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山东大学硕士学位论文火力发电厂废水处理回用姓名：王爱玲申请学位级别：硕士专业：动力工程指导教师：路春美20040410n摘要水是宝贵的自然资源，是工农业生产和人民生活的必不可缺少的物质。我国的淡水资源匮乏，已成为困扰工业企业生产和发展的～个重要问题。另一方面，较低的污染治理效果和重复利用率，也间接加剧了水资源匮乏的局面。火力发电厂在生产过程中要消耗大量的水，每个生产环节要排出大量的废水。由于电厂所排废水对环境污染愈来愈严重，而淡水资源又严重匮乏，如何处理电厂生产过程中产生的废水并最大限度的回用于生产过程中，已成为行业内普遍受到关注的问题。本文针对以上情况，采用理论与实际相结合的方法，结合本人在工作实践中所遇到工程实例着重介绍了工业废水集中处理和循环水排污水处理回用的方法。一般而言，在国内300MW以下机组工业废水采用分散处理的方法，工业废水集中处理系统应用于300Mw以上机组。由于各大电厂收集的工业废水主要来源于化学水处理系统的再生排水和其他一些冲洗排水，其特点为PH值和悬浮物超标，因此，主要的处理方法为调节PH值，降低悬浮物的含量。山东莱城电厂的工业废水集中处理系统已经得到很好的应用，主要采用PH中和、絮凝、澄清的处理工艺。山东滕州新源热屯有限公司扩建工程的工业废水集中处理系统处于设计阶段，其处理工艺在PH中和、絮凝、澄清处理的基础上，增设了污泥处理系统。循环水排污水回收再利用的方法主要有膜法处理方法和传统的澄清过滤方法，两种方法各有千秋，适用于不同的水质。山西大同二电厂循环水排污水回收采用超滤加反渗透的膜处理工艺，该工艺技术先进，占地面积小，运行过程中不消耗酸碱。华能白杨河电厂循环水排污水回收作锅炉补给水水源方案设计预处理采用传统的澄清过滤工艺，该工艺比较成熟，运行人员操作熟练。本文所介绍的方法可以很好的解决电厂工业废水排放的难题，使工业废水达标后排放。另外，对于缺水地区进行循环水排污水回收再利用，节约淡水资源，具有非常重要的意义。关键词：：亡业废水循环水排污水处理回用nABS‘IRAC‘】。Waterisapreciousnaturalresource，andjtisanesentialmaterialforindustria1production，agriculturalproductionandpeople’s1ife．Freshwatersh。rtageinourcountryhasbeenaVita1problemwhichdisturbspr。ductionanddeVelopmentofindustryandagriculture．Ontheotherhand，italsoindirectlymakethestatusofwaterresourceshortageworsethatthe1owereffectofp01lutiontreatmentandratioofrepeateduti1ize．Alotofwaterisusedupduringproductioninafossil—firedpowerplant，andagreatdealofwastewaterisdrainedineveryproductionprocess．BecausetheenVironmentalpollutionproblembythewastewaterdrainedfrompowerp1antsisbecomingmoreandmoreserious，moreover，thefreshwaterresourcesjseriouslyshort，jthasbeco皿eaⅣidelyconcernedprobleminthistradethathowtotreatthewastewaterdrainedduringproductioninafossil一firedpowerplantandreuseittoproductionprocesintheextreⅢe．Ajmingattheabovestatus，adoptingtheI】】ethodofcombi力jngtheorywithpracticeandcombiningtheprojectexamplesthatImeetinpractice，thispaperputsemphasisonintroducingthemethodofindustrialwastewatercentralizedtreatmentandcjrculatingcoolingsystemdrainagewatertreatmentandreuse．Generalspeaking，inourcountry，decentralizedtreatmentsysteTIlisadoptedtoindustria1wastewateroftheunitsunder3OOMW，andcentralizedtreatmentsystemisadoptedtoindustrialwastewateroftheunitsover300Mw．Becauseverypowerplantindustrialwastewaterrootsinchemicalwatertreatmentsystemregenerationdrainageandotherflushingdrainage，anditscharacteristicisthatPHisunqualifiedandsuspends01idexcedcriterion，the订1ainmethodisadjustingPHandreducingthesuspendedsolidcontent．Thecentralizedtreat丌1entsystemofVnShandongLaichengpowerp1anthasbeenusedverywell，anditsmaintreatmentprocesisPHneutralization，coagulationandclarification．IndustrialwastewatercentralizedtreatmentsystemofShandongTengzhouXinyuanthermalpowerCo．Ltdisindesignedphase，anditstreatmentprocesaddssludgetreatmentsystemonbaseofPHneutralization，coagulationandc1arification．Therearetwomainmethodsforcirculatingcoolingsystemdrainagewatertreatmentandreuse，membranetreatmentprocesandtraditionalclarifierandfilterprocess，thesetwomethodeachhasitstrongpoint，adapttodifferentwaterquality．Me册branetreatmentprocesisadoptedtoShanxiDatongsecondpowerp1antrecirculatingc001ingsystemdrainagewaterreuse，thisprocesisadvancedintechnical，littleoccupancyarea，didn’tconsumeacidandcausticinservice．TraditionalclarifierandfilterprocessisadoptedtotheprojectdesignpretreatmentsystemofHuanengBaiyanghepowerplantrecirculatingc001ingsystemdrainagewaterreuseforwatersourceofbojlermakeupⅣatersysteⅡ】，thisprocessismoremature，canbeoperatedexpertlybyoperatingpersonnelThemethoddescribedinthispapercanwellres01vetheproblemofindustrialwastewater’sdrainingfrompowerplant，anditcanmakethewastewaterdrainafterreachingcriteria．Otherwise，ithasveryimportantsignificanceforreusingrecirculatingcoolingsystemdrainagewaterandsavingfreshwater～resourceintheareaswherewaterisshort．KEYWORDS：industria1wastewaterrecirculatingc001ingsystemdrainagewatertreatmentreuseVn附件一原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的科研成果。对本文的研究作出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本声明的法律责任由本人承担。论文作者签名：≯谨玩日期：2004．4．10关于学位论文使用授权的声明本人完全了解山东大学有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留或向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅；本人授权山东大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文和汇编本学位论文。(保密论文在解密后应遵守此规定)论文作者签名：避导师签名：数日期：2QQ生曼1Qn1绪论1绪论水是宝贵的自然资源，是人类赖以生存和发展的源泉。水的自然循环不断补充和再生人类所需要的水资源，水的社会循环不断消耗地球陆域的水资源，当两个循环不协调，再生和消耗不平衡，供需产生矛盾，就会出现水资源紧缺。水的自然循环使自然水体得到补充和净化，水资源得到再生，水的社会循环伎净水变污水，可用水变为废水。近年来，由于废水的排放造成区域性水体污染、生态平衡失调、工厂企业关闭、饮用水源遭到破坏等，给区域内人们的生产生活带来很大影响的事态时有发生，水体污染和水资源紧缺的趋势愈来愈受到世人的关注，如不能有效的控制废水的排放，并及时对废水采取治理净化措施，将会产生恶性循环，～旦水资源枯竭，人们只得被迫停止某些生产活动，专门来考虑水资源的恢复，以保持水和用水的平衡。火力发电厂在生产过程中要消耗大量的水，每个生产环节都有大量的废水排出，这些废水中含有各种悬浮物、有机物、重金属等污染物，若不经处理直接排放，会给环境造成不同类型和不同程度的影响和污染，危害人类的身体健康。近年来，随着机组参数的提高和火力发电厂的不断增加，由废水及烟气排放等引起的土壤及水的酸性问题、空气污染及酸雨已经很明显。在电厂的建设中，水资源匮乏越来越成为一种制约因素，较低的污染治理效果和重复利用率，也间接加剧了水资源匮乏的局面，节水的问题迫切的摆在了我们的面前，如何处理和回用火力发电厂生产过程中产生的废水，不断的提高水的复用率，扩大可使用的水源，使水资源得到合理的利用，降低电厂的耗水量，保护宝贵的淡水资源，实现可持续发展，是电力建设者义不容辞的义务。本文主要介绍了工业废水集中处理的工艺及其在实践中的应用，探讨了循环水排污水回收再利用于锅炉於给水处理系统或其他系统的方法。n山东大学硕士学位论文2火力发电厂废水种类及特点按照火力发电厂废水的来源，可以将其分为以下几个大类：工业废水、循环水排污水、含油污水、冲灰排水、生活污水。以下对这几种废水作简要介绍：2．1工业废水目前一般的电厂常常将锅炉补给水处理系统及凝结水精处理系统的再生排水、锅炉化学清洗系统排水、锅炉空气预热器冲洗排水、机组启动时的排水、锅炉烟气侧冲洗排水、原水预处理装置的排水、化学实验室排水、经初沉淀后不合格的煤场、输煤系统排水、脱硫废水等汇集成工业废水，经过处理后达标排放。2．1．1含酸碱的废水锅炉补给水处理系统及凝结水精处理系统的再生排水、化学实验室排水、水汽取样和化学加药系统排水为含酸碱的废水，这一类废水因酸碱含量较高，直接排放，会引起土壤及水的酸碱性恶化而造成对环境的污染。2．1．2含悬浮物、有机物等的废水悬浮物含量较多的废水主要来源于：原水预处理装置的排水、冲洗废水、机组启动排水、有机酸酸洗废水、煤场和输煤系统的排水等。这一类废水因悬浮物、有机物含量较高，直接排放，会引起水中污泥量增加微生物生长加快，而造成水环境的富营养化。2．1．3含重金属的废水(指含铁、铜等金属的废水)含重金属的废水主要来源于：无机酸酸洗排水、空气预热器冲洗排水、锅炉烟汽侧冲洗排水、凝结水精处理再生排水。这一类废水因重金属含量较高，直接排放，会造成环境的重金属含量过高。2．1．4脱硫废水随着火力发电厂装机容量的提高，大气污染及酸雨的危害越来越大，大气污染和酸雨主要是由于电力工业、冶金、化工等行业的烟气排放所引起，其中火力发电厂排放的so。量占废气总排放量一半以上，因此，火力发电厂烟气脱硫已经成为一项非常重要的工作。在众多的脱硫方法中，烟汽湿法脱硫和海水脱硫是最常见的方法，而且脱硫效果好，造价低，但脱硫废水需要处理。脱硫废水的水质与脱硫工，n2火力发电j-废水种类及特点I"艺、烟气灰分、灰及吸附剂等多种因素有关，脱硫废水的超标项目主要有：悬浮物、PH值、汞、铜、铅、镍、锌、砷、氟、钙、镁、铝、铁及氯根、硫酸根、亚硫酸根、碳酸根等。⋯2．2循环水排污水循环水排污水为二次循环电厂循环冷却水经浓缩后的排水，这部分水含盐量较高，水质不稳定，受运行情况的影响较大，即循环水浓缩倍率越高，排污水水质越差。2．3含油污水目前我国绝大多数火电厂是燃煤的，但也有一些电厂火电厂内的部分机组是燃烧重油或原油。即使是燃煤机组，当锅炉点火时也要用油。此外，变压器、各种机械设备的润滑等均需使用大量的石油产品。因此火电厂也是耗油的一大部门。电厂中有油库、油罐等各种储油设备，以及油泵、管道等输油系统。油类在储运及使用过程中的泄漏会造成电厂废水中石油类物质含量增高，形成电厂的又一股废水⋯．含油废水。燃油电厂的含油废水主要来有：油罐区附近降雨排水和油罐脱水；油泵房的经常性或定期性排水和卸油栈台整体道床的冲洗排水；燃油设备偶然性事故排水或设备泄漏。”3电厂含油废水中油与水直接接触，其中所含的污染物质主要是油中的有关成分，如石油类物、挥发性酚、硫化物等。一般来说电厂含油废水量尚不算多，但其水质中某些指标远远超过排放标准。这些含油废水若不经处理直接排放，必然造成受纳水体严重的油污染，给水环境带来一系列的危害。“1”12．4冲灰{{}水火力发电厂大量的粉煤灰必须输送到储灰场储存，输送的方式可以采用高速空气流进行气力除灰，也可以采用大量的流水冲刷。我国绝大多数的火电厂是运用水力输灰，输灰的水量相当于粉煤灰量的15—30倍，是电厂的最大一股废水。在用水进行冲灰时，由于灰与水充分接触，粉煤灰中的物质必然会溶解一部分于水中，使冲灰后排出的水含有多种污染物，这些污染物的组成与粉煤灰的成分密切相关，各种成分所占的百分比因燃用煤种不同波动很大，冲灰排水中污染物的含量也相应有所差异。冲灰排水对环境的危害主要是由于排水的水n山东大学硕十学位论文质超过排放标准。超过排放标准的项目主要有PH值、悬浮物、F一、和cOD、S”、As、石油类物质等。”32．5生活污水目前新建电厂的规划容量多数超过l00万千瓦，生产定量一般在一千人以上，在厂区周围的一个小区域内形成了数千人的职工生活区，每天排出上千吨的生活污水。为了保护水环境，必须在排放前进行处理。生活污水的超标项目主要为大量的悬浮物、有机物、微生物等。⋯川4n3电J废水的治理与回J{j电厂废水的治理与回用针对以上介绍的各种废水，从理论上研究一下其治理方法。3。1工业废水3．1．1含酸碱的废水含酸碱性废水的处理方法几乎都是采用中和处理，对这股废水所采用的中和处理方法大致有以下几种方式：A．自然中和：将含酸、碱的废水同时送至中和池内，利用压缩空气进行搅拌，使其中和后便可排放。B．补充中和处理：对自然中和达不到要求的废水，适当投加少量酸碱、使之中和达到排放标准。c．过滤中和：适用于酸性废水的量和酸度之积大于碱性废水量和碱度之积的电厂，使酸碱废水自然中和，然后通过大理石滤层排出。要求离子交换装置所用的再生剂不是硫酸。另外，也有采用弱酸树脂处理酸碱性废水的，运行效果好，但投资和运行费用高。¨33．1．2含悬浮物、有机物等的废水含悬浮物的废水一般采用沉淀、絮凝、澄清处理3．1．3含重金属的废水(指含铁、铜等金属的废水)对含重金属的废水进行集中处理时，可采用氧化、PH值调整和絮凝、澄清为主的工艺流程对含重金属的废水进行分散处理时，可采用氧化、PH值调整的简易工艺流程3．1．4脱硫废水湿法脱硫废水处理方式采用如下流程：脱硫废水一废水缓冲箱一中和箱(加石灰浆)一沉降箱(加聚铁、有机硫)一絮凝箱(加絮凝剂)一澄清池一处理水箱(加盐酸)一排放。“13．2循环水排污水以前各电厂若为水力冲灰系统，则循环水排污水用于水力冲灰，而目前，各大电厂为了节约淡水资源，尽量采用干除灰系统，无法采用干除灰系统的，则从设计入手，最大限度提高灰水比，减少冲灰水量，由此，循环水排污水成为电厂排放掉的较大的一股废水。随着水资源的日益紧张．各大电厂普遍考虑回收此部分水，经处理后回用。‘n山东大学硕士学位论文但循环水排污水水质受原水水质和电厂运行工况的影响较大，要看该水回收后作何用途，再针对原水水质和运行工况等确定合理的水处理系统，例如：若回收后作为循环水的补充水，可能仅考虑一些预处理措旌，澄清、石灰处理、过滤等即可；“。”’“1若回收后作为锅炉补给水，除考虑以上预处理措施外，还应考虑深度的除盐措施，如反渗透、离子交换等。¨’3““·3713．3含油污水含油污水处理系统的设计方案应根据工程建设规模，燃油类别，污水水量、水质及排放标准确定含油污水处理系统可采用以下流程：”“”·“13．3．1流程一含油污水一隔油池一油水分离器一回收利用或排放3．3．2流程二含油污水一隔油池一气浮池一回收利用或排放3．4冲灰排水对电厂冲灰水的治理主要集中在解决冲次排水的PH超标和冲灰管道结垢的问题上。对于冲灰水可采用以下方式治理：3．4．1炉烟处理即利用炉烟中的S0，和c0。等酸性气体来中和冲灰水中的碱性成分。3．4．2管前处理防垢法由于结垢是因灰中游离氧化钙溶于水中生成的Ca(OH)。与水中Ca(HC0)。相遇反应生成CaC0。所致，那么只要使这一反应再灰浆输送过程之前完成，就不会造成输灰管道和灰浆泵体的结垢现象。为此可在灰浆泵前设置一灰浆池，排入池内的灰浆通过充分搅拌使CaO迅速溶出，促使碳酸钙的沉淀过程基本完成，caC0。变沉淀在粉煤灰的颗粒上。灰水系统基本稳定后，再出输灰系统送至储灰场就不会造成输灰设备和管道的结垢了。3．4．3冲灰水循环使用为了节约用水，目前很多电厂均采用灰水回收循环使用的措施，但是，当灰水回收系统有结垢倾向时，应采用添加阻垢剂的防垢措施6n3电J废水的治理与叵J用3．5生活污水⋯i“·”28·”1生活污水作为较易处理的污水，各电厂尤其是比较缺水的我国北方地区各电厂均在普遍考虑回收利用。一般采用如下处理方式。3．5．1一级或二级处理生活污水经处理后排入灰场时，宜采用一级处理当生活污水经处理后排放或作为除灰系统补充用水时，应根据污水水质和工艺要求，经计算后确定采用一级或二级处理。3．5．2过滤处理生活污水经处理后作为生活、生产杂用水时，还应进行过滤处理3．5．3深度处理生活污水经处理后排放或作为循环水系统补充用水时，其工艺流程应根据循环水水质稳定处理要求来确定，必要时，可增加深度处理。n山东大学硕士等：位论文4工业废水集中处理将处理工艺类似的废水进行集中，设置工业废水集中处理系统符合现代化电厂运行人员少，管理集中的特点。4．1工业废水集中处理所处理的废水锅炉补给水处理系统再生排水凝结水精处理系统再生排水锅炉化学清洗系统排水锅炉空气预热器冲洗排水机组启动时的排水锅炉烟气侧冲洗排水原水预处理装置的排水化学实验室排水经初沉淀后不合格的煤场、输煤系统排水因目前脱硫在我国尚属于起步阶段，上脱硫的电厂不多，而且大部分都是在电厂建成以后再上的脱硫设施，因此脱硫系统的废水一般和脱硫设施一起建成，并未汇入工业废水系统，在此所介绍的工业废水集中处理系统中也未包含脱硫废水4．2工业废水集中处理的基本工艺流程"·2⋯2，4．2．1工艺一废水储存池一PH调整槽一混合水池一澄清池一最终中和池一清净水池一回收利用或排放4泥浆储灰场4．2．2212艺二废水储存池一PH调整槽一混合水池一澄清池一最终中和池一清净水池一回收利用或排放I泥浆浓缩池一废水储存池或澄清池4泥浆储灰场4．2．3-F艺三8n4上业废水集中处理废水储存池一氧化池一反应池一PH调整槽一混合水池一澄清池一最终中和池一清净水池一回收利用或排放{泥浆浓缩池一废水储存池或澄清池J泥浆脱水机一浓缩池、废永储存池或澄清池I泥饼外运以上三种工艺流程，其中l、2适合有水力除灰的发电厂，3适合于生活饮用水水源保护区、国家重点风景名胜区、珍贵鱼类保护区、海水浴场、水产养殖场附近的发电厂，另外以上三种工艺流程还可依据具体情况灵活使用。例如：无水力除灰的发电厂可在1、2工艺流程的基础上增设脱水机，将泥浆制成泥饼外运。4，3工业废水集中处理设施的容量《火力发电厂废水治理设计技术规程》中规定：集中处理设施应能储存和处理全厂所有机组正常运行及一台最大容量机组在维修或锅炉化学清洗期问所产生的废水。”1集中处理系统出力按照每小时平均经常性废水水量加上一项最大的非经常性废水在限定时间内完成的处理量，两种废水在lh内完成的处理量之和作为系统的出力。¨14．4山东莱城电厂工业废水集中处理系统4．4．1山东莱城电厂概述山东莱城电厂总装机容量4X300Mw，机组分两次建成投产，一期工程2x300MW机组于2000年9月并网发电，二期工程2x300MW机组于2003年5月并网发电。4台机组的工业废水集中处理系统随一期工程一次性建成，于l999年l2月正式交付使用，至今运行状况良好。4．4．2工业废水集中处理的水量阳引在考虑工业废水集中处理设施的储存容量时，主要考虑到工业废水池需储存锅炉化学清洗时的废水以及各水处理系统正常运行时产生的废水，莱城电厂锅炉化学清洗采用盐酸酸洗的方案，清洗容积按照500in3计算，则排水量约为3500一一400Om3(按照化学清洗水容积的qn山东大学硕士学位论文7—8倍计算)，加上锅炉补给水处理系统排污水、凝结水处理系统排污水、循环水弱酸处理系统排污水等。工业废水集中处理废水储存池的有效容积设置为5000m3，共5格，每格容积V=10001113本工程(4X300MW)经常性废水排水见表4．1。表4．1山东莱城电厂经常性废水排水的水量序号废水名称排水量(m3／h)1锅炉补给水系统再生排水12．82化验室排水l3凝结水精处理系统再生排水94循环水处理系统再生排水16．75循环水预处理系统冲洗排水47本工程的非经常性排水包括：锅炉化学清洗系统排水、锅炉空气预热器冲洗排水、机组启动时的排水、锅炉烟气侧冲洗排水、原水预处理装置的排水、经初沉淀后不合格的煤场、输煤系统排水等，其中最大一项非经常性废水为锅炉化学清洗废水，按照5—15天处理完计算。工业废水集中处理系统的出力确定为100m3／h。4．4．3工业废水集中处理工艺¨，“，“，”’2“圳山东莱城电厂为水力冲灰发电厂，本工程工业废水集中处理采用以上介绍的第一种工艺。原则性系统图参见附图4．1。本工艺主要包括以下两个分系统：工业废水集中处理系统，化学加药系统。a工业废水集中处理系统t废水储存池一PH调整槽一絮凝槽一澄清池一最终中和池一清净水池一直接排放或去冲灰系统l泥浆排放b化学药品储存和加药系统：本系统包括：盐酸储存和加药系统、碱储存和加药系统、凝聚剂储存及加药系统、助凝剂加药系统在上述处理工艺中，工业废水中的酸碱度调节为cp性，悬浮物和部分金属氧化物得到了去除，废水变为可达标排放的澄清水。经过处10n41业废水集中处理II理后的排放水质为：PH：6-9悬浮物：<=70mg／l4．4．4工业废水集中处理的详细工艺流程如下：工业废水集中处理的废水收集池收集来自需处理的各个系统的废水由废水输送泵送至PH调整槽。在PH调整槽中，通过加入酸、碱，将PH值调整为7，5一lO．5，加入凝聚剂，使废水中的沉淀颗粒长大更易沉降。经过上述处理后的废水自流至絮凝槽，在这里加入助凝剂，进一步提高混凝效果。自絮凝槽中流出的废水自流至斜板澄清池，在这里，悬浮物等从废水中分离出来，通过排泥泵排掉，部分循环回斜板澄清池(以便更好的沉降和饱和)。澄清后的水流至最终中和池，在这里，澄清水得到进一步的中和，PH值调整为6～9，然后水流至清净水池分别去冲灰系统、煤场喷洒或排放。具体运行时，设置了一个旁路系统，在水中悬浮物满足排放标准的情况下，水流将旁路过PH调整槽、絮凝槽、澄清池，按照如下工艺流程进行：废水储存池一最终中和池一清净水池一直接排放或去冲灰系统也可以旁路系统和主系统同时运行，依据实际情况灵活掌握工业废水集中处理所需要的各种化学药品分别设有相应的储存和计量系统：对于盐酸、碱、凝聚剂，设置储存箱，采用汽车运输至储存箱，设置计量箱和加药系统；对于助凝剂，仅设置计量箱和加药系统。4．4．5T业废水处理系统主要设备简介a废水储存池：废水储存池储存各系统来的废水，废水储存池配备压缩空气搅拌系统，搅拌强度1．37Nm3／珂3．h(五格同时运行时搅拌强度0．82Nm3／m3．h)，每格池内设置9组曝气筒，用于搅拌池中废水，使池内的酸碱性废水得到充分地混合。bPH调整槽和絮凝槽：在PH调整槽中，通过加入酸、碱，将PH值调整为7．5—10．5，加入凝聚剂，凝聚剂在水中通过水解、桥联作用形成中间产物，其中的具有低电荷高聚合度的多核羟基络合粒n山东火学硕士学位论文子，分子结构呈链状，可通过吸附架桥等作用发生凝聚；具有高电荷低聚合度的多核羟基络合粒子，可通过电性中和，压缩双电层，降低‘电位，减少胶体颗粒之间的斥力，使颗粒之间发生碰撞而凝聚；在上述PH值下，凝聚剂以聚合度很大的氢氧化铝(或氢氧化铁)沉淀物为主，由于它表面积大，吸附能力强，可通过与废水中脱稳的胶体颗粒发生吸附，形成网状沉淀物，进～步卷扫、网捕水中的胶体颗粒及金属氧化物和大分子有机物等，形成共沉淀，使废水中的微小絮凝颗粒逐渐长成稍大的絮凝颗粒。⋯经过上述处理后的废水自流至絮凝槽，在这里加入助凝剂，进一步提高混凝效果，在去澄清池的过程中，助凝剂与絮凝颗粒发生反应，生成更大的絮凝体，以助于下一步在澄清池中得到有效去除。为使废水和加入的药品混合均匀，为使废水和加入的药品混合均匀，PH调整槽和絮凝槽中均设有搅拌装置。c斜板澄清池¨1在斜板澄清池中，设置了许多间隔较小的平行倾斜板，在斜板的作用下，前边生成的絮凝体与水充分分离，絮凝体沉降在底部，在重力浓缩作用下形成浓缩污泥，浓缩污泥通过排泥管由排泥泵排至灰系统，澄清水则由设置在池顶的出水集水装置内流出，自流至下一级的最终中和池。本工程澄清池正常运行出力Q=100m3／h，悬浮物去除率大于95％，排泥泵浓度2—4％。排泥泵将部分浓缩污泥通过污泥循环管送回斜板澄清池作为接触污泥，提高澄清池的使用效果。d最终中和池和清净水池：在最终中和池加入酸碱调整PH值为6—9后自流入下一级的清净水池，在清净水池上设置清水排放泵，排放处理好的废水。在排放泵的出口母管上设置取样点，随时监测排放水的PH值和悬浮物，当PH值和悬浮物在允许的范围内时废水由泵直接排至各用户；当PH值低于下限时，向废水中加入碱调节PH到6—9范围内排放，当PH值高于上限时，向废水中加入盐酸调节PH到6—9范围内排放；当悬浮物超过排放标准时，废水通过泵送回废水储存池，重新处理。e化学加药系统：所有工业废水集中处理装置需要的化学药品储存在各个储存群l加药装置内。在工业废水处理站，设置单独的加药17n4上业废水集中处理间，集中放置所有加药计量设备。(1)盐酸(碱)加药系统：在废水处理站设置V=20m3盐酸储存罐和碱储存罐各两台，露天布置，自化工厂运输来的酸、碱通过酸、碱输送泵送入酸碱储存罐内储存备用。在加药间内，各设霞一套酸、碱加药装置，一箱两泵式，计量泵采用进口隔膜泵，此酸碱加药装置有两个用途：1)部分盐酸(碱)加入PH调整槽，调节酸碱度2)部分盐酸(碱)加入最终中和池，调节出水酸碱度(2)凝聚剂加药系统：在废水处理站设置V=lom3凝聚剂储存罐一台，露天布置，自化工厂运输来的凝聚剂通过凝聚剂输送泵送至储存罐内储存备用。在加药间内，设置一套凝聚剂加药装置，一箱两泵式，计量泵采用进口隔膜泵，一台运行一台备用，凝聚剂计量加入PH调整槽。(3)助凝剂加药系统：在加药间内，设置一套助凝剂加药装置，一箱两泵式，计量泵采用进口隔膜泵，～台运行一台备用，助凝剂计量加入PH调整槽。助凝剂为固体药品，直接投加到溶液箱中，用搅拌器配置成药液，计量加入絮凝槽内。4．4．6工业废水处理系统的主要设备规范表4。2为山东莱城电厂4X300MW机组工业废水处理系统主要设备规范。表4．2山东莱城电厂工业废水处理系统主要设备规范序名称设备规范堕数号位E备注里1废水储存池V=1000m1座5混凝土制IHlOO一80一l604电机：2废水输送泵0=100m3／hY160M：一2P=32mH。0N=18．5kW3PH调整槽V=30rn3座1混凝土制PH调整槽搅拌电螺旋桨式m500△l电机：口4机n=290r／mjnN=4kW5絮凝槽V=30m3座l混凝土制6絮凝稽搅拌电机涡轮叶片式中650l电机：n山东大学硕士学位论文序名称设各规范照数备注号位量n=l09r／ininN=4kW7斜板澄清池Q=100m3／h引进型座1钢制8最终中和池V=120m4座l混凝土制最终中和池搅拌螺旋桨式中500△1电机：9口电机n=360r／minN=7．5kW1O清净水池v=200m3座l混凝土制SCCYl00一23△3电机：口1清水排放泵Q=55．4—120m3／hY160M一2P=18—27mH。0N=18．5kW75GZ-CQ=86．4m3／h△2电机：口12澄清池排泥泵P=20．2mH20Y160M一4N=11kWL42LDQ=15．3nl3／min△3电机：口13罗茨风机P=0．049MPaY180L一2N=22kWi4酸储存罐V=20m。台215加酸装置一箱两泵式套11)酸计量箱ol212V=1．5m。厶l口2)酸计量泵O=155l／hP=0．4MPa厶2口3)过滤器DN25△l口4)空气室△1口l6碱储存罐V=20m4厶2口l7加碱装置一箱两泵式套11)碱计量箱中1212V=1．5m3厶1口2)碱计量泵Q=1551／hP=0．4MPa△2口3)过滤器DN25△l口4)空气室△1口l8凝聚剂加药装置一箱两泵式套l1)搅拌箱中1212V=1．5m3△1口2)计量泵Q=80l／hP=0．4MPa厶2i：l3)过滤器DN25△1口4)空气室△1口19助凝剂加药装置一箱两泵式套l1)搅拌箱中12l2V=1．5m3△1口2)计量泵Q=80l／hP=0．4MPa△2口3)过滤器DN25口l4)空气室台120凝聚剂缓冲箱V=0．6m3△l口IMC65—50—160B电机：2l凝聚剂输送泵0=I2．8-25．6m3／h2YlL2M一2P=26～21mH：0N=5．5kW22凝聚剂储存罐V=l0m1口14n4-[业废水集中处理序名称设备规范韭数号位E备注里MDl型，起重量：lt△l电机：23电动葫芦口起升高度：9inN=1．9kW4．5山东滕州新源热电有限公司扩建工程工业废水集中处理系统4．5．1山东滕州新源热电有限公司扩建工程概述山东滕州新源热电有限公司扩建工程装机容量2x3l5Mw，本院于2003年8月2003年9月进行可研阶段设计，以下是本人所作的该工程的工业废水集中处理系统可研阶段的方案。4．5．2工业废水集中处理的水量【261在考虑工业废水集中处理设施的储存容量时，主要考虑到工业废水池需储存锅炉化学清洗时的废水以及各水处理系统正常运行时产生的废水，山东滕州新源热电有限公司扩建工程锅炉化学清洗采用盐酸酸洗的方案，按照2X300MW机组等级，清洗容积按照500m3计算，则排水量约为3500一一4000m3(按照化学清洗水容积的7—8倍计算)，加上锅炉补给水处理系统排污水、凝结水处理系统排污水、循环水弱酸处理系统排污水等。工业废水集中处理废水储存池的有效容积设置为5000m。，共5格，每格容积V=1000In,3本工程经常性废水排水见表4．3。表4．3山东滕州新源热电有限公司扩建工程经常性废水排水的水量序号废水名称排水量(m3／h)l锅炉补给水系统再生排水442化验室排水13凝结水精处理系统再生排水94循环水处理系统排水20同莱城电厂相同，最大一项非经常性废水为锅炉酸洗废水，按照5—15天处理完计算。工业废水集中处理系统的出力确定为100m3／h。45．3工业废水集中处理工艺nLu尔兀竽坝士子仳他XII本工程为干除灰系统，没有大量的冲灰水，所以本工程工业废水集中处理产生的污泥无法直接排至冲灰系统，因此增加了污泥处理系统，将工业废水集中处理系统产生的污泥制成泥饼后外运。本工程工艺包括以下三个分系统：工业废水集中处理系统，化学加药系统，污泥处理系统。原则性系统图参见附图4．2a工业废水集中处理系统流程：废水储存池一PH调整槽一絮凝槽一澄清池一最终中和池一清净水池一直接排放或去冲灰系统{泥浆污泥处理系统b工业废水集中处理系统工艺：工业废水集中处理系统，化学加药系统的工艺同山东莱城电厂是一样的，在此只简要介绍一下本工程的污泥处理系统的工艺流程：自澄清池来的浓缩污泥一污泥脱水离心机一泥饼一灰场或其他堆放地4滤液一回废水储存池c工业废水处理系统主要设备简介工业废水集中处理系统主要设备同山东莱城电厂是一样的，在此只简要介绍一下本工程的污泥处理系统的设备：斜板澄清池在沉淀过程中产生大量的低含固量污泥，传统上对这部分污泥采用压滤脱水设备脱水，但压滤脱水设备需要定期的对滤布等进行清理，非常麻烦。本工程采用污泥脱水离心机效率高，结构紧凑，占地面积小，运行简单。图4．1为污泥脱水离心机的工作原理图，离心过程发生在卧式转鼓内，转鼓内配备螺旋输送器①。污泥通过进料管②进入转鼓，并在进口分配器③处被均匀加速，离心力导致固体沉降在转鼓④壁上，螺旋输送器与转鼓同向旋转，但两者转速不同，使固相颗粒被螺旋传送至转鼓锥端⑤，在离心力的作用下排放到机外。澄清液通过转鼓大端的溢流口⑥流出。污泥脱水离心机可通过污泥浓缩和脱水的具体需要，对结构和运行参数进行调整，通过改变进料流量，转鼓转速，凝聚剂种类和加药量来达到最佳的分离效率：cII可通过改变螺旋输送器与转鼓削的转速1^n4一r业废水集中处理差以及改变液池⑨的深度来达到液相澄清和固相干燥之间最佳的平衡。图4．1污泥脱水离心机的工作原理图④螺旋输送器②进料管③进1：3分配器④转鼓⑤转鼓锥段⑥溢流口⑦二级行星齿轮箱⑧固体排渣口⑨液池d工业废水处理系统的主要设备规范：本工程工业废水处理系统主要设备规范参见表4．4。表4．4山东滕州新源热电有限公司扩建工程工业废水处理系统主要设备规范序名称设备规范堕数号位目备注里1废水储存池V=1000iI】3座5混凝土制IH】00—80—l60电机：2废水输送泵0=100m3／hP=32mH20△4Y160M：一21：3N=l8．5kW3PH调整槽V=30m3座1混凝土制4南调整槽搅拌电机螺旋桨式o5001电机：n=290r／miflN=4kW5絮凝槽V=30m1座1混凝土制6絮凝槽搅拌电机涡轮叶片式o650l电机：n山东大学硕士学位论文序名称设备规范监数备注号位量FI=109r／minN=4kW7斜板澄清池Q=l00m3／h引进型座l钢制8最终中和池V=l20Ill3座1混凝土制螺旋桨式m500△1电机：9最终中和池搅电机口n=360／-／milqN=7．5kW10清净水池V=200m。座l混凝土制SCCYl00～23电机：11清水排放泵Q=55．4—120m3／h△3Y160M一2口P=18—27mtt。0N=18．5kW12污泥脱水离心机厶l口L42LDO=15．3m3／min电机：13罗茨风机P=0．049MPa△3Y180L一2口N=22kW14酸储存罐V=20m3△2口15加酸装置一箱两泵式套11)酸计量箱中l212V=1．5m3△1i：zl2)酸计量泵0=l551／hP=0．4MPa△2口3)过滤器DN25△1口4)空气室△l口16碱储存罐v=20m3△2口17加碱装置一箱两泵式套11)碱计量箱中1212V=1．5m3△l口2)碱计量泵Q=l55l／hP=0．4MP8厶2口3)过滤器DN25厶l口4)空气室△1口18凝聚剂加药装置一箱两泵式套11)搅拌箱m1212V=15m’厶11212)计量泵Q=801／hP20．4MPa△2口3)过滤器DN25厶1口41空气室厶1口19助凝剂加药装置一箱两泵式套11)搅拌箱中1212V=1．5m3△1口2)计量泵Q=801／hP=0．4MPa口23)过滤器DN25△1口41空气室△1口20凝聚剂缓冲箱V=0．6rrl31IMC65．50—l60B电机：2l凝聚剂输送泵Q=12．8-25．6m3／h△2Yll2M一2口P=26—21mH20N=5．5kW22凝聚剂储存罐V=10m。△1亡IMDl型，起重量：1t△1电机23电动葫芦[IN=1．9kW起升高度：9m8n山东大学硕士学位论文5循环水排污水的回收再利用目前，在水资源比较短缺的地区，灰场排水一般回收重复利用，因此，循环水排污水若直接排放，将是电厂排放掉最大的一股废水，以前各电厂若为水力冲灰系统，则循环水排污水用于水力冲灰，若为于除灰系统，则直接排放掉了。但随着水资源的日益紧张，各大电厂普遍考虑回收此部分水。而循环水排污水由于其在循环过程中的浓缩，如果直接回收回循环水系统，将造成凝汽器铜管的腐蚀、结垢等问题，如果回收用于锅炉补给水处理系统，更需要进行深度处理，但是直接排放，又会造成水资源的巨大浪费。如何实现循环水排污水经过处理回收再利用具有非常重要的意义。5．1循环水排污水的处理回用工艺”8目前，已投运的循环水排污水回收利用的电厂较少，预处理系统一般采用传统的工艺：凝聚、澄清、过滤，能够较好的除掉水中的有机物、胶体，但运行不稳定，对去除水中不易沉降的细煤粉等效果不好，占地面积大；⋯’⋯膜处理方法属于比较先进的工艺，而且运行中不用消耗酸，占地面积小，但是此方式对可溶性有机物的去除也不理想，尤其超滤对进水浊度要求较高，本身需要复杂的预处理工艺，如果采用多级分段超滤装置，目前造价又难以承受：微滤设备也仅适合可溶性有机物含量少的的循环水。¨。⋯’循环水排污水的处理回用工艺应针对原水水质、运行工况和用途等确定合理的工艺处理系统，例如：若回收后作为循环水的补充水，可能仅考虑一些预处理措施，澄清、过滤等即可，另外，如果水质较好，目前国际上先进的超滤、微滤等膜法处理工艺也可用在循环水回收处理工艺中；因此，若回收后作为锅炉补给水，除考虑以上预处理措旅外，还应考虑深度的除盐措施：反渗透、离子交换等。5．2山西大同二电厂循环水排污水回收处理系统“_”众所周知，山西的煤炭储量占全国首位，比较适合电厂建设，但浚地区的淡水资源却十分匮乏，制约着电厂建设的发展，因此，如何充分节约利用现有的淡水资源，提高水的复用率，降低电厂的耗水量，已成为该地区一项十分紧迫的任务。山西大同二电厂循环水排污水回收处理工程不但对该厂具有十分重要的意义，对其他的电厂节水电提2nn5循习、水排污水的州收再利用供了可借鉴的经验。山西大同二电厂循环水排污水回收处理工程采用的是连续微滤+RO(反渗透)的系统，因为目前国内对于连续微滤设备+R0(反渗透)的系统用于循环水排污水回收还没有先例，国家电力公司电力建设研究所在山西大同二电厂进行现场试验，试验的目的主要是为了检测微滤设备用于循环水排污水回收工艺中的可靠性，试验的结果认为在该电厂中循环水排污水经过微滤设备后出水水质能够满足反渗透进水要求：浊度<0．12NTU，SDI<5．0，可以长期稳定运行。5．2．1山西大同第二发电厂概况及循环冷却水水质a山西大同第二发电厂概况：山西大同第二发电厂总装机容量6x200MW，其中1—4#机组采用开式循环冷却塔，5—6#机组为空冷塔，空冷塔的循环水采用除盐水。卜3号水塔排入灰渣系统冲灰、渣，4号水塔排污水排入二排口，由于电厂渣系统的改造，灰渣系统的用水量大大降低，循环水排污水不能再排向灰渣系统，出于节水和环保的目的，循环水排污水必须回收再利用。b循环水冷却水水质：本工程循环水冷却水水质参见表5．1。表5．1循环水冷却水水质全分析#3循环水项目单位备注(K=4)(K=5)外状微混，有煤各指标取粉最高值PH值8．5电导率us／cm2767．863459．82全硬度mm01／16．07．5永久硬度Illm01／l4．25．25暂时硬度mm01／12．82．2钙离子iI]mol／l2．12．6镁离子mm01／13．94．88全碱度mInol／l1．82．25酚酞碱度mmo】／l0．1O．19甲基橙碱度mrnol／l1．62．06氢氧根mm01／】0Ol碳酸根mmol／1O．3O．38l重碳酸根m610l／l1．51．88全固形物mg／]{1n山东大学硕士学位论文#3循环水项目单位备注(K=4)(K=5)溶解固形物mg／ll7l42142．5悬浮物mg／1|一氢化硅mg／15265胶体硅mg／1{}铁mg／lO．037O．05硫酸根mg／l551，82705．25磷酸根mg／1}?二氧化碳mg／1{i氯根1119／1358447．5含钠量mg／l492615硝酸根Illg／178．598．12化学耗氧量m902／l3．724．65c循环水系统运行工况循环水量：25000t／h(1台)水塔蒸发损失P1：1．5％(夏季)1．2％(冬季)风吹损失P2：0．1％排污损失P3：0．4％(夏季)0．38％(冬季)浓缩倍率：4(夏季)3．5(冬季)按照实际的水平衡测试结果：1—3号水塔实际排污水量：325t／h；4号水塔排污水量75t／h；4个水塔的总水量为：400t／hd设计水量：根据《火力发电厂化学设计技术规程》中规定。敞开式循环冷却水的浓缩倍率可控制在3—5倍，本工程浓缩倍率提高到5倍时，排污率P3：0．3％(夏季)0．2％(冬季)，此时，4个水塔的总排污水量为：300t／h(夏季)，200t／h(冬季)，方案设计时考虑到会有因氯离子等超标而加大排污等因素，因此设计水量定为350t／h。5．2．2循环水排污水回收处理工艺山西大同第二发电厂循环水排污水回收系统是利用反渗透装噩将循环水排污水浓缩，淡水送回电厂用作供给水，浓水用来冲灰或其他用途，反渗透装置的予处理装置为连续微滤设备，以下为其系统流程：杀菌剂凝聚剂亚硫酸钠阻垢剂IlI蓄水池一提升泵一混凝器一微孔过滤设备一保安过滤器一RO一淡水箱一22n5循环水排污水的回收再利州除盐系统和循环冷却塔循环水排污水排至蓄水池中，加氯杀菌，在蓄水池中进行水量水质的综合调节，再通过提升泵送至微滤设备，本工程所用Aquapure连续微滤设备自带混凝器、反冲洗、化学清洗设备，成为一整套予处理设施，加入混凝剂充分混合，水中的悬浮物、细菌、有机物、胶体硅等形成易于沉降的絮凝颗粒，通过微滤膜将其分离出来，然后水进入保安过滤器，其滤芯仅有5m，能够将微孔过滤器未除掉的大颗粒物质挡在反渗透设备之外，防止其在高压作用下击穿反渗透膜，此后，水被高压泵加压后进入反渗透本体进行脱盐处理，反渗透设备产生的淡水进入淡水箱，经过提升泵将淡水打到除盐车间和循环冷却塔。反渗透产生的浓水通过提升泵打到煤场和输煤栈桥做喷洒水。5．2．3主要设备简介a蓄水池本工程从循环水泵出口靠近冷却塔位置取水，来水压力0．20MPa，进入200m3钢制水箱(1台)，来水管4根，每根管道设电磁流量计1台，控制水塔排污量b提升泵原水泵选用Is100—65—200BQ=l04m3／hP=O．375Ypa4台，每个过滤单元1台，原水泵采用变频调速控制。c混凝器本系统设微絮凝器(由1800X3000)4台，以保证微絮凝时间。d微子L过滤器微滤是膜技术的一种，同其他膜技术一样是以压力为推动力，依靠膜对过滤介质的一种筛分过滤进行分离。微滤用于过滤0．卜10m大小的颗粒、细菌、胶体等，其原理与普通过滤相类似，属于筛状过滤。本工程所用的Aquapure连续微滤设备是集微絮凝技术、现代膜分离技术和PLC(可编程控制器)控制技术于一身的水处理设备。在设备运行时，原水经提升泵升压后与絮凝剂一起进入絮凝桶进行微絮凝反应，絮凝桶具有足够的空间让矾花生成。絮凝桶出水进入微滤桶进行过滤，当微滤膜上的滤饼达到一定的厚度时，膜的过滤阻力增大，微滤主机自动控制进行反洗，AquaPure连续微滤机组也采用过滤时间来控制反洗，即每运行30分钟进行一次反洗，反洗采用空气擦洗和水反洗相结合，先用压缩空气进行反洗，压缩空气爆破滤饼仅需3秒，'1n山东大学硕士学位论文再用滤后水进行反洗60秒，总反洗时间在1分钟就能完成。反洗结束后可以立即进入下一个过滤周期。为此，反洗不影响设备的出力，通过自动控制做到微滤设备连续运行。“+2“由于物理吸附、化学吸附等多种原因，进入膜孔内部的微粒不能被反洗出去，随着运行时间的加长，微孔膜的过滤能力逐渐减小，过滤阻力逐渐增加，为了补偿由于阻力增加而造成的流量下降，这是需要用清洗液对微孔膜进行化学清洗。正常生产至过滤压差达到设定值时需停机对微滤膜进行化学清洗，化学清洗完毕，设备又可恢复正常生产。一般来说，经过化学清洗后，膜的过滤能力可完全恢复到初始水平，当过滤设备的过滤压力大于某设定值(本工程中为O．18MPa)，过滤流量达不到设计流量而不能恒流过滤时，就需要对滤桶进行化学清洗。本系统设微孔过滤设备4套，每套处理能力100El3／h，冬季3套运行，1套备用；夏季4套运行，设备本身配置压缩空气系统，反洗设备和化学清洗设备各一套。反洗排水处理设浓缩池系统一套，清水返回原水箱，浓水进一步浓缩，最终以泥饼形式外运。eR0(反渗透)设备本系统设巾l000mm保安过滤器4台，滤芯5m；Q=90m3／hP=1．4MPa高压泵4台；反渗透膜采用两段高透过滤膜，一段9根，二段5根。出水进入l台200m3清水箱，清水箱出水经3台Q=240m3／hP=0．44MPa化工泵，一部分供除盐车间，另一部分补入循环水系统；配化学清洗系统一套。f加药系统本系统设杀菌加药装置、凝聚剂加药装置、亚硫酸钠加药装置、阻垢剂加药装置各1套。杀菌剂加到蓄水池入口，凝聚剂加到原水提升泵入口，亚硫酸钠、阻垢剂加到保安过滤器前。5．2．4设备运行情况各阶段的设计出水水质见表5．2。表5．2各阶段出水水质n5循环承排污水的网收再利朋泌?水塔排污水微滤出水反渗透淡水SSmg／l70一1OO0．50．0含盐量mg／13459．823459．8265．82硫酸根mg／l705．25705．2517．5氯根mg／1447．5447。53．9以下是国家电力公司电力建设研究所在山西大同二电厂进行现场试验时，循环水经过微滤设备的情况，参见表5．3。表5．3循环水运行情况时压SS全FePHSOd卜P043一SiO2SDI力NTUug／lmg／1间进出进出进出进出进出bar出水水51304．0201514006689O205I74328067623501．25O59I85l】95，150．055．250．135170167801l5l801l3145190O5660．11l055200135890．112165210065960128128277．76287l64O4622l953235220l6587Ol】0865．230l6230I3f52403184l0102．655250387630】15260．46780105．27058659010528O5401l38416．88．068】025610O6l9．7l9．72．35，29O．681281．045．300801l0995．3】0．8587901206．1O8587501lI26．2066l04081．49630720．10476，40．87．28O．11．5165085Ol049608O126．708201l56．8085720．108690．850．1】26108201O5S从上表可以看出，循环水运行出水很好，微滤的出水浊度一般在0．10NTu，SDI值一般小于3，并随运行周期有下降趋势。完全满足后处理设备反渗透的进水要求，因此可以保证反渗透设备的安全可靠运行。n山东大学硕士学位论文5．3华能白杨河电厂2×135MW扩建工程循环水排污水回收处理系统5．3．1工程简介与水源水质a工程概况华能白杨河电厂位于山东淄博市博山区以南约3公里。老厂原有3X50MW凝汽式汽轮发电机组，配2X230t／h锅炉。本期工程新建：2×l35MW超高压、一次中间再热、双排汽单抽凝汽式汽轮机，配2×465t／h超高压自然循环流化床汽包炉。过热器出口蒸汽参数为13，7MPa(g)、535℃。淄博是山东省工业较为发达的城市，因此该地区淡水资源比较缺乏。基于节水的考虑，在初步设计阶段，经过经济比较，本院所作的方案为循环水排污水作为锅炉补给水的水源，但是初设审查时，业主方要求锅炉补给水的水源暂按照地下水水源设计，预留循环水排污水作为锅炉补给水的水源扩建的条件。以下介绍的是初步设计阶段所作的方案。b水源水质循环水补充水水源为神头水源地的地下水，水源水质参见表5．4、表5．5，循环水浓缩倍率按照3考虑。表5．4原水水质报告1(神头水源地的地下水)序号名称单位数据备注lPH7．352C0。mmol／L39．63P硷度mill01／LO4H硷度mmol／L4．45硬度以5全硬mm01／L9．00(Ca2+}Mg2+)／26暂硬millol／L4．45为单元、Ca”、Mg”以Ca2+／2、7永硬mmol／L4．55Mg2。／28Canmmol／L6．609Mg2+mmol／L2．40lO全圆形物mg／L607．60l耗氧量Ill902／LO．64l2Si0，ing／Ll1．60【3R：0。mg／L2．0n5循环水排污水的回收再利用皇皇曼曼曼!苎!皇皇喜量皇寰曼皇粤!!!曼曼曼置鼍鼍曼曼鼍曼ipl,pl鼍序号名称单位数据各注l4Cl—mg／L25．O15N03一mg／L】9．016S042一mg／L213。6517P04”mg／Ll8OH—mg／LO19C032一ing／LO20HC03—1119／L271．452lNH2mg／L表5．5原水水质报告2(神头水源地的地下水)序号项目单位#12深井抖13深井循环水水1全固型物mg／L516．4580．42l76．O2溶解固型物mg／L516．O580．02160．O3悬浮物mg／L0，4O．4l6．O4全硅mg／L9，9l1．132．885活性硅mg／L9．9l1．032．716非活性硅mg／LOO．17锶mg／L0．1890．1250．5558钡Illg／L0．0640．032O．O39，9铁mg／L}iO．122注：菌落总数：#2并：560：#l2井：1900；循环水：4800c给水和炉水的水质标准(1)给水水质标准：硬度：≤1．0m01／1溶解氧：≤7g／1铁：≤20g／1铜：≤5g／1电导率：(25℃)≤0．3S／cm二氧化硅：应保证蒸汽中二氧化硅符合标准(2)炉水水质标准：27n山东大学硕士学位论文炉水水质：pH(25℃)9～10氯离子：≤4mg／l含盐量：≤50mg／I二氧化硅：≤0．45mg／l以上数据为参考，实际要根据制造厂的规范并通过水汽品质专门试验确定。5。3。2系统选择a系统出水水质：硬度：～0mOl／1，二氧化硅：≤20g／1以上水质能够满足机组对补给水水质的要求。b系统出力的确定(1)汽水损失及热负荷1)厂内正常损失：锅炉最大连续蒸发量的2％2)排污损失：2％3)机组启动、事故增加的损失：最大一台锅炉连续蒸发量的6％4)对外供汽损失：夏季：37t／h冬季：l50t／h(回收：40t／h)5)厂用汽：夏季：8t／h冬季：40t／h(回收：16t／h)(2)锅炉补水量：锅炉正常补水量：119．2t／h锅炉最大补水量：281．2t／h(3)水处理系统出力：水处理系统正常出力：夏季：126．4t／h冬季：298。lt／h水处理系统最大出力：夏季：156t／h冬季：328t／h5．3．3循环水排污水概况a循环水系统浓缩倍率的确定循环水处理采用加硫酸与加药协和处理方式。从节水角度来说，循环水系统浓缩倍率越高越好，28n5循环水排污水的回收再利用《火力发电厂化学设计规程》规定，敞开式循环水系统的浓缩倍率宣在3～5倍。但根据目前省内电厂及自杨河电厂的实际运行情况，循环水系统的浓缩倍率确定为3倍。b循环水量夏季抽汽工况：2×l8129t／h春秋季抽汽工况：2×l5596t／h冬季抽汽工况：．2×6729t／hc循环水蒸发、风吹损失及其排污率夏季：蒸发损失：1．21％风吹损失：0．1％排污损失：0．505％春秋季：蒸发损失：1．24％风吹损失：0．1％排污损失：0．52％冬季：蒸发损失：1．32％风吹损失：0，1％排污损失：0。5696d循环水排污水量及地下水补充量的确定根据全厂水量平衡，可供化学专业使用的循环水排污水量为：夏季172t／h，春秋季142t／h，冬季189t／h。则需地下水为：夏季15t／h，春秋季45t／h，冬季248t／h。以冬季计算地下水与循环水排污水各占用水量的比例为：地下水为57％，循环水排污水为43％。5．3．4工艺流程循环水排污水作为锅炉补给水的水源系统流程如下：约43％循环水排污水+约57％地下水一氯化一混凝、助凝一机械加速澄清池一双阀过滤器一叠加卧式双滤料过滤器一叠加卧式活性炭过滤器一R0(反渗透装置)一强酸阳床一除碳器一强碱阴床一混床系统连接为母管制连接。控制方式采用程序控制。循环水排污水排至生水箱中，加氯杀菌，通过生水泵送至机械加速澄清池，加入混凝剂、助凝剂充分混合，水中的悬浮物，胶体颗粒等形成易于沉降的絮凝颗粒，在澄清池内将其分离出来，然后水自流入清水箱，通过清水泵将澄清过的清水依次送入叠加卧式双介质过滤器、叠加卧式活性炭过滤器成分过滤后，通过高压泵将过滤水送入保安过滤器，其滤芯仅有5m，能够将过前处理未除掉的大颗粒物质挡在反渗透设备之外，防止其在高压作用下击穿反渗透膜，此后，水被送至反渗透设备，将水中大部分盐类物质除掉，反渗透设备的脱盐率29n山东大学硕士学位论文m可达96％一98％，制成淡水，送入淡水箱，自淡水箱出来的水依次流经强酸阳床、除碳器、强碱阴床、混床，通过离子交换使水中的离子得到完全的去除，满足锅炉补给水水质的后补充进锅炉。本工程原则性系统图参见附图5，15．3．5主要设备简介作为常规水处理设备的阳床、除碳器、阴床、混床已为大家所熟悉，其参数参见附表5．6，在此着重介绍一下作为预处理设备的澄清池、叠加卧式过滤器和反渗透设备。a机械加速搅拌澄清池机械加速搅拌澄清池是一种泥渣循环型澄清池。池体主要由第一反应室、第二反应室和分离室三部分组成，并设置有相应的进出水系统、排泥系统、搅拌机和调流系统。另外还有加药管、透气管和取样管等。它的特点是利用机械搅拌的提升作用来完成泥渣回流和接触絮凝作用。图5．1为机械加速搅拌澄清池的工作原理图。用于使悬浮物、胶体等絮凝的凝聚剂加入迸水管或第一反应室，助凝剂则需加入第二反应室。本工程设置Q_-200t／h的机械加速搅拌澄清池2套。图5．1机械加速搅拌澄清池的工作原理图l～进水管2一环形进水槽3一第～反应室4一第二反应室5一导流室6一分离室7～集水槽8一泥渣浓缩室9一加药管l0一搅拌叶轮【1一倒流板l2一伞形扳n5循环水排污水的同收再利坩IIIb叠加卧式双滤料过滤器过滤器是反渗透系统的重要预处理装置，本系统采用叠加卧式双滤料过滤器的作用是滤除原水带来的细小颗粒、悬浮物、胶体等杂质，保证其出水sDI(污染指数)≤4。特性：牛能够有效地去除原水中的胶体、悬浮物。因为反渗透系统对它们非常敏感。木具有独特的均匀布水方式，使过滤达到最大效果，能长期满足反渗透膜对污染指数sDI的要求。水反洗装置带空气擦洗，能力强、时间短、水耗低。}单台过滤器对于地下水的运行周期达72小时以上。}采用进口双速水帽，专门用于反渗透预处理系统，填料应选用优质滤料，以保证良好的过滤效果，且不会出现反洗乱层现象。根据本系统产水水量要求，本系统设置1台直径3000mm的8格叠加卧式双滤料过滤器，每格均可以单独运行和反洗，当其中任何～格过滤器的进出口压差达到一定值或出水sDI大于4时，则退出使用进行反洗。同时将备用格双滤料过滤器投入运行。c叠加卧式活性炭过滤器此设备的作用是有效去除水中低分子有机物，游离氯，也能减少水中异味、色度和臭昧。作为反渗透系统的前处理装置，活性炭过滤器可有效防止反渗透膜表面的有机物污染，而不受其本身进水温度、pH值和有机混合物的影响。特性：丰可以极为有效地去除水中低分子有机物，游离氯，也能有效肪止反渗透膜表面的有机物污染。牢具有独特的均匀布水方式，使过滤达到最大效果，能长期满足反渗透膜对有机物污染要求。}带反洗装置，能力强、时间短、水耗低。$采用专门用于反渗透系统的进口水帽，应填充精选的均匀滤料，以保证良好的过滤效果，且不会出现反洗乱层现象。本系统设置l台直径3000mm的8格卧式活性炭过滤器，每格均可以单独运行和反洗，通常4、5天反洗一次。d反渗透成套装置反渗透成套装置包括从保安过滤器进水阀3ln山东大学硕士学位论文始至反渗透淡水出口阀止之间的所有设备、管道、阀门、附件及工艺系统所需的监测控制仪表、信号变送器和就地控制盘，并包括一箱二泵式预处理混凝剂加药装置、反渗透阻垢剂注入系统、反渗透清洗系统、水冲洗系统等辅助设施。在上述预处理系统正常运行的条件下，反渗透装置达到出力loom3／h／套；出水水质：系统脱盐率≥98％(一年内)，≥97％(三年内)；水回收率：75％～85％，保证期为3年。反渗透装置是本系统中最主要的脱盐装置，反渗透系统利用反渗透膜的特性来除去水中绝大部分可溶性盐分，胶体，有机物及微生物。经过预处理后合格的原水进入置于压力容器内的膜组件，水分子和极少量的小分子量有机物通过膜层，经收集管道集中后，通往产水管再注入反渗透水箱。反之不能通过的就经由另一组收集管道集中后通往浓水排放管，排八原水箱或排出系统之外。系统的进水、产水和浓水管道上都装有一系列的控制阀门，监控仪表及程控操作系统，它们将保证设备能长期保质、保量的系统化运行。"1为了便于调节水量的需要，本系统将反渗透系统设置成3套出力为100i'll3／h的反渗透装置，并联运行，运行时通过后续的水箱水位调节反渗透装置投运的套数。本装置反渗透膜组件均采用世界上最先进的TFC型复合膜，单根膜脱盐率达99．6％，根据原水水质分析报告，经过反渗透膜专用计算软件计算，当设计反渗透装置的回收率为75％“85％时，每套配覆102根BW30—400的膜组件，每根膜组件有效膜面积为37m2，分别安装在17根FRP压力容器内，成1l×6排列。e本工程的主要设备规范本工程主要设备规范参见表5．6。表5．6：华能白杨河电厂2x135MW机组循环水排污水回收作锅炉补给水处理系统主要设备规范数盟名称规范主要运行参数量位机械加速搅拌澄O=200t／h2△清池El双阀过滤器①52203△口32n5循环水排污水的回收再利用数盟名称规范主要运行参数量位填料：H_*b=400millHi烟《=300m[11叠加卧式细砂过巾3000H=400mm1套流速：V=6—8m／h滤器(8格)H=300mm出力：Q=48～64t／h叠加卧式活性炭中3000H=1060mml套流速：V=10m／h过滤器(8格)出力：Q=80t／h反渗透装置Q=l00t／h脱盐率：≥98％3套回收水率：≥75％无顶压逆流再生中2800树脂层流速：V=24．4m／h阳离子交换器高：H=1200mm3△出力：Q=l50t／h口周期：T=5l小时无顶压逆流再生中2800树脂层流速：V=24．4m／h阴离子交换器高：H=2000mm3△出力：0=150t／h口周期：T=5l小时除碳器中1800填料层3△淋水密度：高：H=1700mm口q=59t／h，IⅡ2中间水箱(混凝V=150m3(3格)1座土制)淡水箱(混凝土V=150皿。1座制)混合离子交换器中2200H日／Hm流速：V=39．47m／h=500mm／1000mm出力：Q=150t／h3△周期：1：3Tm=63．3小时T目=50．6小时除盐水箱V=500m32△口5．4对循环水排污水回收处理系统设备选择的说明循环水排污水处理工艺中的传统处理方式和膜处理方式可以象上述工程实例中提到的单独使用，也可以配合使用，例如预处理系统可以为：澄清、机械过滤、微滤，澄清、机械过滤、超滤等，这就需要依据实际工程中的水源水质、工程造价和回收后的用途等情况，灵活确定。n山东大学硕士学位论文6小结作为用水大户的电力系统，从经济运行和环境保护。出发，节省用水，积极开展水资源的回收利用，同时减少废水排放对环境的污染，已是火电厂建设的当务之急和今后的战略方针。本文所介绍的方法可以很好的解决电厂工业废水和循环水排污水的回收利用问题，情况相类似的电厂如果要处理工业废水和回收利用循环水排污水可借鉴以上工程实例中提到的工艺方法，情况相异的电厂，也可参考文中提到的方法，依据实际情况进行综合论证后确定具体方案。对于一般的电厂来说，工业废水集中处理系统可以参照莱城电厂采取阱PH中和、絮凝、澄清为主的处理工艺，如果电厂的除灰系统为干除灰系统，泥渣需要外运，应另外增设污泥脱水系统。循环水排污水回收再利用的方法主要有膜法处理方法和传统的澄清过滤方法，传统的澄清过滤工艺比较成熟，国内已有电厂投运。膜法处理工艺技术上比较先进，但由于其对进水水质的要求相对严格，如要采用，最好进行小型工业试验。总之，随着水资源的目益紧缺，工业废水经各种处理后回用到各用水系统已经是迫在眉睫的事情，火力发电厂作为用水大户，更应该自觉实施废水处理回用的问题，这就需要各层次的工程技术人员在设计施工运行中，充分考虑实施各种废水的处理回用，提高水的复用率，以缓解日益紧张的淡水资源。n参考文献[1]周显德．火力发电厂烟气湿法脱硫废水处理工艺介绍，国家电力公司西南电力设计院[2]赵玉华，武科，管菊根火电厂环境学导论，水电部环境保护办公室[3]电力工业部华东电力设计院．火力发电厂废水治理设计技术规程，DL／T5046—95[4]李培元．火力发电厂水处理及水质净化，北京：中国电力出版社[5]沙中魁，杨占琴．微滤设备在循环水排污水回收中应用试验研究，电力设计水处理技术，2002(特)[6]沙中魁，谢长血，李杰．大同第二发电厂循环水排污回收系统设计，电力设计水处理技术，2001(1)[7]冯逸仙，杨世纯．反渗透水处理工程，北京：中国电力出版社，2000[8]谢长血．连续微滤技术在反渗透预处理系统中的应用研究，电力设计水处理技术，2002(特)[9]肖平，王生共．火力发电厂排放废水处理与回用的探讨，电力设计水处理技术，1998(2)[1O]朱淑琴，付宝珍．微滤、超滤技术在电站水处理中的应用，电力设计水处理技术，1999(3)[11]李再东等．污水深度处理再利用的研究与应用，电力设计水处理技术，1998(4)[12]朱洪．火电厂含油污水治理与探讨，电力设计水处理技术，2O01(4)[13]杨占琴，李宝国．关于石灰处理污水的几个问题，电力设计水处理技术，199(2)[14]张行赫，张迈毅，张妙．低温低浊有污染水的澄清净化，电力设计水处理技术，200(4)【l5]唐受印等．废水处理工程，北京：化学工业出版社[16]盛雅文．大容量火力发电厂工业废水处理方向探讨，EPC，V0114(1)3Sn山东大学硕士学位论文[17]徐根良．关于废水生化处理若干问题的讨论，化工生产与技术，l97(1)[22]严平．燃机电厂含油废水处理，环境技术，2000(4)杨东方，张万峰．德国火电厂废水处理，热力发电，l93(3)赵太平．黄岛电厂污水的回收及利用徐英特．2×600Mw机组工业废水集中处理系统选择．华北电力技术，2000(12)吴碧君，荣鸿敏，赵晓丽．电厂生活污水处理方案综合评述与推荐工艺，电力环境保护，1996(3)[23]张凌云．电厂废水处理系统存在的问题及对策，水利电力劳动保护，2001(1)[24]汪琴波．干旱地区废水处理的有效途径，电力设计水处理技术，2001(1)[25]许振良．膜法水处理技术，化学工业出版社，200I[26]葛民．水处理专业在电厂节水中采用的技术方法，电力设计水处理技术，202(特)[27]Anewstreamlinedtre19,tmentaltern19,tiveforirlduStrialwastewaterdelivershighqualitYeffluentaEldgerleratesE1012hazaFd0uswaste。Envi／-0nmenta1Protecti0El，SePtember，1998：14—20[28]A1ternativewaStewaterTreatment：AdvancedItqtegratedP0ndSySte【【IS[29]AquatiCP1antSforWastewaterTreatment，Natui-alScience。B．C．w01vert0n，1988(12)[30]Medina．WastewaterTreatmentandProcesC0ntr01，AmericallSigma．NewY0rk[31]Christ0pherR．P0wiCki．TFeatingInduStria1Wastewatet-sNaturallY，NaturalSCience，1988(12)[32]TrevorStuthridge．NewPulp＆PaperWastewaterTreatmentYechno1ogiesfromF0resCResearch，F0restResearch16n参考文献Ill[33]Tanza13ia．COi"1StrUCtedwe{landSf017wastewatertreati53entjn丁anZania，MaSUdi，A．S，MashaUri，D．A，MaYO，A．W．andMbwette，T．S．A．UniversitYOfDareSa1aam，WSP＆CWResearchPrOjeCt，P．0BOX315．31[34]WatertreatmentandreuseofOilYwaStewaterIrldUstria1Watertreatlllent＆airpUrifiCatiOnH01dingB．V．RotterdainSeweg402M2629HHDelft，TheNether1andS[35]AnleriCanwaterwOrkSASsOCiatiOr1．waterQUalityarldTreatment．MCGraw—Hi1linc．[36]wesbYrne．Reserse0SmosiS—APractica1GiidefOrIndUstrialUsers，Ta1l0aksPUb1iShinginc．[37]I．D．ETECHNOLOGIESLTD．COIllparisOnofDesa1irlatiorlSYStemS，June，1992[38]Metcalf＆EdY，IiqC．GeorgeTChObanoglOUsFrank1inBUrtorlH．DavidStense1．WastewaterEngineering[Treatmerltandreuse]，203[39]Metcalf＆EddY，GeorgeTChObanoglOuS．waStewaterEngineri九gTreatnlentDiSPOsa1Reuse，MCGraw—Hill．1991[40]DUllCanMara．LOw—lOSt，tfigh—PerfOrIllance_|lrastewaterTreatmentandReusefOrPubliCHealtha13dEnVironnlentalPrOtectiOnirlthe21StCerltUrY，UniVersitYOfLedS，2001．[41]JamesG．mai-1nV．A．1iu．Irld11StFia1waterReuseandWaStewaterMiniⅢization，McGraw—Hill，l9[42]ROna1dDroste，TheoryandPracticeofwaterandWaSteWaterTreatment，19637n山东大学硕士学位论文致谢在论文完成的整个过程中得到了导师路春美教授的精心指导。她渊搏的知识和对工作兢兢业业的精神都给我留下了深刻的印象。在此期间，路老师不但教给我知识，还教给了我许多工作方法，这些对我今后的工作都将大有裨益。在此对她表示最衷心的感谢。同时，整个论文工作还得到了山东电力工程咨询院王淑云高工的认真指导，她给出的许多建议对论文的顺利完成起到了很大的作用，在此一并深表感谢。另外，山东电力工程咨询院胡廷谦工程师及山东国际电源开发股份有限公司莱城发电厂刘建英高工对整个论文工作提供了许多帮助，对他们表示衷心的感谢。此外，山东电力工程咨询院的领导和山东大学能源与动力工程学院的老师始终是我工作的坚强后盾，为整个工作有条不紊、有序地进行提供有力保证，对他们的工作和帮助表示衷心的感谢。nnn