火电厂工业废水集中处理.ppt

我国火电厂工业废水集中处理发展历程 目录前言我国火电厂工业废水集中处理发展历程工业废水分类及排放和回用标准工业废水常规处理方法工业废水处理系统的选择工业废水集中处理系统设计工业废水处理系统出力的确定工业废水处理系统主要设备和构筑物选择工业废水处理的运行控制方式存在的问题和建议典型工程介绍 一 前言1 环境保护是我国的基本国策 随着社会的发展和人们环境意识的提高 国家对环境保护的要求越来越严格 2 火电厂是用水大户 防止污染 保护水资源已是当务之急 国外 0 7 1 0m3 s GW 国内 1 5 2 5m3 s GW 3 2000年电力环境保护规划目标要求 工业渣水排放达标率 70 回收率 40 工业废水全部达标排放或回收利用全厂实现零排放4 认真做好大型机组 300MW 600MW 的废水治理和回收利用 达到国家排放标准和满足环境保护的要求 具有重大的经济效益和社会效益 二 我国火电厂工业废水集中处理发展历程1 起步较晚 国外在70年代初期就有比较成熟的经验和技术 我国在70年代后期 随着国外大型机组和技术的引进 进口了成套工业废水集中处理系统 引进技术工程如下所列 1 上海宝山钢铁厂自备电厂引进日本技术 2 华能大连电厂引进日本技术 3 石洞口二厂和北仑港电厂引进美国Graver技术 4 大港电厂引进意大利TERMOKIMIK公司技术 2 我公司在消化和吸收了国外技术的基础上 结合国内电厂的具体特点 设计和提供了十多个电厂的工业废水集中处理成套系统 其中上海石洞口电厂为国内第一个采用工业废水集中处理成套系统的300MW机组 扬州第二发电厂为国内第一个采用工业废水集中处理成套系统的600MW机组 三 工业废水分类及排放和回用标准1 工业废水分类火力发电厂的主要排放废水包括灰场排水 工业废水和生活污水三大类 其中工业废水又分为经常性废水和非经常性废水 经常性废水是指一天中连续或间断性排放的废水 而非经常性废水是指定期检修或不定期发生的废水 详见表一 2 排放标准火力发电厂工业废水集中处理排放标准应符合国标 污水综合排放标准 GB8978 1996 火电厂排放的废水属该标准规定的第二类污染物 即在排污单位排除口取样 其最高允许排放标准必须符合表二的规定 3 回收标准根据回用水用途确定 四 工业废水常规处理方法1 原水预处理装置排水原水预处理系统中絮凝澄清池底部的排污 可以直接送到除灰系统 最终到储灰场进行沉淀 没有水力除灰时这部分污泥需要进一步进行浓缩 浓缩后的污泥再进行脱水 脱水后的泥饼再外运 2 锅炉补给水处理系统再生排水首先经过计算可将阴阳离子交换器再生周期合理搭配 进行自中和后再调整PH值 达到所要求的数值后回收再利用或排放 3 凝结水精处理系统再生排水根据水质的不合格项目 采用不同的处理方法 PH值不合格时处理方法同前 重金属 悬浮物不合格时进行凝聚 澄清处理 4 煤场及输煤系统排水在煤场附近设沉淀池和煤水处理设备 进行加药凝聚 沉淀和澄清 处理后清水直接排放或回收利用 5 空气预热器的冲洗排水这部分水的水质与燃煤品种有关 并和煤中硫份及活性氧化钙含量有关 冲洗水中除含有大量的悬浮物外 PH值还超标 根据具体的水质对其可进行PH调节 加药凝聚 澄清和氧化处理 6 锅炉酸洗废液锅炉酸洗介质有盐酸 柠檬酸 EDTA 个别电厂也有使用氢氟酸的 处理方法如下 6 1盐酸酸洗废液的处理该部分废液主要含有联氨 二价铁 腐蚀抑制剂 防锈剂 消泡剂 降油剂等酸洗药品 可将废水储存在水池中进行曝气 加入COD降低剂 并调节PH值 当水质达标时可排入灰场 没有灰场时再进行氧化 凝聚澄清和污泥的浓缩脱水处理 6 2柠檬酸废液处理1 焚烧处理废液在储存池中曝气并调节PH值后 经过过滤或其它方法将机械杂质除去 泵送到特制的喷嘴 在锅炉炉膛火焰中心焚烧 也可送到煤场 按燃煤含水量的要求喷洒到煤层里烧掉 2 氧化法废液中加入氧化剂使其氧化分解 废液COD的含量降低到所要求的数值后 再进行凝聚澄清处理 但该方法在国内使用时由于化学药品价格昂贵和COD难以降到要求值而受到限制 往往是废液经氧化处理后还得排入除灰系统 废液中残留的COD在灰场中进一步进行分解和被灰粒吸附 6 3EDTA酸洗废液处理EDTA作为锅炉酸洗介质具有清洗系统简单 清洗工期短 清洗液中EDTA可以回收的特点 大多数电厂将废液进行PH值调节后排入除灰系统 使其在灰场降解和被灰粒吸收 据有关资料介绍 EDTA废液也可用焚烧法处理 6 4氢氟酸废液处理含氢氟酸的废液用石灰中和沉淀法处理 在碱性条件下使溶解状态下的氟离子转变成难溶的氟化钙 处理后的废水排入冲灰系统 氟离子与灰水中的氢氧化钙进一步反应生成氟化钙后在储灰场沉淀下来 灰水经监测氟离子合格后排放或回收 没有水力除灰时氢氟酸废液经过石灰处理后还要进一步凝聚 澄清处理 直至氟离子达标后排放 锅炉采用氢氟酸酸洗具有酸洗彻底 酸洗周期短等特点 但氢氟酸具有强烈的腐蚀性 使用中存在着危险性 废液处理难度大 排放含氟水将严重污染环境 因此 一般情况下不推荐使用氢氟酸做为锅炉酸洗介质 6 5钝化液的处理锅炉酸洗后使用联氨 二甲基酮肟钝化时 钝化液在贮存池中曝气后再进行氧化 凝聚 澄清处理 7 污泥处理污泥脱水处理的目的是减少污泥体积 便于运输 方法一般为风干床法或机械脱水法等 通常是澄清器底部排出的污泥先进污泥浓缩池进行浓缩 浓缩至3 4 后再进行脱水 风干床法是使污泥在透水性强的沙床上 受太阳热和风的作用 干燥 过滤 使污泥含水率减少到30 40 机械脱水法目前有真空过滤 离心脱水 板框压滤 螺旋压榨式 带式等方法 这几年在电厂使用的较多的脱水机有高速离心脱水机 板框压滤机和螺旋压榨式脱水机 表征污泥性质的主要指标有 含水率与含固率 挥发性固体 有毒有害物含量及脱水性 1 含水率与含固率含水率是污泥中水含量的百分数 含固率是污泥中固体或干泥含量的百分数 湿泥与含固率的相乘积就是干泥污泥量 含水率降低即含固量的提高将大大地降低湿泥量 在含水率高 污泥呈流态时 污泥的体积与含固量呈反比关系 通常含水率在85 以上时 污泥呈流态 65 85 时呈塑态 低于60 时 则呈固态 2 挥发性固体挥发性固体 用VSS表示 是指在6000C的燃烧炉中能被燃烧 以气体逸出的那部分固体 它通常用于表示污泥中的有机物的量 SS和VSS常用mg L表示 有时也用百分数表示 VSS也反映污泥的稳定化程度 3 污泥中的有毒有害物质市政污水处理厂污泥中含有相当数量的氮 约含污泥干重的4 磷约含2 5 和钾约含0 5 有一定肥效 可用于改善土壤 但其中也含有病菌 病毒 寄生虫卵等 在施用之前应有必要的处理如污泥消化 污泥中的重金属是主要的有害物质 重金属含量超过规定的污泥不能用作农肥 对于火力发电厂工业废水处理产生的污泥 主要成份是无机物 一般不考虑作为农肥 但在最终处理时应考虑重金属含量是否超过规定 4 污泥中的水分及其对污泥处理的影响1 污泥中的水分污泥中水的存在形式大致有三种 存在于污泥颗粒间隙的水 称为间隙水或游离水 约占污泥水分的70 左右 这部分水一般可借助重力或离心力分离出来 存在于污泥颗粒间的毛细管中 称为毛细水 约占污泥水分的20 左右 只有施加更大的外力 使毛细孔变形 才能将这部分水分离 存在于污泥颗粒内部包括生物细胞内的水的内部和粘附于表面的附着水 约占污泥中水分的10 左右 只有在颗粒和细胞破裂后 始能分离 通常 污泥浓缩只是去除游离水中的一部分 2 污泥中的水分对污泥处理的影响污泥处理的方法常取决于污泥的含水率和最终处置的方式 例如 含水率大于98 的污泥 一般要考虑浓缩 使含水率降至96 左右 以减少污泥体积 并有利于后续处理 为了便于污泥最终处置时的运输 则要进行污泥脱水 使含水率降至80 以下 3 污泥浓缩污泥浓缩是降低污泥含水率 降低污泥后续处理费用的有效方法 当污泥的含水率从99 5 浓缩至98 5 时 体积可缩小到原来的1 3 浓缩至95 时 污泥体积仅为原来的1 10 污泥浓缩的脱水对象是占污泥水分70 左右的间隙水 经浓缩之后的污泥近似糊状 但仍保持流动性 4 污泥脱水污泥脱水的作用是进一步去除污泥颗粒间的游离水和部分毛细水 将污泥含水率降到80 以下 使污泥形成半固态的状态 脱水的方法较多 有压滤 真空过滤及离心等机械脱水法 也有干化床自然脱水法等 5 几种常用脱水机性能参数 五 火力发电厂工业废水处理系统的选择火电厂工业废水处理系统主要有分散处理和集中处理两种方式 应根据各电厂所出地理位置 气候 水源 环境等条件 以及机组容量 型式 所用燃料 源水水质等实际情况因地制宜进行选择 1 分散处理系统工业废水分散处理就是根据电厂产生的废水水量和水质就地设置废水贮存池 池内设置搅拌曝气装置 视水质情况在池内直接加入所需的酸 碱 氧化剂等 废水就地处理达标后回收利用或排入灰场 其特点是 废水污染因子比较单一 污染程度比较轻 环境要求不高 废水经过中和处理后即能达到排放标准 适用于基建投资少 占地面积小 布置灵活 检修和维护工作量少的电厂 尤其是有水力除灰系统的电厂 2 集中处理系统集中处理是将电厂各种废水分类收集并贮存 根据水量和水质选择一定的工艺流程集中处理 使其达到排放标准或回收利用 废水集中处理由于处理系统完善 能适应处理电厂各类废水和污水 有利于实现系统自动化和设备集中管理 且处理效果好 处理后的水可以回收利用 所以 目前300MW机组以上的大型火力发电厂大多数采用集中处理系统 目前工业废水集中处理技术已日趋成熟 基本工艺就是酸碱中和 氧化分解 凝聚澄清 过滤和污泥浓缩脱水 工业废水集中处理的系统设计与机组设计容量 废水量 水质 外部排入的水体条件有关 单其原则性的工艺流程是大同小异的 六 工业废水集中处理系统设计1 废水量和水质火电厂工业废水水量和水质取决于机组容量 锅炉型式 化学水处理方式 锅炉酸洗方式 地区特点以及运行管理水平 表六列出了某2 660MW机组的废水量和水质 以供参考 2 废水的收集和系统布置在锅炉补给水处理 凝结水精处理车间就近设收集酸 碱废水池 将其收集到的废水转运至废水处理设施的废水贮存池 在锅炉房附近设机组排水槽收集主厂房产生的废水 煤场附近设有收集煤场和输煤系统排水的沉淀池和煤水处理设备 经处理后合格则回收利用 不合格时送废水处理贮存池 进一步处理 工业预处理排污可直接泵送至澄清池或浓缩池 工业废水集中处理设施在厂区的布置位置 应有利于各类废水的收集 贮存和复用 交通运输条件便利 废水处理系统中的所有设备 管道应布置合理 运行维护方便 北方寒冷地区处理设备和管道应室内布置 废水池可加盖 低位布置的设备间应有排水和防止雨水入侵的措施 废水贮存池 药品贮存设施 管道均应防腐 防腐要求同锅炉补给水处理部分 另外一些化学药品可以考虑与化学水处理的药品合用 七 废水处理系统出力的确定废水处理系统运行特点是废水排放的瞬时流量大 集中 时间短 接纳废水的贮存池容积需要很大 废水处理设施建成后 年运行时间短 因此对废水出力系统的占地 造价 运行管理等影响重大 将废水分为三类 经常性废水 非经常性废水 有机废水 将以上三种废水分别确定每小时的处理量 确定废水处理系统的出力有以下方法 1 根据全年废水排放量和全年运行小时数得到系统的出力 m3 h 2 将每小时平均处理经常性废水水量加上一项最大的非经常性废水在限定的时间内完成的处理量 两种废水在1h内完成的处理量之和作为系统的出力 计算公式 q Q1 t Q2 N t q 废水处理系统出力 m3 h Q1 经常性废水量 m3 d Q2 最大一项非经常性废水量 m3 N 处理完最大一项非经常性废水量所需的天数 一般按6 12天处理完 t 日运行小时数虽然各电厂单项废水量 如锅炉化学清洗废水量出入较大 但根据这几年国内工程的经验来看 废水处理装置设计出力一般是2 300MW机组为80 100m3 h 2 600MW机组为120 160m3 h左右 八 废水处理系统主要设备和构筑物选择1 废水贮存池的容积设计废水贮存池时 必须考虑足够的容量 以便调节排水高峰期的流量 同时为均化水质创造一个良好的条件 使酸 碱废水相互自中和 不同水质相互作用 使其均匀一致 减少处理时化学药品消耗 此外 使不同温度的废水混合冷却 达到一致的温度 是水在澄清过程中不致因进水温度变化而造成澄清过程破坏 出水浑浊 大部分电厂将经常性废水 非经常性废水和有机废水分别贮存 一般2 600MW机组容量时按6000 8000m3考虑 3 300MW和2 350MW机组容量时按3000 4000m3考虑 当使用空气进行搅拌和曝气时 空气搅拌强度一般按1 1 2m3 m3水 h的空气耗量 空气压力视水池深度而定 要足以克服水深所产生的静压 2 凝聚澄清器 池 常选用的有机械加速澄清池和吸收国外引进设备技术制造的斜板澄清器 机械加速澄清器主要参数如下所列 表面负荷0 8m3 m2 h有效水深2 4m 池超高宜大于0 3m清水区水的上升流速为0 8 1 0m h废水停留时间为1 5 2 5h刮泥机刮板外缘线速度2m min斜板澄清器由于沉降区被斜管分割成许多小部分 水流比较稳定 不易产生涡流 且占地面积小 沉降时间短 所以在工程中使用的越来越多 斜板澄清器 3 过滤器水处理使用的机械过滤器 快滤池 无阀滤池 单阀滤池等均可使用 过滤介质有无烟煤 石英砂 纤维丝 纤维球 瓷砂等 过滤器滤速一般为5 40m h 4 浓缩池浓缩池的选择与废水处理系统的贮存能力有关 与进出水的含泥量有关 根据经验 进水的含泥量2 左右 出水含泥量4 左右 表面负荷0 8m3 m2 h 贮存容量为年平均4天的污泥量 采用重力式浓缩时应符合下列要求 1 泥渣负荷按30 60kg m2 d计算2 刮板机刮板外缘线流速2m min左右3 水上升流速宜小于0 8m h5 脱水机根据工程经验 脱水机的处理能力应该能够在8h内将年平均一天产生的污泥量处理完毕 6 污泥斗污泥斗的容积应能容纳二天的平均年产生的泥饼量 7 氧化池要求处理水在设备内停留时间不小于5min 8 反应池要求处理水在设备内停留时间不小于5min 采用次氯酸钠时 池内余氯量应为1 3mg L 9 PH调整池要求处理水在设备内停留时间不小于10min 10 混合池要求处理水在设备内停留时间不小于10min 11 最终中和池要求处理水在设备内停留时间不小于15min 12 药品的贮存与加入装置废水处理所用化学药品主要有酸 碱 凝聚剂 助凝剂及氧化剂等 具体采用哪种药品根据被处理水的水质及处理工艺确定 药品贮存量为处理一次非经常性废水的最大用量或15 20天正常耗用量 取二者中最大值 加药通常采取计量泵加药的集装式加药装置 九 废水处理的运行控制方式从已运行的电厂来看 工业废水集中处理时都设有废水处理控制室 将盘上仪表及控制设备放在控制室内 并采用以微处理器为核心的可编程控制器进行控制 整个系统可实现无人值班 也可通过网络技术