过程中加入了大量的离子，使水中的离子增加，使水的腐蚀性增加，产生二次污染，一般来说在絮凝后需要加入酸或者碱中和。

电子絮凝技术在处理过程中主要为物理过程，对于水的本来离子状况并无多大改变，不会影响水的PH值，可以做到真正的环保。

（2）处理效果方面：

由于系统所处理废水本身的SS（悬浮物浓度）、NTU（浊度）等是不断的变化的，而一般的加药絮凝系统的加药比例要么一成不变，要么只是根据处理水量的变化来改变加药量，所以其处理效果并不能持续稳定。

电子絮凝技术物理絮凝的特殊性使得在处理不稳定的水质时，其处理效果能够保持稳定。

（3）使用电子絮凝技术可以提高工业污水的循环使用率：经过电子絮凝系统处理的污水97%以上可以得到再利用。

（4）对污水有消毒作用：电子絮凝技术同时可以杀死污水中的细菌和病毒

（5）防止结垢：电子絮凝技术可以去除水中的部分钙离子。

3.3.2经济性能比较

运行费用（ 以50T/H处理量的一套系统为例）：

传统加药系统：

（1）每年的药品（以聚合氯化铝为例）消耗量大约为RMB12—15万元/年，同时药品的管理、购买等也需要耗费大量的人工。

（2）设备管理：整个系统的运行需要专人管理和操作，需要定额1—2人的费用。

（3）消耗电量：由于需要加药、混凝、中和等过程，其辅助设备较多，电消耗量也就较大，一吨水的耗电量在1度左右

3.3.3电子絮凝系统的设备运行费用综合如下：

（1）电子絮凝器的耗电费用，电子絮凝器的功率为1.5KW。年耗电量为1.5*24*365=13140KW/H， 年处理水量为20*24*365=175200T ，推算出處理每吨水的耗电量为13140/175200=0.075度/吨

原水提升泵电耗：功率为1.5KW，每吨水耗电为：0.075度/吨

中间水提升泵：功率为7.5KW，每吨水耗电为：0.375度/吨

过滤器：总功率为24W，每吨水耗电为：0.0012度/吨

电动阀门：功率为370W，每吨水耗电量为：0.0185度/吨

综上：系统每吨水耗电为：0.5447度/吨

（2）极板更换费用，一套极板的费用为4000美元左右，折和人民币约为32000元，推算出极板处理每吨水的费用为32000/175200=0.18元/吨。

（3）设备检修费用： 电子絮凝系统的系统稳定性决定，设备在大修周期内几乎不需要检修，从现场的运行情况来看，已经运行的系统没有产生检修费用。

（4）管理成本：传统加药系统的后期运行维护工作量大，管理成本较高，而电子絮凝系统全自动稳定运行，无须投入人工管理。

3.4 实施对策：

3.4.1技术路线与运行原理：

对煤污水综合回收利用的系统改造后如下所示：

各转运站煤污水——2#、3#、4#煤泥污水沉淀池——汇总#2煤泥污水沉淀池——初级沉淀池——电子絮凝器——澄清反应罐——中间水池——介质过滤器——清水收集池——各转运站水冲洗系统

3.4.2技术关键点：

在项目开展前期，对上海吴泾第二发电有限责任公司煤污水综合回收利用的可行性进行了详细研究，在可研过程中基本完成了系统的煤污水处理方式，基本方案设计，电子絮凝器型号选择、介质过滤器数量型号选择、预留管道接口、经济性分析计算等工作。

4 实施效果

4.1 经济效益

从现场实际效果看，煤污水除自然损耗外，全部回收利用，使污水得到循环利用，实现了污水处理的零排放，不仅节约了水能源同时也节约了大量的排污费和设备损耗费，从污水处理方法来看：物理方法优越性化学加药法，不仅解决了大量加膜费用、设备损耗费同时也防止了处理水的二次污染，其经济效益和社会效益是巨大的。

该项目总投资228.34万元，以我厂每年节约的水费和排污费54.08万元，年节约原煤费用4.3172万元，合计节约费用为58.3972万元。计该项目投资回收期为3.91年（直线法）。

4.2 社会效益

通过技术设备投资与改造.这些污水进行反复回收与综合利用.再投入生产运行。使每一滴水在这里得到妥善的利用真正实现了污水零排放，形成了一个和谐良好绿色的循环产业链，特别是我厂处黄浦江上游避免了对母亲河的污染。其社会效益远远大于其经济效益。当前国家大力提倡节能减排，节能降耗.而我公司正是从实际出发，投资此套污水闭式循环处理系统设备，从发展循环经济、走节约型发展道路，建设环保型企业，稳步推进节约型企业建设，无疑是大有益处。

参考文献

[1]薛福连.废旧聚酯瓶的回收利用[J]. 再生资源研究. 2001（04）.

[2]刘正平，汪蕊.再生资源回收利用的创举——首台国产废钢破碎生产线通过鉴定验收[J]. 中国资源综合利用. 2001（08）.

[3]胡登士. 废纸充分回收利用与产业化[J]. 福建环境. 2002（05）.

[4]我国废旧轮胎回收利用前景广阔[J]. 中国机电工业. 2002（15）.

[7]田秀玲.回收利用轮胎的创新方法[J]. 橡塑技术与装备. 2002（09）.

[8] 齐桂莲.废聚苯乙烯泡沫塑料的回收利用[J]. 山东农业大学学报（自然科学版）. 2006（01） .

[9]钱伯章.废旧轮胎回收利用政策频频出台[J].橡塑资源利用. 2009（01） .