关于电厂生产废水综合处理与回用的工程实践

张欣 邢嘉珅 赵永平

摘 要：文章以西部某电厂为例，对该电厂生产废水综合处理工程进行分析，其废水处理采用的是机械加速澄清池-变孔隙滤池-双膜法工艺，该工艺处理稳定可靠，出水可回用作为循环水补充水。

关键词：生产废水；预处理；双膜法；回用

中图分类号：TM621.8 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2016）21-0007-03

水是人类生活和生产活动中不可缺少的资源。我国的水资源不足已成为制约国民经济和社会发展的重要因素。火力发电厂在生产过程中需要消耗大量的水，每个生产环节都要排放大量的废水。电厂所排放废水对环境污染越来越严重，因此如何处理电厂生产过程中产生的废水并最大限度地回用于生产过程中，已成为行业内普遍受到关注的问题。

本项目结合西部某电厂的工程实践，采用预处理—双膜法脱盐作为核心工艺，出水作为循环水补充水，反渗透浓水作为脱硫系统补充用水，具有典型的代表意义。

1 系统进出水水质及工艺流程

1.1 进水水质

根据电厂所提供的水质报告，循环冷却水排污水处理系统进水水质，见表1。

1.2 出水水质

根据《工业循环冷却水处理规范》（GB50050-2007）中再生水水质标准，结合循环冷却水排污水的水质情况，确定深度处理系统产水水质达到《工业循环冷却水处理规范》（GB50050-2007）中再生水水质标准，具体的水质指标，见表2。

1.3 系统工艺流程

设计进水量为1 100 m3/h，淡水产量为825 m3/h。系统来水包括：循环排污水、除盐及中水站高含盐废水等。水中主要污染物为硬度，悬浮物及有机物。工艺流程，如图1所示。

三种废水经混合后直接进入调节池，在调节池经过均质后，提升至机械加速澄清池，在澄清池中降低悬浮物、暂硬后自流入变孔隙滤池，滤池出水至生水池，经自清洗过滤器、高效纤维过滤器后进超滤、反渗透装置，反渗透产水作为循环水补充水。反渗透浓水作为脱硫系统补充用水。

机械加速澄清池底部污泥排入泥浆池，泥浆水经泵提升至污泥浓缩池，浓缩池上清液返回到调节池，底部浓缩的污泥经污泥泵提升至离心脱水机。离心脱水机产生的污泥储存在污泥斗中，定期用车拖运，离心脱水机冲洗水返回至泥浆池。

整个系统采用DCS控制系统，现场设备可实现实时控制。可自动/手动运行，现场就地控制柜实现现场紧急状况下的手动操作，可实现现场无人值守，操作运行简单且监控方便。

2 单元设计

2.1 调节池

本工程设调节池一座，调节池有效容积为14 m×16 m× 5 m=1 120 m3，水力停留时间=1.02 h。调节池将三股废水均质，经暂时停留后由泵送入机械加速澄清池。

2.2 机械加速澄清池

本工程采用新型的高效机械加速澄清池，对水质及水量的变化适应性强，废水中悬浮物和暂硬去除率高。

水量1 100 m3/h，设计进水量考虑10%的裕水量为1 210 m3/h。分离室上升流速0.9 mm/s，直径24 m，总容积2 650 m3，回流量/进水量=3～5。设置两座，一用一备。

原水泵选用四台，三用一备，Q=400 m3/h，P=0.2 MPa，N= 37 kW。

机械加速澄清池池体采用混凝土，内部结构采用钢结构。钢构件包括桥架、内外反应筒、集水槽、支撑件、固定件和取样装置等，全部构件外部涂防腐涂料3道。

2.3 变孔隙滤池

变孔隙滤池是以“同向絮凝”理论设计的正流深床滤池，采用的滤料粒径及所占的比例相差较大，过滤阻力小，滤速大，不易堵塞，且纳污容量高，反洗周期较长，加入有限量的细滤料，提高对细小悬浮物的去除效果。变孔隙滤池进一步降低废水中的浊度和悬浮物。

本工程采用四台，三用一备，额定出力400 m3/h ，最大出力450 m3/h，滤池面积21 m2，滤池尺寸为5.5×3.82×5.25 m，运行时间18～24 h，变空隙滤池的设计流速19 m/h。

水冲洗强度为15.8 L/s.m2，反洗水量为1 195 m3/ h ，选用反洗水泵四台，Q= 300 m3/h，P=0.2 MPa，N=37 kW。

空气冲洗强度为52.4 m3/m2.h，反洗风量18.5 m3/min ，选用反洗风机两台，一用一备，Q=20.8 m3/min ，P=58.8 kPa。

配水装置采用支母管型，进气装置采用支母管水帽型，支母管采用SS316L不锈钢，水帽采用SS316L不锈钢，其它钢构件为Q235—A钢材，垫层和滤料采用天然海砂。

2.4 生水池

设生水池一座，生水池有效容积为14 m×16 m×4.8 m= 1 008 m3，水力停留时间=0.98 h，对滤池出水进行短暂停留，经生水池后由泵送入自清洗过滤器和高效纤维过滤器。

2.5 高效纤维过滤器

高效纤维过滤器作为膜处理的预处理，具有过滤速度高，去浊效果好，自用水量低的特点。

高效纤维过滤器额定出力350 m3/h，最大出力420 m3/h，直径θ3 000 mm，设计滤速为49.5 m3/h，共计五台，四用一备。清水泵四台，三用一备，Q=420 m3/h P=0.4 MPa，N=75 kW。

反洗气强度60 L/s.m2，反洗风量：25.4 m3/min ， 反洗风机两台，一用一备，Q=25.4 m3/min，P=70 kPa。

反洗水强度10 L/s.m2，反洗水量254 m3/h ，反洗水泵一台；与变孔隙滤池反洗水泵共用，Q=300 m3/h，P=0.2 MPa，N=37 kW。

2.6 超滤装置

经自清洗过滤器和高效纤维过滤器处理后的水，在外力作用下，以一定流速进入超滤系统，沿着超滤膜表面流动，溶液中的溶剂和低分子，无机盐类透过膜进入低压侧，溶液中的高分子，胶体和微生物则被截留。

本工程采用龙膜，膜型号为LWU-P1150。超滤装置为6×220 m3/h，膜面积为51 m2，运行通量为50 L/m2.h，单套膜数量为86只。

单只膜反洗水量为6.4 m3/h，反洗水泵为三台，两用一备，Q=550 m3/h，P=0.2 MPa，N=55 kW。

气擦洗量单只膜为9 Nm3/h，反洗风机为三台，两用一备，Q=12.8 m3/min，P=60 kPa， N=22 kW。

2.7 超滤产水箱

设超滤产水箱两座，θ12 000 mm，有效容积为1 000 m3/座，经超滤产水箱后由反渗透供水泵送入反渗透装置。

反渗透供水泵为三台，两用一备，Q=392 m3/h ，P=0.32 MPa， N=55 kW。

2.8 反渗透装置

超滤出水经高压泵送入反渗透装置，在一定的压力下将溶液中的溶剂分离出来。卷式反渗透膜具有操作压力低，水通量大，抗污能力强，脱盐率高等特点。

本工程采用陶氏反渗透膜BW30FR-400/34i设计。34mil的进水流道，降低了膜元件被污堵的几率，并明显提高了膜元件的清洗效果。反渗透装置为6×196 m3/h，回收率为75%。膜组件一级两段式排列，单套膜系统排列方式为23：11。

反渗透冲洗水泵为一台，Q=250 m3/h，P=0.18 MPa， N=37 kW。

2.9 淡水箱

设超淡水箱一座，θ12 000 mm，有效容积为1 000 m3，经淡水箱后由循环水补水泵送入循环水补水用水点。循环水补水泵为四台，三用一备，Q=300 m3/h，P=0.50 MPa，N=75 kW。

2.10 污泥处理

设泥浆池一座，泥浆池有效容积为12 m×4 m×3.5 m= 168 m3，停留时间=1.68 h，机械加速澄清池污泥自流入泥浆池。泥浆池设置穿孔曝气管对污泥进行搅拌。穿孔管孔径θ8，间隔 100 mm，向下45 °交替排列。考虑到污泥容易堵塞的特性，对穿孔管孔径进行适当放大。

石灰污泥产量850 kg/h，SS污泥产量36 kg/h，总污泥量约为900 kg/h，

机械加速澄清池出泥含水率98%。

污泥泵两台，一用一备，Q=100 m3/h，P=0.2 MPa，N=22 kW。

污泥浓缩池一座，θ12 000 mm，污泥经浓缩后由污泥输送泵送至离心脱水机。

污泥输送泵两台，一用一备，Q=35 m3/h，P=0.2 MPa，N=7.5 kW。

浓缩池出泥含水率93～95%。

离心脱水机两台，一用一备，Q=35 m3/h，进泥含水率5%～7%。工作时间12 h。

3 调试及运行中需要注意的问题

3.1 石灰及污泥系统

石灰及污泥系统容易发生故障，系统停运时注意及时冲洗管路，防止石灰乳和泥浆沉降堵塞管路。

3.2 离心脱水机污泥泵

离心脱水机污泥泵出口宜设置流量计和回流阀，污泥泵宜采用变频控制，便于调节离心脱水机进料量，保证离心脱水效果。

3.3 微生物滋生

夏季应加强管理，防止膜组件微生物滋生，根据水质测定结果调节杀菌剂投加量。

4 经济分析

该工程占地11 485 m2，总投资9 700万元，其中土建投资4 300万元，设备安装及其他投资5 400万元，运行成本0.829元/m3。

5 结 语

①采用预处理—双膜法脱盐处理生产废水并回用是成功的，工艺运行稳定可靠，出水水质优于规范中再生水质标准。将生产废水回用，既节约了水资源，又保护了环境，具有明显的经济效益。

②实际运行管理中，污泥处理是难点。要定时排泥清污，防止污泥板结，影响后续处理。

参考文献：

[1] GB 50050-2007，工业循环冷却水处理规范[S].

[2] 周艳娟，闻学宇.火力发电厂废水处理与回用的研究[J].中小企业管理 与科技（下旬刊），2011，（7）.