2023年《安全环境环保技术》之电厂工业废水处理.docx

电厂工业废水处理 随着我国水资源的紧张和环境保护要求的提高，电厂所面临的水资源问题和环境问题将日益突出，优化电厂废水处理工艺与技术，实现废水资源化，其社会效益与经济效益的意义非常深远。本文介绍几个电厂工业废水处理工程案例。 一、水解酸化+BAF工艺处理某电厂工业废水采用水解酸化+曝气生物滤池(BAF)工艺处理某电厂废水。介绍了各处理构筑物、运行参数。运行结果说明，在进水COD、BOD5，SS的质量浓度分别为320～490，100～160，80～160mg/L，pH值为6～9时，用该工艺处理电厂废水，其出水水质可达生活杂用水水质标准(CJ25.1—89)的要求。该BAF工艺投资少，处理效率高，操作简单。无需投加化学药剂、不产生二次污染。某总装机容量为700MW的电厂为节约用水，保护环境，增加经济效益，决定将全厂的车间设备清洗及地面冲洗、锅炉冲灰、厂区办公与车间的生活用水经处理后回用于冲厕、绿化和电厂的冷却系统等。废水的主要污染因子为悬浮物、有机污染物。排放量为600m3/d，平均处理废水水量为25m3/h。针对废水的水质情况和出水要求，决定采用水解酸化+曝气生物滤池(BAF)作为此项工程的核心处理工艺。现将工程设计运行结果介绍如下：1原水及出水水质设计水量为600m3/d，平均处理废水水量为25m3/h。废水水质及处理后出水水质要求见表1。 2工艺流程与工程设计2.1工艺流程 厂区各处的废水经下水道进入调节水池，调节水池对来自不同区域的废水进行水质、水量的调节。调节池前设置格栅。废水再经提升泵进入水解酸化池，来提高废水的可生化性，减轻后续曝气生物滤池的冲击负荷，进而提高曝气生物滤池的处理效果。经过曝气生物滤池处理的出水自流入回用水池：反冲洗水经溢流排水槽排至调节池。2.2单元设计2.2.1调节池预曝气调节池1座，调节池有效容积为200m3，HRT为8h，为防止原水厌氧腐化，池内设有穿孔曝气管，间歇曝气。这一方面可以降解局部有机物，另一方面起到使水质均匀的作用。2.2.2水解酸化池水解酸化池的HRT为3.8h。设计流量为25m3/h。有效容积为95m。池内上升流速为1.2m/h，池的有效高度为3.56m。考虑布水区高度和池内超高，池的实际水深为4.0m。水解酸化池的有效尺寸为7m×4m×4m。水解酸化池内设置弹性生物组合填料，填料高度3.0m。底部采用穿孑L管均匀布水的方式进水，孔口流速6.0m/s。2.2.3曝气生物滤池(BAF)曝气生物滤池由配水区、布水系统、承托层、曝气系统、滤料区、出水区、反冲洗系统组成，采用上向流进水的方式。滤池的总有效容积为42.6m3，HRT为1.7h。滤池内设置陶瓷烧结滤料，粒径为3～5mm，填料高度为4.0m，池内采用曝气器进行曝气，气水体积比为8:1。滤速为10m/h，BOD容积负荷为1.5kg/(m3·d)，滤池中溶解氧质量浓度为5mg/L。二、台州发电厂工业废水综合处理工程台州发电厂位于浙江省台州市椒江区椒江人海口处，1978年开工建设，分四期建成，总装机容量到达l470MW。一至三期为6×135MW机组．四期为2x330MW帆皇臣台州电厂淡水的年消耗量在1500万吨以上。废水的年排放量在800万吨以上。为了应对淡水资源日益紧缺的局面，降低电厂发电耗水章，提高水的重复利用率和废水回用率，在台卅l电广厂内兴建了“新汀台州垃电厂废水综合治理工程陔工程的“四期工业排水处理站局部。自2022年3月开工建设，2022年11月竣工投产，运行近二年来，取得了明显的社会效益和经济效益。 工艺流程1、工艺流程确定废水回用于循环冷却水系统，需重点解决以下问题：(1)防止某些杂质离子对系统中管材的腐蚀，主要控制cl-的含量。(2)防止产生生物污泥，使系统中铜管发生堵塞或产生污泥下的腐蚀，主要应控制COD、悬浮物和细菌的数量。由表1可见，废水中的cl-已到达回用要求，可不必考虑。经现场调研得知，电厂定期在工业循环水中投加杀菌剂，那么再生水中细菌数量也不必考虑。因此，本工程主要处理对象是废水的pH、COD和悬浮物。经过详细论证、分析，确定工艺流程如图1所示。 2、工艺流程简介各路废水通过格栅聚集到调节池中，在调节池顶设吸泥机，废水在调节池内初步沉淀后，由废水提升泵送人气浮池。在气浮池进水管投加凝聚剂，废水中胶体和微小悬浮物通过混凝反响生成小颗粒矾花，被细微气泡携带浮上水面，由刮渣机刮除，而清水那么由气浮池下部集水管聚集自流进人V型滤池。V型滤池滤后水进人中间水池，通过中间水泵送人清水池，在中间水泵出口投加Na3PO4调整清水pH值。最终产品水由清水泵送至工业循环冷却水池。三、火电厂工业废水处理工业废水亦称工业总排废水，包括工业冷却水排水、化学水处理系统酸碱再生废水、过滤器反洗废水、锅炉清洗废水、输煤冲洗和除尘废水、含油废水、冷却塔排污废水等。由于工业废水的种类多，各类废水的污染物种类、含量和排量不固定，致使工业废水的成分相当复杂，其主要污染物有：悬浮物、油、有机物和硫化物等，这类废水排入受纳水体将会引起不同程度的环境污染，造成生态破坏。1.再生废水处理离子交换设备在再生和冲洗时，会产生一局部再生废水，其废水量约为处理水量的1%，这局部废水虽然水量不大，但水质很差，常含有大量的酸、碱，有机物含量也很高。目前许多电厂常用中和池来处理再生过程中所排放的废酸、废碱液。由于酸碱中和反响的非线性特性、阴阳离子交换器运行周期不同步性、每周期再生时的排酸和排碱量不确定性等因素，使得中和池运行效果不太理想，排水的pH值不稳定，中和时间过长，能耗、酸碱耗高。禹贯省…对再生废水中和方法进行了改进，采用布局合理的空气搅拌系统处理酸碱废水，中和时间缩短到原来的1/60，而中和费用只为原来的1/3。对于酸碱再生废水中有机物的处理，王罗春等利用Fenton试剂对离子交换树脂再生废水进行催化氧化处理，取得了很好的效果，COD去除率达70%以上。此外，由于中和池废水pH超标问题较难控制，国内已有很多电厂将中和池废水引入冲灰系统，排入冲灰管路，由灰浆泵直接排至灰厂。 2.炉清洗废液处理锅炉清洗废液是火力发电厂新建锅炉清洗和运行锅炉周期性清洗时排放的酸洗废液和钝化废液的总称。其排放时间短、污染物浓度高、污染物浓度变化大，直接排放对环境的影响较大。酸洗废液中主要含有游离酸(如盐酸、氢氟酸、EDTA和柠檬酸等)、缓蚀剂、钝化剂(如磷酸三钠、联氨、丙酮肟和亚硝酸钠等)及大量溶解物质(如Fe、cu、ca和Mg等)。目前锅炉清洗废液处理方法主要有：(1)炉内燃烧法：在炉内高温条件下，使有机物分解成二氧化碳和水蒸气，废水中的重金属被氧化成不溶于水的金属氧化物微粒。马鞍山第二发电厂进行了锅炉柠檬酸废液的燃烧试验，燃烧过程中柠檬酸根本上完全分解，灰、渣水中COD只略有增加，方法平安，可靠易行。(2)化学氧化分解法：在酸洗废液中，添加一定过量的氧化剂(如HO、NaC10、(NH)SO。)，使COD氧化降解，同时也有利于金属离子的沉淀。文献报道，HO可使盐酸洗炉废液的COD值从g000mg/L降低至100mg/L以下，处理后期再参加氧化剂(NH)sO。，搅拌2h，COD值那么会降到10mg/L以下。(3)吸附法：废液中的COD可采用活性炭或粉煤灰吸附的方法去除。粉煤灰是燃煤电厂的废弃物，粒度小，比外表积大，具有很强的吸附作用，同时兼有中和、沉淀和混凝等特性，而且以废治废，处理费用也低，有很好的应用前景。原建军等利用电厂粉煤灰处理锅炉酸洗废液，COD去除率可达78．8%，对Fe、Cu等金属盐的去除率达99%。漳泽发电厂对利用粉煤灰及除灰系统处理锅炉酸洗废液的方法进行了屡次试验和应用，取得了较好的效果，灰场排人废酸液并没有使水质变坏，灰水碱度略有降低，pH值由11．16降低为1O．3O。(4)化学处理法(CECP法)：该法流程为凝聚、化学沉淀及pH调节过程。文献报道，石灰处理法在pH值为1O一12时可使废液中的Fe、cu等金属去除到达标准排放浓度(1mg/L)以下。(5)活性污泥法：利用微生物对有机物的降解、分解作用，将一局部有机物降解、分解为二氧化碳和水等无机物，一局部有机物作为微生物自身代谢的营养物质，从而使废水的有机物被除去。文献报道将锅炉柠檬酸酸洗废液和电厂生活污水进行活性污泥法联合处理，COD和BOD的去除率可达90%以上。3.场及输煤系统排水处理煤场及输煤系统排水包括煤场的雨水排水、灰尘抑制水和输煤设备的冲洗等，其SS、pH和重金属的含量可能超标。火力发电厂输煤系统冲洗水比较污浊，带有大量煤粉。国外电厂处理煤场排水的工艺流程一般为：从煤场雨排水聚集来的水，先用石灰进行中和处理，然后参加高分子凝聚剂进行混凝沉淀处理，澄清水排人受纳水体或再利用。国内很多电厂都设置了煤水沉淀池，经沉淀的输煤冲洗水用泵打人冲灰渣系统，这一措施有效地解决了输煤冲洗黑水所造成的污染问题，是该种废水再利用较为经济的途径之一。针对火力发电厂煤场废水的特点，马悦红等研究设计了序批式煤水回收处理工艺，对于浓度在1000—3000mg/L的煤场废水，处理后的出水浊度可降至20NTU以下，工艺系统简单，投资小，可完全满足回收要求。（一）、火电厂灰水处理火力发电厂的废水按来源可以分为工业废水、冲灰水和生活污水。冲灰废水主要来自除尘、冲灰、排渣后经浓缩池或灰场澄清的灰水；工业废水常是多种废水的混合物，它主要由转动机械的冷却水、轴封水、输煤栈桥冲洗水、煤场淋水、厂房内各处的清扫冲洗水；生活污水来源于厂内生活污水、雨水等。冲灰水是火电厂主要污染源之一，是电厂排水中较为严重的污染源，冲灰水中超出标准的主要指标是pH值、悬浮物、含盐量和氟等，个别电厂还有重金属和砷等。灰水处理1.1浓缩水力除灰浓缩水力除灰是将原灰水比1：(15—20)降至1：5左右，灰水比例应根据全厂水量平衡及灰场水量平衡综合考虑来确定。浓缩水力除灰不仅减少厂区水补给量，而且减少了排放量。1.2干除灰渣干除灰渣是将灰渣在厂区内脱水后，用汽车运至贮灰场。脱水后的灰渣含水量仅为灰渣量的20%这种工艺不仅节约了用水，又防止灰水对地下水的污染。在西欧和美国的燃煤电厂大多采用干式气力输灰系统。在国内，随着大容量机组的开展，一般都装设电除尘设备，相应干式除灰也得到了一定的开展。1.3灰水闭路循环灰水闭路循环是将贮灰厂中除灰排水回收至厂区，再用于除灰补水，美国、加拿大、前苏联等国的火电厂湿式除灰系统多数采用再循环系统，灰水用作循环冷却水补充水，一方面节约了用水，另一方面减少了灰水的外排，其经济效益和环境效益是十分显著的。灰水回收系统的主要特点是存在灰水管结垢问题。对于灰水管结垢，多年来国内许多单位进行了大量试验研究，提出“管前处理了PH值、闭路循环加再生液或阻垢剂〞的综合治理措施。在国内局部发电厂已经使用并取得了较好的效果，但仍有一些缺乏之处，还需逐步完善。2.1冲灰水中悬浮物去除冲灰水的悬浮物含量主要与灰场(沉淀池)大小等因素有关。解决冲灰水中悬浮物超标，应重点考虑冲灰废水在沉淀池中有足够的有效停留时间。如富拉尔基发电总厂采用的灰格串联运行，该方法可有效增加冲灰水在灰场中的停留时间，同时也防止了冲灰水在灰场中的短路现象，对降低外排冲灰水中悬浮物尤为有效。秦岭发电厂采用的灰场竖井，其周围堆放砾石，水经砾石过滤后从竖井窗中流人再排出，灰场排水悬浮物含量可降至排放标准以下。2.2冲灰水pH值超标治理冲灰废水的pH值与煤质、冲灰水的水质、除尘方式及冲灰系统有关。国外一般采用加酸、炉烟CO处理和直流冷却排水中和等方法。目前国内多数电厂采取湿排和干灰湿排的工艺，灰水pH值往往偏高，尚缺乏解决该问题的良好治理措施，虽然可采用中和法加以解决，但由于水量大，消耗酸碱比较多，pH值降低不明显，因此，寻求低廉的酸性物质和简单易行的工艺方法是解决问题的关键。黄种买等研究了利用生物法降低灰水的pH值，用廉价的硫铁矿(FeS)为原料，通过硫细菌生物氧化，生成HSO。作为中和冲灰水的酸性物质，HsO。转化率可达70％以上。林万新等利用硫酸铝和硫酸氢钠来降低燃