杜嘯天

摘 要：煤污水是火力發(fā)電廠輸煤系統(tǒng)中的一個(gè)嚴(yán)重污染源，同時(shí)火力發(fā)電廠是一次能源的消耗大戶，為了更好地降低運(yùn)營成本，提高經(jīng)濟(jì)效益，為了達(dá)到國家環(huán)境保護(hù)的標(biāo)準(zhǔn)，介紹

了火力發(fā)電廠煤污水綜合回收利用設(shè)備改造與技術(shù)更新的經(jīng)驗(yàn)，供煤污水系統(tǒng)設(shè)備技術(shù)改造時(shí)借鑒。

關(guān)鍵詞：煤污水；電子絮凝；“零”排放

1 前言

上海吳涇第二發(fā)電有限責(zé)任公司位于浦江上游的西南，作為滬產(chǎn)首臺(tái)600MW亞臨界燃煤汽輪發(fā)電機(jī)組機(jī)組是國家重點(diǎn)工程和上海市重大工程，是具有1200MW發(fā)電容量的大型電廠。兩臺(tái)機(jī)組分別于2000年7月10日和2001年5月6日提前投入運(yùn)營。公司領(lǐng)導(dǎo)以高效、精干、主動(dòng)、超前的創(chuàng)新思路，結(jié)構(gòu)設(shè)置科學(xué)，人員配備合理，體現(xiàn)現(xiàn)代企業(yè)特征。

火力發(fā)電廠一向是物耗和能耗的大戶，伴隨設(shè)備運(yùn)行，產(chǎn)生一定的工業(yè)廢棄物，這些如污水及排放，在影響環(huán)境的同時(shí)，也形成了大量的能源資源的浪費(fèi)。

2 成果實(shí)施背景

火力發(fā)電廠是一次能源的消耗大戶，有證據(jù)顯示目前已探明的煤炭儲(chǔ)量僅能供人類使用不到100年。在政府大力提倡可持續(xù)發(fā)展的大政方針下，能源產(chǎn)業(yè)也正逐步注重并采取內(nèi)外兼重的成本管理技術(shù)。要進(jìn)行成本控制，撇開受端因素不談，內(nèi)挖潛力，層層分解，逐級(jí)落實(shí)才是實(shí)施節(jié)能降本的開始。本著降低經(jīng)營成本，保護(hù)環(huán)境，節(jié)約水資源，提高資源綜合利用率的目的特此立項(xiàng)進(jìn)行該項(xiàng)目的實(shí)施。

3 項(xiàng)目實(shí)施

3.1 現(xiàn)狀調(diào)查

上海吳涇第二發(fā)電有限責(zé)任公司地處黃浦江上游，其燃料部設(shè)備#1～#8轉(zhuǎn)運(yùn)站、#1～#9皮帶機(jī)棧橋沿線及煤碼頭清潔工作全部是用水沖洗，在該項(xiàng)目實(shí)施前上述沖洗水也稱為煤污水，是靠煤場兩側(cè)四只煤泥沉淀池和兩只澄清池，經(jīng)重力機(jī)械式澄清后，用泵抽入黃浦江。這樣既造成水資源的浪費(fèi)也會(huì)使水環(huán)境造成污染。

雖然目前水處理的技術(shù)較為成熟，加藥、加膜運(yùn)行化學(xué)處理，但存在著較大的廢棄物處理，必然會(huì)增加廢棄物的處理費(fèi)用，雖然起到了環(huán)保節(jié)能作用，但投入費(fèi)用較大，我們本著降低生產(chǎn)成本、保護(hù)環(huán)境的出發(fā)點(diǎn)，來攻克本公司燃料煤污水處理“零”排放項(xiàng)目，使以往的廢水經(jīng)處理后達(dá)到循環(huán)再利用，真正達(dá)到環(huán)保（零排放）節(jié)能（再循環(huán)利用）。從這兩個(gè)思路出發(fā)，經(jīng)過調(diào)研、文獻(xiàn)查閱。一種用電子絮凝方式來處理污水的方式進(jìn)入我們的眼簾，該方式使用物理方法來處理污水。這是一種通過在水中通入電流，從而打破水中懸浮物、乳化或溶解狀污染物的穩(wěn)定狀態(tài)的污水處理方法。通入水中的電流產(chǎn)生的電能將驅(qū)動(dòng)物質(zhì)之間的化學(xué)反應(yīng)。當(dāng)化學(xué)反應(yīng)被驅(qū)動(dòng)或被強(qiáng)制啟動(dòng)后，各種成分及化合物在電流的作用下將趨向?qū)ふ易罘€(wěn)定的狀態(tài)。通常，這種趨向穩(wěn)定狀態(tài)的結(jié)果會(huì)形成一個(gè)固體狀物質(zhì)：這種固體狀物質(zhì)將以非膠體或非溶解狀態(tài)存在，因而容易被下級(jí)分離技術(shù)去除。

在這種狀況下，經(jīng)過兩年時(shí)間調(diào)研，對(duì)比兩種水處理方式既化學(xué)加藥和電子絮凝。經(jīng)過論證化學(xué)加藥處理存在藥品殘留廢棄物會(huì)造成二次污染，電子絮凝物理方法處理煤污水的廢棄物為高濃度的煤污水無二次污染。最終選擇了用電子絮凝方法處理煤污水。

3.2 設(shè)定目標(biāo)

電子絮凝處理的優(yōu)點(diǎn)：

自動(dòng)：整個(gè)系統(tǒng)由PLC控制器全程自動(dòng)控制

高效：95%的處理水量可以被循環(huán)使用

低耗：消耗品僅為電極

環(huán)保：相比于化學(xué)加藥處理不會(huì)在處理過程中產(chǎn)生二次污染。

履行社會(huì)責(zé)任，實(shí)現(xiàn)煤污水“零”排放：通過可行性研究，認(rèn)為能通過項(xiàng)目的實(shí)施能確保煤污水不排入黃浦江，避免造成黃浦江上游環(huán)境的破壞，同時(shí)也避免水處理的廢棄物造成的二次污染，從而實(shí)現(xiàn)真正意義上的環(huán)保。在項(xiàng)目實(shí)施調(diào)研中，國內(nèi)電廠煤污水的處理，有兩種方法，一種是新建電廠，在建廠設(shè)計(jì)中，把煤污水排入電廠廢水系統(tǒng)統(tǒng)一處理，另一種是已建電廠煤污水單獨(dú)加藥、加膜處理，存在較大的工作量，需要大量的化學(xué)藥品進(jìn)行中和處理，同時(shí)也產(chǎn)生大量化學(xué)廢棄物需要進(jìn)行處理，就調(diào)研的結(jié)果看：對(duì)于吳涇二發(fā)電，第一種形式是不可能的，只有采用煤污水單獨(dú)處理，但從調(diào)研結(jié)果看，化學(xué)加膜、加藥處理煤污水存在大量的廢棄物，有存在二次污染的可能性，沒有從根本上起到環(huán)保作用。

項(xiàng)目組大膽設(shè)象一種既能起到凈化水又沒有污染的水處理方式，經(jīng)過大量的資料文獻(xiàn)查閱，找到了一種電子絮凝方式來處理煤污水，既滿足我們對(duì)污水處理的水質(zhì)要求，又滿足了我們對(duì)廢棄物排放的要求，同時(shí)電子絮凝不存在加藥，它產(chǎn)生的廢棄物，是少量濃縮的煤污水?？膳诺匠恋沓貢窀珊笫窃簾o任何污染。

該項(xiàng)目改造前我公司燃料部原煤污水處理是通過1-8#轉(zhuǎn)運(yùn)站以及1-9#皮帶機(jī)棧橋沖洗水匯總至四只沉淀池經(jīng)過初步沉淀后排入黃浦江。按照上海電力試驗(yàn)研究院對(duì)我公司水平衡計(jì)算，燃料部日沖洗水量為400噸，因此“零”排放對(duì)水資源來說意義重大。按每年251個(gè)工作日計(jì)算共計(jì)節(jié)約原水：400×251=100400噸 。

項(xiàng)目實(shí)施前排入黃浦江煤污水懸浮物濃度為：860ppm（860mg/L）按照項(xiàng)目實(shí)施前每年排入黃浦江煤污水100400噸計(jì)算，共計(jì)節(jié)約原煤：100400×0.86/1000=86.344噸。

因此，該項(xiàng)目實(shí)施后既節(jié)約了原水又節(jié)約了原煤降低了生產(chǎn)成本。

3.3 項(xiàng)目創(chuàng)新性

創(chuàng)新性： 用物理方法的電子絮凝技術(shù)處理煤污水降低成本。

電子絮凝技術(shù)與化學(xué)加藥絮凝的相比其區(qū)別和優(yōu)點(diǎn)如下：

3.3.1技術(shù)比較

（1）環(huán)保方面：

加藥絮凝在絮凝過程中加入了大量的離子，使水中的離子增加，使水的腐蝕性增加，產(chǎn)生二次污染，一般來說在絮凝后需要加入酸或者堿中和。

電子絮凝技術(shù)在處理過程中主要為物理過程，對(duì)于水的本來離子狀況并無多大改變，不會(huì)影響水的PH值，可以做到真正的環(huán)保。

（2）處理效果方面：

由于系統(tǒng)所處理廢水本身的SS（懸浮物濃度）、NTU（濁度）等是不斷的變化的，而一般的加藥絮凝系統(tǒng)的加藥比例要么一成不變，要么只是根據(jù)處理水量的變化來改變加藥量，所以其處理效果并不能持續(xù)穩(wěn)定。

電子絮凝技術(shù)物理絮凝的特殊性使得在處理不穩(wěn)定的水質(zhì)時(shí)，其處理效果能夠保持穩(wěn)定。

（3）使用電子絮凝技術(shù)可以提高工業(yè)污水的循環(huán)使用率：經(jīng)過電子絮凝系統(tǒng)處理的污水97%以上可以得到再利用。

（4）對(duì)污水有消毒作用：電子絮凝技術(shù)同時(shí)可以殺死污水中的細(xì)菌和病毒

（5）防止結(jié)垢：電子絮凝技術(shù)可以去除水中的部分鈣離子。

3.3.2經(jīng)濟(jì)性能比較

運(yùn)行費(fèi)用（ 以50T/H處理量的一套系統(tǒng)為例）：

傳統(tǒng)加藥系統(tǒng)：

（1）每年的藥品（以聚合氯化鋁為例）消耗量大約為RMB12—15萬元/年，同時(shí)藥品的管理、購買等也需要耗費(fèi)大量的人工。

（2）設(shè)備管理：整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行需要專人管理和操作，需要定額1—2人的費(fèi)用。

（3）消耗電量：由于需要加藥、混凝、中和等過程，其輔助設(shè)備較多，電消耗量也就較大，一噸水的耗電量在1度左右

3.3.3電子絮凝系統(tǒng)的設(shè)備運(yùn)行費(fèi)用綜合如下：

（1）電子絮凝器的耗電費(fèi)用，電子絮凝器的功率為1.5KW。年耗電量為1.5*24*365=13140KW/H， 年處理水量為20*24*365=175200T ，推算出處理每噸水的耗電量為13140/175200=0.075度/噸

原水提升泵電耗：功率為1.5KW，每噸水耗電為：0.075度/噸

中間水提升泵：功率為7.5KW，每噸水耗電為：0.375度/噸

過濾器：總功率為24W，每噸水耗電為：0.0012度/噸

電動(dòng)閥門：功率為370W，每噸水耗電量為：0.0185度/噸

綜上：系統(tǒng)每噸水耗電為：0.5447度/噸

（2）極板更換費(fèi)用，一套極板的費(fèi)用為4000美元左右，折和人民幣約為32000元，推算出極板處理每噸水的費(fèi)用為32000/175200=0.18元/噸。

（3）設(shè)備檢修費(fèi)用： 電子絮凝系統(tǒng)的系統(tǒng)穩(wěn)定性決定，設(shè)備在大修周期內(nèi)幾乎不需要檢修，從現(xiàn)場的運(yùn)行情況來看，已經(jīng)運(yùn)行的系統(tǒng)沒有產(chǎn)生檢修費(fèi)用。

（4）管理成本：傳統(tǒng)加藥系統(tǒng)的后期運(yùn)行維護(hù)工作量大，管理成本較高，而電子絮凝系統(tǒng)全自動(dòng)穩(wěn)定運(yùn)行，無須投入人工管理。

3.4 實(shí)施對(duì)策：

3.4.1技術(shù)路線與運(yùn)行原理：

對(duì)煤污水綜合回收利用的系統(tǒng)改造后如下所示：

各轉(zhuǎn)運(yùn)站煤污水——2#、3#、4#煤泥污水沉淀池——匯總#2煤泥污水沉淀池——初級(jí)沉淀池——電子絮凝器——澄清反應(yīng)罐——中間水池——介質(zhì)過濾器——清水收集池——各轉(zhuǎn)運(yùn)站水沖洗系統(tǒng)

3.4.2技術(shù)關(guān)鍵點(diǎn)：

在項(xiàng)目開展前期，對(duì)上海吳涇第二發(fā)電有限責(zé)任公司煤污水綜合回收利用的可行性進(jìn)行了詳細(xì)研究，在可研過程中基本完成了系統(tǒng)的煤污水處理方式，基本方案設(shè)計(jì)，電子絮凝器型號(hào)選擇、介質(zhì)過濾器數(shù)量型號(hào)選擇、預(yù)留管道接口、經(jīng)濟(jì)性分析計(jì)算等工作。

4 實(shí)施效果

4.1 經(jīng)濟(jì)效益

從現(xiàn)場實(shí)際效果看，煤污水除自然損耗外，全部回收利用，使污水得到循環(huán)利用，實(shí)現(xiàn)了污水處理的零排放，不僅節(jié)約了水能源同時(shí)也節(jié)約了大量的排污費(fèi)和設(shè)備損耗費(fèi)，從污水處理方法來看：物理方法優(yōu)越性化學(xué)加藥法，不僅解決了大量加膜費(fèi)用、設(shè)備損耗費(fèi)同時(shí)也防止了處理水的二次污染，其經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益是巨大的。

該項(xiàng)目總投資228.34萬元，以我廠每年節(jié)約的水費(fèi)和排污費(fèi)54.08萬元，年節(jié)約原煤費(fèi)用4.3172萬元，合計(jì)節(jié)約費(fèi)用為58.3972萬元。計(jì)該項(xiàng)目投資回收期為3.91年（直線法）。

4.2 社會(huì)效益

通過技術(shù)設(shè)備投資與改造.這些污水進(jìn)行反復(fù)回收與綜合利用.再投入生產(chǎn)運(yùn)行。使每一滴水在這里得到妥善的利用真正實(shí)現(xiàn)了污水零排放，形成了一個(gè)和諧良好綠色的循環(huán)產(chǎn)業(yè)鏈，特別是我廠處黃浦江上游避免了對(duì)母親河的污染。其社會(huì)效益遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于其經(jīng)濟(jì)效益。當(dāng)前國家大力提倡節(jié)能減排，節(jié)能降耗.而我公司正是從實(shí)際出發(fā)，投資此套污水閉式循環(huán)處理系統(tǒng)設(shè)備，從發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)、走節(jié)約型發(fā)展道路，建設(shè)環(huán)保型企業(yè)，穩(wěn)步推進(jìn)節(jié)約型企業(yè)建設(shè)，無疑是大有益處。

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