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隨著中國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的快速發(fā)展，水資源短缺矛盾日益突出，資源型和水質(zhì)型缺水已成為制約中國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的瓶頸。作為用水大戶的火力發(fā)電廠,面對(duì)水資源匱乏和污染，應(yīng)用廢水“零排放”及再生水回用技術(shù)來(lái)節(jié)約用水、減少污染，是緩解水資源緊張、降低用水成本的重要手段。
廢水零排放（Zero Liquid Discharge，簡(jiǎn)稱ZLD），是自1970年以來(lái)首先由發(fā)達(dá)國(guó)家提出、研究和應(yīng)用仍在不斷進(jìn)步著的一項(xiàng)綜合型應(yīng)用技術(shù)[1]。由于火電廠廢水“零排放”項(xiàng)目經(jīng)濟(jì)、環(huán)境、社會(huì)效益巨大，國(guó)內(nèi)一些火電廠也正陸續(xù)開(kāi)展此項(xiàng)工作。零排放系統(tǒng)的設(shè)計(jì)需要依據(jù)各電廠的實(shí)際進(jìn)行，下面就浙江浙能樂(lè)清發(fā)電有限責(zé)任公司廠區(qū)廢水“零排放”工程進(jìn)行探討。
一、廠區(qū)用排水現(xiàn)狀
浙江浙能樂(lè)清電廠位于樂(lè)清市南岳鎮(zhèn)和蒲岐鎮(zhèn)區(qū)域內(nèi)，樂(lè)清灣西岸，目前總裝機(jī)容量達(dá)到252萬(wàn)千瓦，一期兩臺(tái)600MW超臨界燃煤發(fā)電機(jī)組，二期兩臺(tái)660MW超超臨界燃煤發(fā)電機(jī)組，分別于2008年9月和2010年7月全部建成投產(chǎn)，年發(fā)電量達(dá)135億千瓦時(shí)以上，規(guī)劃擴(kuò)建三期兩臺(tái)百萬(wàn)千瓦級(jí)火電機(jī)組。
1、給水系統(tǒng)
樂(lè)清電廠用水分為兩部分，冷卻水補(bǔ)水利用海水，取自樂(lè)清灣，采用直流循環(huán)供水系統(tǒng)；工業(yè)、生活用淡水通過(guò)海水淡化系統(tǒng)制取，采用二級(jí)反滲透處理工藝[2]（即SWRO系統(tǒng)），由海水提取系統(tǒng)、預(yù)處理系統(tǒng)、反滲透系統(tǒng)、能量回收系統(tǒng)、供電系統(tǒng)和控制監(jiān)測(cè)系統(tǒng)等構(gòu)成。
各系統(tǒng)設(shè)計(jì)制水能力：微濾系統(tǒng)為2000m3/h，一級(jí)R/O系統(tǒng)為900m3/h，二級(jí)R/O系統(tǒng)為300m3/h。實(shí)際運(yùn)行一級(jí)R/O日均產(chǎn)水量12000m3/d，二級(jí)R/O日均產(chǎn)水量2600m3/d。
2、用水系統(tǒng)
廠內(nèi)淡水用水系統(tǒng)包括工業(yè)用水、生活用水和化學(xué)用水以及其他工業(yè)雜用水。
3、排水系統(tǒng)
電廠日常運(yùn)行中產(chǎn)生的經(jīng)常性廢水主要有機(jī)組排水槽廢水、膜清洗廢水、脫硫廢水、再生酸堿廢水、主廠房沖洗水、渣灰水和生活污水等；非經(jīng)常性廢水包括鍋爐水壓試驗(yàn)排水、鍋爐與管道沖洗排水、鍋爐酸洗廢水、空氣預(yù)熱器沖洗廢水等。
為進(jìn)行廢水達(dá)標(biāo)處理，廠內(nèi)設(shè)置五套廢水處理系統(tǒng)，分別為2×10m3/h生活污水處理系統(tǒng)，60m3/h集中式工業(yè)廢水處理系統(tǒng)，2×100m3/h煤灰水處理系統(tǒng)、23m3/h脫硫廢水處理系統(tǒng)及主廠房含油廢水處理系統(tǒng)。
二、廢水零排放分析
目前存在問(wèn)題及實(shí)施廢水零排放解決思路如下：
(1)存在工業(yè)回用水利用不合理的現(xiàn)象。首先需要建立循環(huán)用水體系和全廠水量平衡體系，確定循環(huán)回用水復(fù)用點(diǎn)，為廢水零排放打下基礎(chǔ)。
(2)存在清污合流、收集不完全的問(wèn)題。廢水要循環(huán)利用，前提是進(jìn)行分質(zhì)、分流收集、廢水達(dá)標(biāo)處理，處理出水符合回用點(diǎn)用水要求。
(3)海水淡化系統(tǒng)副產(chǎn)物如海水濃縮水、反應(yīng)沉淀池排泥水，鹽分高、水量大，利用較為困難。擬增設(shè)城市中水為主要工業(yè)用水水源，大幅度降低海淡系統(tǒng)副產(chǎn)物產(chǎn)量，保證廢水“零排放”順利實(shí)施。
(4)末端尾水氨氮污染高，處理不達(dá)標(biāo)影響整個(gè)回用系統(tǒng)。擬新建高氨氮廢水處理系統(tǒng)，降低廢水氨氮污染。
1、建立全廠用水體系
以“統(tǒng)籌規(guī)劃、梯度循序利用、閉路循環(huán)”為原則，建立全廠分梯次用水體系。
2、廢水達(dá)標(biāo)處理
從循環(huán)用水體系圖可以看出，電廠產(chǎn)生廢水主要包括生活污水、脫硫廢水、渣灰污水、工業(yè)廢水等，其中工業(yè)廢水中水質(zhì)較好的機(jī)組排水、機(jī)組取樣排水以及精處理前置過(guò)濾器反沖洗水，可以直接回收利用，另外除鹽系統(tǒng)及精處理系統(tǒng)再生廢水、膜清洗廢水、鍋爐酸洗廢水等則需要進(jìn)一步處理后達(dá)標(biāo)回用，而氨氮污染濃度較高的處理后脫硫廢水、氨罐區(qū)排污水及精處理再生廢水則需要進(jìn)行深度生物降解處理。具體如下：
(1)生活污水
生活污水主要來(lái)自廠區(qū)、生活區(qū)、船舶生活區(qū)，設(shè)計(jì)水量2×10m3/h，本廠采用三級(jí)接觸生物氧化+沉淀+砂濾+活性炭過(guò)濾工藝，執(zhí)行《城市污水再生利用城市雜用水水質(zhì)》(GB/T18920-2002)標(biāo)準(zhǔn)，出水用于綠化或進(jìn)入工業(yè)回用水池。
(2)渣、灰水處理系統(tǒng)
本廠渣水與煤灰水分別設(shè)置獨(dú)立處理系統(tǒng)，渣水處理設(shè)置濃縮機(jī)和緩沖水倉(cāng)，渣水上清液進(jìn)行循環(huán)利用。濃縮機(jī)排泥水與煤灰水一起進(jìn)入煤泥預(yù)沉池，泥水分離后，投加絮凝劑進(jìn)入一體式高效廢水凈化裝置進(jìn)行澄清過(guò)濾處理，出水流入清水池進(jìn)行煤場(chǎng)除塵、輸煤系統(tǒng)沖洗等循環(huán)利用。
(3)工業(yè)廢水集中處理系統(tǒng)
本系統(tǒng)主要收集處理機(jī)組排水槽廢水、精處理再生廢水、鍋爐酸洗廢水和膜清洗廢水，水量約60m3/h，出水執(zhí)行《城市污水再生利用工業(yè)用水水質(zhì)》(GB/T19923-2005)標(biāo)準(zhǔn)，處理處理進(jìn)入工業(yè)回用水池。
(4)脫硫廢水處理
煙氣脫硫廢水處理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)規(guī)模為23m3/h，連續(xù)運(yùn)行，設(shè)計(jì)出水執(zhí)行《綜合污水排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB8978-1996)中新擴(kuò)改I級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。包括廢水處理系統(tǒng)、加藥系統(tǒng)和脫水壓濾機(jī)系統(tǒng)三部分，廢水主要污染因子有pH、SS、F-和Cr3+、Pb2+、Hg2+等重金屬離子。
三、末端廢水處理系統(tǒng)
末端廢水的特點(diǎn)是水質(zhì)復(fù)雜、污染物濃度高、含鹽量大，一般不能直接回用，需要進(jìn)行深度處理。本廠末端廢水包括處理后脫硫廢水、氨罐區(qū)排污水及精處理再生廢水等，水量約50m3/h?；旌蠌U水主要污染物NH3-N約120mg/L，COD60～80mg/L,Cl-4000mg/L，SS為70 mg/L，擬采用高效脫氮反應(yīng)器[3]ABFT+機(jī)械澄清+砂濾工藝，對(duì)該混合廢水進(jìn)行深度處理，執(zhí)行《城市污水再生利用工業(yè)用水水質(zhì)》(GB/T19923-2005)標(biāo)準(zhǔn)，達(dá)標(biāo)出水進(jìn)入渣水系統(tǒng)補(bǔ)充水利用。
四、投資及效益分析
1、工程投資
根據(jù)浙能樂(lè)清電廠已有條件，實(shí)施廠區(qū)廢水“零排放”主要工程內(nèi)容及估算投資。
2、效益分析
廠區(qū)廢水“零排放”系統(tǒng)實(shí)施后，在節(jié)水、污染物減排方面效益明顯，可獲得經(jīng)濟(jì)、環(huán)保雙豐收，分析如下：
(1)節(jié)約用水量
脫硫工藝用水、渣灰水系統(tǒng)部分補(bǔ)水等采用自工業(yè)回用水，每天可減少一級(jí)R/O供水2600m3。
(2)主要污染物減排量
污染物減排主要為SS、COD和NH3-N等污染因子，每年減少向自然水體排放SS為24.5噸，COD為28.0噸，NH3-N為42.0噸。
(3)經(jīng)濟(jì)效益
一級(jí)R/O單位制水成本4.70元/m3[2]，新建廢水末端處理系統(tǒng)增加運(yùn)行成本約0.82元/m3，不計(jì)減少海水污泥處理的節(jié)約成本，每年節(jié)約用水費(fèi)410萬(wàn)元。
五、結(jié)語(yǔ)
綜上所述，廠區(qū)廢水“零排放”系統(tǒng)的實(shí)施，具有顯著的經(jīng)濟(jì)、環(huán)保和社會(huì)效益。浙江浙能樂(lè)清發(fā)電有限責(zé)任公司為響應(yīng)浙江省委“五水共治”號(hào)召，開(kāi)展治污水、抓節(jié)水工作，進(jìn)行廢水“零排放”研究，提高用水效能、降低耗水指標(biāo)，實(shí)施廠區(qū)廢水“零排放”系統(tǒng)工程具有廣泛意義。
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