燃机电厂节水与废水零排放技术研究

何帝文

（深圳前湾燃机电厂，广东 深圳 518000 ）

摘要 ：电厂废水不仅会对生态环境造成严重威胁，还会浪费大量水资源。如何对电厂进行废水零排放改造，成为电厂管理者需要着重思考的问题。某电厂为了实现废水零排放目标，积极尝试对现有的废水处理技术进行优化升级，结合电厂废水排放实际需求，给出适合本电厂的节水及废水零排放技术，为其他电厂废水处理提供参考与借鉴。

关键词 ：电厂管理，节水技术；废水处理技术 ；循环水

0  引言

根据《中华人民共和国水污染防治法》（2017年修订版）“第十五条 国务院环境保护主管部门和省、自治区、直辖市人民政府，应当根据水污染防治的要求和国家或者地方的经济、技术条件，适时修订水环境质量标准和水污染物排放标准。”及“第四十四条 要求造成水污染的企业进行技术改造，采取综合防治措施，提高水的重复利用率，减少废水和污染物排放量。”加大环保力度。

根据深圳前湾燃机电厂《水量平衡试验报告书》、《2019年月度节水用水情况分析报告》及各水系统流程可知，工业用水量约800m³/d，除去蒸发损耗的水分，生产产生的废水排放量约为457.6 m³/d，经过处理后均排放，全厂重复利用率较低。

前湾电厂有必要实施全厂废水“零排放”项目，以实现“节水”与“环保”的双重需求。

1工程概况

深圳前湾燃机电厂(以下简称“前湾电厂”)位于广东省深圳市南山区大铲岛，全厂现有3×390MW级燃气蒸汽联合循环机组(分别为#1、#2、#3机组)，配套建设1台50吨/小时燃气快速启动锅炉、1台35吨/小时燃气快速启动锅炉、1座天然气调压站、1台1400KW天然气调压站水浴炉、4台备用柴油发电机、1座3000吨级重件码头、2座交通码头等公用、辅助工程。

全厂生产、生活取水水源为市政自来水，循环冷却系统采用海水直流冷却方式，三台机组配备一套全膜法化学制水设备、一套工业废水处理系统、一套生活污水处理系统。

2  电厂污水废水处理技术

根据前湾燃机电厂《排污许可证》（证书编号：100000440305300002001P）要求，厂区水污染物排放执行标准按广东省地方标准《水污染物排放限值》（DB44/ 26—2001）执行。

一级膜浓缩产生浓水量为40m³/d，其电导率约为3200us/cm，浓水中主要成份为氯化物、硫盐酸、碳酸盐等离子，此浓水可通过化水车间排水沟排入工业废水系统的废水储存水池，与工业废水混合后，经工业废水系统排放（工业废水系统处理能力为108m³/d），其出水指标满足广东省地方标准《水污染物排放限值》（DB44/ 26—2001）要求。

2.1全厂水系统基本情况

全厂主要的排水有：锅炉补给水系统排水、机组排水、生活污水等，根据《水量平衡测试报告书》及现场测试、估算，各部分排水量如下表所示。

表1  全厂主要排水情况一览表

名称		夏季满负荷数值预测 (m3/d)	备注
全厂总排水		457.6
锅炉补给水车间	系统反洗、正洗排水	90	排放至地沟，最终到1#工业废水储存池；
	一级反渗透浓水	160	排放至浓水箱；
锅炉排水		120	排放至机组排水槽，最终到2#工业废水储存池；
生活污水		87.6	排至生活污水处理系统调节池；

2.2 节水技术方案

根据上表综合分析，我厂废水种类明确，尤其工业废水水质良好，适合大量回收，根据我厂现有成熟的运行经验，适宜采用膜浓缩减量的方式，回收大部分工业废水，浓缩后的浓水经过沉淀和去除硬度等，进入蒸发结晶，实现废水的“零排放”，各级节水利用方案如下：

   （1）锅炉补给水车间一级反渗透浓水

通过新增膜浓缩系统处理后，产水回用到锅炉补给水系统，浓水排放，如图1所示：

图1  锅炉补给水车间一级反渗透浓水膜浓缩系统

（2）工业废水处理系统

锅炉补给水车间系统反洗、正洗排水，锅炉排水处理，通过后改造工业废水系统处理后，最终出水回用到锅炉补给水系统，如图2所示：

图2  工业废水处理系统

（3）生活污水

通过改造后的生活污水系统处理后，最终出水用做绿化或外排，优先考虑绿化使用，如图3所示：

图3  生活污水系统

2.2 节水水量统计

表2  全厂节水情况一览表

名称		夏季满负荷数值预测 (m3/d)	节水水量 (m3/d)	回用率 （%）	备注
全厂总排水		457.6	395	86.3
锅炉补给水车间	系统反洗、正洗排水	90	81	90
	一级反渗透浓水	160	120	75
锅炉排水		120	108	90
生活污水		87.6	86	98%

2.3  技术经济效果

本项目改造投运后共计节约用水395m3/d，其中201m3/d用于生产用水，194m3/d用于绿化用水或外排，生产用水平均日节约费用757.77元/天，绿化用水平均日节约费用731.38元/天。（水费按3.77元/m3计算）

本项目改造投运后，膜浓缩系统平均日运行费用184.47元/天，工业废水系统平均日运行费用963元/天，生活污水系统平均日运行费用195元/天，共计1342.47元/天。

（电费按0.533元/kw.h计算）

3  废水零排放技术

3.1 建设的必要性

《粤电集团火电厂“十三五”废水治理规划》（粤电安生【2017】156号）的总体目标：合规取水、高效节水、达标排水，打造资源节约型、环境友好型绿色粤电。在加强火电厂节约用水管理、开展节水改造的同时，分批开展火电厂废水治理升级改造，集团将全部现役火电厂实现废水“零排放”。

3.2 末端废水零排放方案

针对燃机电厂零排放项目，由于水质较好，为了提高水的利用率，降低末端处理设备的静态投资成本，通常采用浓缩减量、末端处理的思路，

由于锅炉补给水系统一级反渗透浓水含盐量仅为400ppm，SDI小于4，直接通过进入后续两级普通苦咸水反渗透膜系统进行浓缩，浓缩一定倍率后，水中硬度提高，会对后续浓缩系统以及固化结晶系统产生结垢污堵影响，故需要对浓水进行软化处理，软化过滤后，进入高盐反渗透膜系统浓缩，如图4所示。

图4  锅炉补给水浓缩系统

经过浓缩、加药软化、澄清、过滤后的最终废水，其pH为10～12，悬浮物(SiO2、Ga和Mg的氢氧化物)较低，含盐量在15000-20000ppm，主要成分为Na+、K+、Cl-、SO42-，此高含盐量废水为全厂所有盐分的集中点，采用合适的蒸发结晶工艺路线实现废水“零排放”，固体物以及盐分将会单独收集以固废形式委外处理，水分子将会以凝结水或者水蒸气的形式最终返回水系统，如图5所示。

图5  锅炉补给水蒸发结晶系统

3.3 运维成本分析

本项目投运后，蒸发结晶系统平均日运行费用375元/天。（电费按0.533元/kw.h计算）。

4. 结束语

燃机电厂水源为自来水，废水水质含量单一，变化小，浊度、TDS低。产生废水的回用率高，回用工艺系统可靠，已完成已投产。末端废水零排放系统的建设符合我国环保发展的要求。

参考文献

[1] 刘春红，秦刚华，邹正伟，等.燃煤发电厂的深度节水与废水零排放[J].水处理技术，2020，46（10）：128-132.

[2] 李涛.火力发电厂深度节水技术措施探讨[J].科技经济导刊，2019，27（12）：126.

[3] 陈温良.火电厂节水技术路径与管理措施探讨[J].智能城市，2018，4（19）：117-118.

[4] 王义兵，张江涛，焦涵宇，等.火电厂节水与废水治理技术路线制定方法[J].热力发电，2018，47（7）：125-132.

[5] 李奕.火电企业废水排放与治理研究[J].华北电力技术，2017（8）：65-70.

[6] 解丰波，曾令刚.火力发电厂节水和废水零排放技术研究[J].黑龙江科学，2015，6（6）：42.