电厂循环冷却水零排放工程实例

文_赵剑锋 赵亚平 煤炭工业太原设计研究院集团有限公司

1 项目背景

2015 年，随着“水十条”的颁布。国家强化了工业节水和排水管控力度，水污染的防治也一度成为限制工业发展的首要问题，迫使人们进一步探索节水和减少污染排放的水处理技术。

湿法冷却的热电厂在实际运行过程中，需要消耗大量的水，也需要外排大量的含盐废水，主要包括：①电厂脱硫脱硝废水，该部分水水质特点是悬浮物浓度高、含盐量高，传统方法是利用混凝、沉淀等工艺将悬浮物和大量的重金属去除。②电厂的化学再生水，该部分水的主要特点是含盐量高，一般只需要进行简单的中和处理。③循环冷却外排水，为了控制原水中TDS的含量，需要控制循环水系统的浓缩倍数，因此电厂每天需要外排一定量的含盐废水。

阳泉某电厂采用湿法冷却的技术，冷却塔实际运行过程中，循环水的浓缩倍数2．7 ～3．0 倍，排水量为400m3/d，根据目前的环保政策，该部分水不允许直接外排，根据业主的要求，循环冷却水的回收率需要达到90%及以上，回用于电厂锅炉补水，剩余10%的含盐废水用于灰库降尘洒水，厂内循环冷却水可以实现“零排放”。

2 基本设计思路

2.1 设计规模

循环冷却水处理站设计规模为400m3/d，处理能力按20m3/h 考虑。

2.2 设计进水水质（见表1）

表1 设计进水水质

2.3 设计出水水质

出水优先于电厂化学水处理补水，即优于电厂目前使用的清水水质，具体水质见表2。

表2 设计出水水质

2.4 工艺流程及物料平衡表（见图1）

图1

2.5 工艺介绍

2.5.1 调节池

设调节池的目的：①匹配循环排水量与水处理站之间的水量平衡关系；②收集处理站废水。

2.5.2 高密度沉淀池

高密度沉淀池结构紧凑，将混凝、絮凝、沉淀澄清、污泥浓缩集为一体，具有技术成熟、自动化程度高、处理效果好、运行稳定可靠、管理方便等优势，绝大多数水处理流程中都可以适用。

2.5.3 多介质过滤器

可进一步去除水中悬浮物，胶体物质等，出水浊度一般可降低到5NTU 以下。

2.5.4 钠床离子交换

通过钠床离子交换，可使硬度的去除更为彻底，保证膜系统运行。

2.5.5 超滤膜

超滤膜能够将溶液净化，分离或者浓缩，水中较小的胶体、悬浮物可以得到截留。

2.5.6 反渗透

当把相同体积的稀溶液(例如淡水)和浓溶液(例如盐水)分别置于半透膜的两侧时，稀溶液中的溶剂将自然穿过半透膜而自发地向浓溶液一侧流动。

3 详细设计参数

3.1 调节池

设调节池一座，尺寸6×6×4(H)m，配套：潜水搅拌器1 台，N=1．5kW，D=320mm 潜水提升泵2 台，Q=25m3/h，H=12m，N=1．5kW。

3.2 处理车间

高密度沉淀池成套设备 1 套，混合时间T=30s 絮凝时间T=15min 处理能力25m3/h，表面负荷小于3．6m3/m2·h。

多介质过滤器1 台，直径D=2．0m。离子交换系统：强酸阳床离子交换系统，3台，单套直径D=0．8m。超滤系统：产水率为95%，膜设计通量为31．25L/m2·h。一级反渗透系统：设计回收率为75%，设计膜通量为16．82L/m2·h，一级两段形式，采用2：1 布置。

二级海淡膜系统：设计回收率为60%，设计膜通量为6．73L/m2·h，一级两段形式，2：1 布置。

污泥系统：污泥浓缩罐1 台，D=2．0m，污泥脱水采用板框压滤机，1 台，过滤面积60m2。

4 项目实际运行效果与经济分析

4.1 实际运行效果

目前该项目出水指标稳定达到如下指标：pH=5 ～6，电导率=130 ～140μS/cm。

4.2 经济效益分析

工程直接费为735．82 万元，项目建成后每年可节约新建水资源10．32 万m3，污水站运行成本为6．5 元/m3，低于电厂购买自来水的水资源费8．05 元m3，同时节约水资源费25．8 万元，除此之外，还可以节约原化水车间80%的药剂费，年可节约药剂费86．4 万元，可为企业每年节约112．2 万元。

4.3 社会效益分析

项目建成后，电厂向外排含盐废水400m3/d 的问题得到彻底解决，与此同时可节约360m3/d 的新建水，剩余40m3/d 含盐废水回用于电厂灰库、渣库洒水。项目的成功实施解决了企业的环保压力，使得企业能够正常生产，又使得企业产生良好经济效益，实现了经济与环境双赢的局面。