沙角C電廠廢水回用工程實踐
摘要：沙角C電廠廢水回用工程將生活污水、含油廢水、含煤廢水、鍋爐排污水收集起來，集中處理后回用于全廠雜用水系統，并將化學除鹽廢水用于沖灰。廢水處理工藝包括降溫、除油、曝氣、沉淀、澄清和殺菌，所用設備自動化程度高，運行安全可靠。廢水經處理后，各項指標均達到回用標準。廢水回用工程投產后，每年可節約新鮮水170萬t，減少排放工業廢水188萬t，減少排放除鹽廢水14萬t，經濟、環境、社會效益顯著。
關鍵詞：火電廠,廢水處理,廢水回用,節水,沙角C電廠
沙角C電廠總裝機容量為3×660 MW，為保護環境，該廠外排廢水全部通過處理并達標排放。為進一步提高水的綜合利用水平，減少廢水排放量，電廠決定對全廠廢水系統進行全面改造和優化，實施廢水回用工程。其目標是：通過對廢水的處理回用，提高工業水的重復利用率，最終實現不向環境排放廢水或基本不排放。該工程投產后，生水消耗量和廢水排放量顯著降低，節約了大量的水資源，保護了環境，提高了運營效益。
1 工程概況
1．1 技術方案
廢水系統改造前廢水的種類見表1，這些廢水已經處理并達標排放。
廢水系統改造的目的就是對表1中的可利用廢水進行回收并深度處理，對處理后的廢水重新進行合理的利用。電廠原生水系統取自東引水，經預處理系統處理后供應全廠雜用水、除鹽用水和生活用水。后由于東引水污染嚴重，化學除鹽水和生活用水改為自來水作水源。在廢水回用工程實施后，回用水只作為全廠的雜用水水源，不足部分由東引水補充。改造后電廠的用水狀況見表2。
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廢水回用工程由收集、回用系統和廢水處理系統組成。前者通過泵和管道將位于電廠不同位置的廢水收集到廢水處理廠，并將處理后的廢水送至原生水預處理系統；后者是對原廢水處理廠進行改造，對廢水進行深度處理。
1．2 收集與回用系統
收集與回用系統包括以下幾部分：
(1)化學除鹽廢水回收系統新建一條管路，采用孔網鋼塑管，將化學除鹽廢水改送到低壓沖灰水前池，與原沖灰海水混合后用于沖灰。
(2)生活污水收集系統新建一條管路，將原生活污水處理站處理后的生活污水送至鍋爐廢水池。
(3)含油廢水收集系統新建一條管路，將原含油廢水處理站出水改送至鍋爐廢水池。
(4)含煤廢水收集系統新建一條管路，將原輸送含煤廢水的管道改至新建的煤場沉淀池。
(5)清水回用系統新建一條管路，用于將廢水處理廠合格出水送至生水預處理系統的反應池。
1．3 廢水處理系統
廢水處理系統工藝流程見圖1。
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廢水處理主系統處理工藝為換熱器降溫、氣浮、冷卻塔降溫、曝氣、澄清、消毒殺菌。輔助系統用于對含煤廢水進行沉淀處理，經處理的廢水送至氣浮池。廢水系統所有設備由3個集中電氣控制柜控制，電氣柜置于原廢水處理廠電氣房。系統具有多地操作功能，即就地手動操作、控制柜集中操作、PLC編程自動控制、遠程上位機操作(該工程只實現接人PLC，預留上位機改造接口)。主泵根據超聲波液位計測得的液位變頻運行；氣浮池所加絮凝劑根據水量大小按比例自動投加；在清水池設置溫度、pH、濁度在線儀表，在異常情況下，當水質指標超過回用標準時，廢水自動排放。為保證設備運行安全，集中控制柜設備的電源分由A、B兩路供給。
2 廢水處理主要工藝及參數
廢水處理廠的設計出力為200 m3／h，工程投產后，廢水處理廠出水水質見表3。參考國家相關標準，并考慮沙角C廠的實際情況，確定的水質回用標準為：pH6．5～9．0，懸浮物<10 mg／L，C0D <40 mg／ L，油<2．0 mg／L，水溫<35 oC。由表3可見，出水水質達到了回用標準。
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2．1 廢水降溫工藝
廢水降溫采用二級降溫工藝。鍋爐廢水池用來收集鍋爐排污水、含油廢水、生活污水及部分地面沖洗水，為全地下鋼混結構，有效容積1 884 m。。在機組正常運行(無機組大小修、酸洗)時調節容量的時間為13 h。該池水溫約70℃ ，要達到廢水回用的要求，出水水溫必須低于35℃。
(1)一級降溫采用水一水固定管板式換熱器，冷卻水(海水)流量(500～600)m3／h，熱廢水流量(140～ 200)m3／h，出水水溫低于55℃。
(2)二級降溫采用強制冷卻塔，每臺出力150 m3／ h，分別由二級提升泵給水，進塔水溫50 ℃～55℃，出塔水溫小于35℃。
(3)經過曝氣池lO h的曝氣和澄清池約5 h的停留，自然冷卻使水溫下降1℃～2℃。
2．2 廢水除油工藝
對廢水中油的去除采用二級除油工藝。
(1)一級除油工藝用來去除非乳化狀態的油。油罐區含油廢水收集至原地下油水分離器，利用水和油的比重差去除呈漂浮狀態的油，除油后的廢水送到鍋爐廢水池。另有車間產生的含油廢水，通過下水道流入鍋爐廢水池，含少量油分的生活污水，也收集到鍋爐廢水池。在鍋爐廢水池中經過13 h的停留，廢水中大部分未乳化態油會漂浮到水面，通過浮油收集器收集這部分廢油。浮油收集器分水面部分和地面部分，水面部分是3套不銹鋼浮筒，它們漂浮在水面上，吸收表層油水混合物并將其送到地面設備中；地面設備將油水分離，水重新流入鍋爐廢水池，油流入廢油池中儲存。浮油收集器收集表面浮油能力為500 kg／h，收油含水率小于3 。
(2)二級除油工藝采用氣浮技術(部分回流溶氣氣浮法)處理廢水中呈乳化態油和相對密度近于1 g／ cm。的微小懸浮顆粒。2座氣浮池由原廢水站廢水收集池改建，每座設計出力為100 m3／h，溶氣回流比 40 。每座氣浮池配刮渣機1臺。氣浮工藝中，由氣液混合水泵產生溶氣水，該泵能夠邊吸水邊吸氣并將其混合，在水中制造(20～30)fm的氣泡。每座氣浮池使用1臺尼可尼80SP一22氣液混合泵，運行簡單可靠。
2．3 廢水除懸浮物工藝
對懸浮物的去除貫穿整個工藝流程。
高懸浮物含量的廢水主要包括煤場噴淋水、輸煤皮帶沖洗水和地面環衛沖洗水以及煤場雨水。每升廢水中懸浮物含量高達幾百毫克。
含煤廢水先經沉淀去除大部分大顆粒懸浮物，再送到氣浮池中除去相對密度近于1 g／cm。的微小懸浮顆粒，最后再經預沉淀澄清池和反應澄清池進一步去除剩余懸浮物。工程中新建2座沉淀池以沉淀含煤廢水，出力共60 m3／h，水在池內停留時間5 h，表面負荷 0．30 m3／(m·h)。沉淀池為平流式，花墻布水，溢流堰出水。經沉淀處理后，廢水中懸浮物含量約為20 mg／L。2座水力澄清池串聯運行，水在池內停留時間 2 h。
2．4 殺菌消毒工藝
廢水處理的最后一道工序是消毒殺菌，以防止水中微生物的滋長和細菌的繁殖。消毒殺菌使用1臺帶自動清洗功能的紫外線殺菌器，出力200 m3／h，廣譜殺菌，殺菌效果達99 以上。
3 效益分析
(1)經濟效益廢水回用工程投產后，每年可節約新鮮水(東引水)170萬t，減少排放工業廢水188萬t，減少排放除鹽廢水14萬t，由此每年節省新鮮水及新鮮水預處理費l19萬元，少交納排污費20萬元，扣除廢水回用工程較原廢水處理多支出的年運行成本8．5 萬元，年凈經濟效益為130．5萬元。該工程投資440 萬元，預計3年半能收回成本。目前東莞地區的水質嚴重惡化，如果東引水的水質進一步惡化，全廠的其它用水必須改成東江水，而東江水的價格在1．55元／t，遠高于東引水，則廢水回用工程產生的經濟效益會更大。
(2)環境和社會效益 由于節約了大量的淡水資源，減少了大量的廢水排放，在淡水資源越來越寶貴、環境保護愈來愈受到公眾關注的今天，廢水回用工程產生的環境效益和社會效益顯著。
4 結 論
(1)沙角C電廠廢水回用改造工程費用低，技術路線合理，既減少了新鮮水用量，又減少了廢水排放，經濟和社會效益顯著。
(2)廢水處理工藝合理，技術先進，廢水經處理后各項指標均達到回用標準。
(3)廢水處理設備集中控制，實現多地操作功能，系統可自動和手動運行，設備雙電源供電，主要設備變頻控制，運行安全可靠。
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