燃煤电厂工业废水处理系统优化改造探究

汪 啸 张仲芳 吴丽燕

1.浙江双良商达环保有限公司；2.浙江沐宸生态科技有限公司；3.杭州绿夏环境科技有限公司

1 引言

燃煤电厂在进行工业废水处理时，常因设备老化造成废水处理不达标，监测装置不完善导致数据误差。因此，我们从燃煤电厂工业废水处理系统的认识出发，识别废水处理系统存在的关键问题点，从而探究出废水处理系统的优化方案，最后阐述优化提升后带来的社会效益和经济效益，以期让更多燃煤电厂意识到工业废水处理系统优化的益处。

2 电厂工业废水处理系统阐述

目前，燃煤电厂工业废水因产生的方式不同其酸碱度有明显的区别，以华北某电厂为例，该厂为便于进行废水处理，将产生的废水分为两大类：1类污染废水和2类污染废水。1类废水往往pH值指标偏低，呈酸性。2类废水pH值指标偏高，呈碱性。这两类废水经处理后pH值能够控制在6~9之间，其他污染指标均在国家允许的范围内，就可以正常排放，不会污染环境。

2.1 1类污染废水的处理方案

以华东一家燃煤电力发电厂为例：该厂产生的1类废水的pH值在2-5之间，针对其ph值，应进行加碱平衡。该厂1类废水主要是由燃煤电厂的锅炉水循环系统中产生的，另外电厂进行实验的时候也会产生少量的1类废水。

2.2 2类污染废水的处理方案

以该厂为例：该厂产生的2类废水的酸碱度指标在7-10之间，水质呈碱性，可通过酸碱平衡来中和。2类废水中悬浮物的含量高于国家规定的标准,因此必须对2类废水中悬浮物处理后方可外排。通过实地调研可知，2类废水主要产生的渠道是电厂煤炭场中回收的废水、发电设备产生的废水以及电厂预处理系统排出的泥浆中的废水。

3 燃煤电厂工业废水处理系统目前存在的问题以及上述废水的优化处理方案

3.1 1类废水处理原理

1类废水处理比较简单，只需要进行酸碱中和，其处理系统主要是由储存池、酸碱中和池以及监测池组成[2]。电厂生产的1类废水首先被存储在储存池中，然后通过监测设备检测出该储存池中的1类废水酸碱值到底是否符合标准：如符合标准则将储存池中的1类废水流放到监测池中；如不符合标准，则将储存池中的废水流放至中和池中进行中和反应，达标后再排放到监测池中。监测池池底的监测设备对池中的水进行连续监测，在一定时间内池中的水符合排放标准，可正常排放。处理过程如图1所示。

图1 1类废水处理流程示意图

3.2 2类废水处理原理

2类废水不仅仅需要处理其酸碱度，还需要对悬浮物进行处理。2类废水处理系统主要包括储存池、反应池、氧化池、凝聚池、沉淀池、中和池、浓缩池等。电厂收集产生的2类废水储存在储存池中，然后加入适量的化学剂进行酸碱度中和，之后通过加入混凝剂进行处理，使其在之后的絮凝池中更好地进行絮凝，絮凝池中可加入适量的助凝剂，最后在斜板沉淀池中进行沉淀。工作人员对沉淀池中的水质进行二次酸碱度监测：假如酸碱度不符合标准，需要根据目前的酸碱度来加入氯化氢或氢氧化钠来进行中和；如符合标准后再将沉淀池中的泥浆排入浓缩池中进行过滤。最后将处理后的水统一收集到监测池中，持续监测，直到合格后方可排出。

图2 燃煤电厂工业废水处理实景图

4 燃煤电厂工业废水处理工业废水处理系统提升优化点

根据上述废水处理流程可见，废水处理系统环环相扣，任何一个环节出现问题或者效率不高均可能失败，最终导致回炉重造。若改进废水处理系统的各个环节的效率，可节省大量的时间成本的经济成本。下文将对废水处理系统的提升点进行有效地探究和合理化的建议。

4.1 更换低效设备，加强设备的处理成功率

以该厂为例：实地调研发现废水处理系统中很多的设备老化，无法持续运行或者运行效率低，这些因素造成了系统运行中大量的重复性工作。比如2类废水处理中过滤压缩机械装置，此装置运行时消耗大量能量，运行过程复杂容易出现故障。针对这个问题可以去掉过滤压缩这个装置，通过增加足量的助凝剂来实现同样的效果，节省经济成本的同时也提高了加工的一次成功率。此外将监测池中的取样装置用自吸装置替代，可自动取样操作，同时防止水样二次污染的风险。对整个处理系统进行全盘的检查和局部的替换，可保证设备运行的效率和废水达标的成功率[3]。

4.2 设置在线监控和监测装置

精准的数据监控和指标监控对保证达标处理具有重要意义。在废水处理系统中有很多监测池，但中间处理环节中比如氧化池、反应池、絮凝池中却没有相关的监测装置。如若中间一个环节出现问题，到最后才会发现，这极大地影响了废水的处理效率。为避免无用功，需要在重要节点的构筑物中设置水体监测装置，以便于在监控到异常问题时及时处理。例如在沉淀池中加入监测水体浑浊程度的仪器，当仪器监测到上层水体浑浊程度达标后，说明沉淀效果已经符合要求；在排放池中加入监测水体流动监测装置，以便与实时监测水体流量等。这些改进措施会更加精准的识别水体的净化程度，帮助电厂工业废水在处理过程中更好、更快的实现水体净化目标。

4.3 改进流程环节，增强设备运行的安全性和稳定性

如何进一步提升废水处理的经济效益是改进废水处理系统的关键之一。原有废水处理系统因废水存储池足够大，需要大量人工操作，此外这种大型废水处理系统往往需要人工处理故障，处理系统的自动化性能和对人友好型性能需要改进。首先可通过在储水池中设置最低限位装置，当储水池中的水位低于限定值，系统将自动的停止运营，整个废水处理系统就变得更加智能化和自动化，不需要专门安排工人白天和夜间进行值班，极大地解放了人工成本，提升了经济效益。针对一些需要人工进行攀爬的部位设置楼梯，以便在发生问题时可立即检查故障，避免造成更大的经济损失，同时也保证了工人的安全。

4.4 使用更加高效的化学用品和催化剂

在2类废水的处理过程中，悬浮物处理效率不高，这是因为很多2类废水的悬浮物不仅仅浓度大大超标，悬浮物本身的颗粒大小也严重影响了絮凝反应[4]。因此有必要对絮凝剂和助凝剂进行使用量的合理分配，如果过于足量，造成没必要的浪费，过于少量则达不到预期效果。可以根据实验来确定最佳助凝剂用量：在沉淀池中取样，不断加入助凝剂来观测效果，最终得到一个最佳的使用量，然后根据取样比例算出现有沉淀池中助凝剂最佳的使用量。实验结果不仅仅确定助凝剂最佳使用量，还可通过调整助凝剂和混凝剂的混合比例达到最佳处理效果，因此针对不同水质采取不同的试剂用量，才是实现净化效果和经济效益最大化的关键。

5 燃煤电厂工业废水处理系统产生的社会效益和经济效益

对于燃煤电厂来说，废水处理系统还需要考虑经济效益。某燃煤电厂针对废水处理系统优化前和优化后进行了成本核算，数据表明：优化后的废水处理系统因故障率更低、自动化运行缩减了人工成本，净化生产效率的提高可使每净化1吨水较之前节省大概1.1元，积少成多，每年可为企业节约十几万元。很多燃煤电厂将净化后的水收集起来进行二次的利用，以实现节约水资源，缓解用水压力。

5.1 其他建议

在实地对燃煤电厂进行踏勘时发现一个问题：在废水处理时无任何操作规范、规章制度和追责制度。因此，在优化废水处理系统的同时，还应制定废水处理的规范步骤、监控制度、值班制度以及追责制度。

6 结束语

燃煤电厂工业废水往往只能通过固定的处理系统进行处理，只有有效鉴别目前废水处理系统中存在的种种问题，才能够明确系统的优化点和提升点。本文分析了目前燃煤电厂工业废水的处理方案，根据处理流程提出了合理化建议：比如加强设备的处理效率、设置在线监控和监测装置、增强设备运行的安全性和稳定性及使用更加高效的试剂等。现阶段，燃煤电厂应根据自身特点，积极探索工业废水处理系统的优化升级，为实现废水的资源化利用打好基础。