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关于大型火力发电厂废水减排工作的探讨
摘要：近年来，随着地区经济的迅猛发展，环境污染问题也越来越严重，防止环境污染，保护环境，维持生态平衡，已成为社会发展的一项重要举措，尽可能减少废水排放成为各个生产企业义不容辞的责任和义务。做为用水大户的火力发电厂就更应该对废水进行合理的规划和处理、采取有效措施来减少环境污染。
关键词：改造 环保 处理
一、废水减排工作提出的背景
托克托发电公司自2003年1、2号机组分别投产后，以每年两台机组的投产速度发展了4年，共建成8台600MW和2台300MW的火力发电机组，其中4台600MW机组凝汽器采用直接空冷技术，并全部采用湿法脱硫工艺。全厂水源由地下水和黄河水供给，地下水主要作为生活用水，黄河水作为生产用水。为了节水减排和达标排放，先后建成了煤泥水处理装置、工业废水处理站、生活污水处理站、含油废水处理装置、脱硫废水处理中心、循环水排污水处理站等设施，使得各类废水都分类处理并进行综合利用，但是由于装机容量大，且湿冷机组较多，造成外排废水较多。2010年，生活水用量180万吨，黄河水用量约4205万吨，废水排放量为936.3万吨。为响应“优化运行、降本增效”号召，通过对公司用水、排水系统进行全面排查发现水资源利用不合理，废水外排量大;具有很大的节水、减排空间。
二、具体的做法
1、外排废水回用改造工程
原脱硫用水取自5号、6号水塔，由于脱硫用水量大于5号、6号水塔排污量，造成5号、6号水塔浓缩倍率低，冬季时5号、6号水塔浓缩倍率常低于2倍(正常控制在3.5～4.5倍)，造成水的浪费和水塔加药药品浪费。改造将外排废水引至脱硫系统替代循环水作为水源，既解决外排废水的问题，又解决了水塔浓缩倍率不均衡的问题。正式投运后，5、6号水塔补水量减少了200t/h，浓缩倍率上升至4.0左右。
2、循环水排污水处理站预处理废水回用
循环水排污水处理站水源来自一、二期机组循环水排污水，排水作为二、三、四期锅炉补给水处理站除盐水系统水源，废水直接排向废水系统。其中预处理废水主要是由机加池泥水、过滤器反洗水、超滤反洗水等组成，废水量与投运设备多少有关。改造将循环水排污水处理站过滤器、超滤反洗废水收集至新建废水处理沉淀池，经过简单沉淀处理后补入生水池。超滤自用水量约10%，砂滤自用水量约5%，循环水排污水处理站设备正常消耗水量约为600t/h，按减少外排15%水量计算，每天可减少外排水量约2200吨，同时节约黄河水量2200吨/天。
3、再生资源回水系统优化运行
再生资源回水原设计经过冷却、除铁后回收至呼热机组凝汽器，由于供汽、回水管路长，再生资源工艺系统硅、铁含量高，导致再生资源回水不能满足凝汽器回水水质要求，不能按原设计进行回收，造成热量和水量的浪费。
对再生资源回水回收系统进行改造，将再生资源回水回收至化学水处理阳床入口，经过二级除盐处理后再做为呼热机组锅炉补给水，补至呼热机组凝汽器。改造后扣去除盐系统再生自用盐水，水量回收率在98%以上，热量全部回收。
再生资源回水回收利用后，按目前每天回收1000吨水量计算，可节约制水费用约2万元，如系统运行稳定，按设计回收水量60%计算，每天可回水约2400吨，可节约制水费用约4.5万元。
4、连排疏水回收利用
连排疏水原设计回收至水塔，由于连排疏水水质接近于炉水水质，远好于黄河水水质，降级使用造成水量的浪费;同时由于连排疏水温度约80℃，排至水塔造成热量浪费。改造将连排疏水送至制水系统生水池，使得水量、热量都得到了有效利用。
5、锅炉补给水处理站反渗透浓水回收
锅炉补给水处理站超滤和砂滤原设计反洗用水为自身设备出水，超滤自用水量10%，砂滤自用水量5%，不仅浪费水，而且造成实际产水量达不到后续反渗透进水量需求。反渗透产水具有含盐量高，杂质低的特点，能够满足超滤、砂滤的反洗水水质要求。通过改造将反渗透产水回收至超滤产水箱和砂滤反洗水池，用于超滤和砂滤反洗用水。锅炉补给水处理站正常消耗水量为200t/h，按节约15%水量计算，每天可节约黄河水720吨，年节约黄河水约26万吨。
6、空冷岛喷淋水系统改造
空冷岛喷淋用水原设计为除盐水，经过实验对比，将6号机组喷淋用水改造使用循环水排污水处理站反渗透产水，减少了除盐水的直接消耗;同时改造使用高效的雾化喷嘴，节约了喷淋水量。
7、工业废水处理站出水综合利用
工业废水处理站设备长期带病运行，出水受灰渣废水影响而存在不合格情况，无法综合利用。治理首先对悬浮物含量大的废水实行就地清浊分离，然后投运了絮凝系统，修复了澄清、过滤设备，使得工业废水处理站出水合格，最终作为了中压服务水水源。实现了综合利用的目的，可减排废水100t/h。
8、灰渣废水治理
长期以来，灰渣废水外排量较大，影响外排废水指标。主要是补水自动化程度低，冷却水用量大，没有缓冲能力。通过提升缓冲容量，加装净水设备，实现渣水系统本身的内部循环，杜绝外排灰渣废水：一期机组设备对溢流的渣水进行沉淀、过滤，净化后的渣水做为密封水泵的水源;二三四期机组对捞渣机槽体实现自动补水，保证不溢流也不影响水封。灰渣废水自循环后，不再排至工业废水处理站，大大减轻了废水处理设备负担，彻底解决了工业废水处理站出水水质不合格的问题。
9、生活水治理
全厂生活水统一由地下水供给，一共有11台生活水泵，总出力为380t/h。生活水主要供给宿舍楼、办公楼用水和其他生活区域用水，如食堂等地用水，另外一部分水供给厂外煤场及绿化用水。对生活水系统普查后，发现生活水用量很大，2010年月均供水量达到15万吨，另外，部分生活水供水、用水管线没有安装计量仪器或计量仪器数值失真。
针对生活水系统存在的问题，首先对供水、用水管线进行查漏，共更换、新装水表21块，更换阀门25个;然后对各用水单位进行计量，对人均用水较大的单位采用限供、停供的方式限期整改，同时将绿化用地下水的系统全部改用黄河水做水源;最后修订下发了用水管理办法，设立了监督体系，定期统计用水情况。由此地下水供水量减少到8.8万吨每月，厂内人均用水量由原来的1.01吨/人・天降为0.37吨/人・天，减少消耗地下水约6万吨/月;停运5台取水泵，年节约电能192720kwh。
10、循环水排污水治理
公司循环冷却水采用的是开式循环冷却水系统，为了节水，循环水浓缩倍率都控制在3.5～4.5之间。按设计， 1、2号水塔循环水作为消防服务水蓄水池、循环水排污水处理站水源，供水量在750t/h左右; 3、4号水塔循环水作为二期消防蓄水池水源并可以排污至6号水塔，总排水量在400t/h左右; 5、6号水塔循环水作为全厂脱硫、三四期中压服务水、四期消防蓄水池水源，总排水量在800t/h左右; 11、12号水塔循环水作为输煤、除灰、脱硫系统水源，供水量约50t/h。
循环水系统存在的问题主要是，循环水浓缩倍率不均衡，总体偏低，部分冷却水塔还需要开排污调节浓缩倍率。主要是由于各水塔循环水取水量不均衡， 5、6号水塔取水量较大，除了凝汽器冷却用外，还要给脱硫系统650t/h、中压服务水系统150t/h，总供水量约为800t/h;1、2号水塔供给循环水排污水处理站650t/h、供一期中压服务水系统100t/h，总供水量为750t/h;而3、4号水塔循环水只是通过DN350的管路排向6号水塔，排放量不超过400t/h。11、12号水塔循环水只供给辅助系统60t/h。根据经验数据，在现在的浓缩倍率控制标准下，大水塔排污量在300t/h左右较合适，低于此数值的冷却塔循环水的浓缩倍率会超标，高于此数值的水塔浓缩倍率会偏低。另外， 5、6号水塔只是作为三、四期机组的小机凝汽器循环水冷却，蒸发量较小，而水塔本身设计容量又较大，因此本身浓缩水平较低。
针对循环水排污水存在的问题，对全厂循环水系统进行全面排查，将一期机组冷却塔只供循环水排污水处理站作为化学制水水源;将二三四期机组冷却塔循环水排污水供脱硫系统使用，二期机组冷却塔循环水至6号水塔敷设排污管作为调节。
自完成此项工作后，实现了1～6号冷却塔不排污，与2010年相比，每年可减排废水135.32万吨。
11、化学废水治理
为了降低一期锅炉补给水处理站自用水率，考虑到水源为水质较好的黄河水，将反渗透浓水回收作为超滤反洗水，增加废水利用梯次，月减排废水3.6万吨，减少黄河水用量3.6万吨/月。
为了降低循环水排污水处理站自用水率，将超滤反洗水回收至生水池循环利用，提高废水梯级利用率，月减排废水10万吨，减少黄河水用量约10万吨/月。
12、脱硫废水综合利用
脱硫废水是全厂水系统最末环节，水质最差，排放量约60t/h。脱硫废水经过沉淀、絮凝处理后进行综合利用。改造代替工业水作为干灰加湿搅拌水源，分别给一二三四期灰库、灰场、场外输灰7号转运站做抑尘、喷淋使用，目前运行良好。
三、结论
如上各项改造措施在2013年实施以后，节约生水和减排废水方面效果突出，与2010年相比，2013年发电综合水耗下降了18%，排水率下降了48%。经济、环保效益突出。按照黄河水1.5元/吨，地下水2.0元/吨，废水0.6元/吨估算，与2010年相比，2013年节约水费、排污费合计1428万元以上，实现了较好的经济效益和社会效益。
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