苏少鹏
青岛鸿瑞电力工程咨询有限公司 山东 青岛 266100
摘要：燃煤电厂作为用水、排水大户，普遍存在水务管理工作薄弱、节水减排水平不高、设施运行状态不佳、部分废水难以治理等亟待解决的问题。因此，对燃煤电厂水资源进行分级利用、污染防治改造刻不容缓。
关键词：燃煤电厂；水资源；污染防治
1 电厂水系统的分类
对一般采用循环冷却的燃煤电厂，水系统主要包括原水预处理系统、循环冷却水系统、化学除盐水系统、工业废水处理系统、生活污水处理系统、含煤废水处理系统、含有废水处理系统、脱硫废水处理系统等。
根据不同系统的排水水质特性、处理工艺、分级利用要求等因素，排水可分为四类。
Ⅰ类排水：包括辅机冷却水、热力系统排水、过滤器反洗排水，此类排水悬浮物及含盐量较低，可不处理回用。
Ⅱ类排水：包括含煤废水、含渣废水、含油废水、生活污水、原水净化站泥水，此类排水悬浮物或COD较高，需经混凝沉淀、气浮、生物法等常规处理后回用。
Ⅲ类排水：包括化学再生废水（酸碱废水、精处理排水）、循环水排污水，此类排水占全厂排水的70%～80%，是电厂废水系统综合改造的重点，经处理后可用作脱硫补充水。
Ⅳ类排水：为末端高含盐、高悬浮物脱硫废水，此类水需考虑做特殊处理，是整个废水综合改造的难点。
2 工作思路、原则及改造要点
2.1 工作思路
水资源分级利用及污染防治改造工作应当根据电厂的水源、水质以及处理设施现状等边界条件，因地制宜的确定适合本企业的技术路线与方案。对全厂水务改造工作可以统一规划、分阶段实施。
2.2 工作原则
全厂用水应根据水资源“分级、分质”利用，做到“清污分流、雨污分流”，使废水排放量、处理量最小化。根据原水、各生产环节排水、处理设施出水的水质指标，结合各生产环节用水水质要求，合理规划梯级使用流程。
具体原则包括：（1）循环使用—水质、水温能满足生产工艺要求的应直接复用；（2）梯级使用—分质、分量收集废水，并合理规划梯级使用；（3）处理回用—水质、水温不能满足生产、生活要求的应经过处理后再利用，并力求水质处理工艺的简单经济。
2.3 全厂水系统主要改造工作要点
2.3.1 雨污分流、清污分流
对主厂房内部分雨水和污水管道进行改造，修复污水管道，同时断开污水管道至雨水管网，实现厂区内雨污分流和清污分流。
2.3.2 现有水路管网优化，提高废水回用率，实现零排放
控制最佳循环水浓缩倍率，从源头上减少循环水排污水，使处理量最小化。
根据水质及水量重新规划水路管网，增设必要的水处理设施。各类水梯级利用方式如下：
（1）以脱硫系统为水的最终受体，以其接纳能力规划各水系统出力；
（2）循环水排污水除盐处理，浓水供脱硫，淡水作为化水补水和冷却塔补水。
（3）工业废水源头根据水质分流减量，处理后作为含煤废水及脱硫补水；
（4）生活污水处理后可作为循环冷却水补水；
（5）化水系统补水改为循环水排污水处理后的淡水；
（6）含煤废水处理后系统内循环使用；
（7）脱硫废水深度处理后实现零排放。
2.3.3 现有水处理设施优化改造，提高可靠性
对现有水处理设施进行改造消缺，提高其运行可靠性。如生活污水处理设施、含煤废水处理设施以及脱硫废水处理设施等。
2.3.4 按照环保要求改造排口，设置应急事故池，减少环保风险
根据环保要求对排口进行改造，可考虑设置应急事故池，平时可收集雨水减少新鲜水取水量，事故时可收集事故污水，避免对外界水环境的环保风险。
3 全厂零排放改造节水案例分析
3.1 改造内容
以某机组为例，原环评批复要求火电厂不设排污口，仅设有雨水排口，机组为干排渣系统。本工程改造按照全厂零排放进行总体规划，厂内各系统产生的废水按照梯级利用原则，提高串用率、复用率，规划脱硫废水终端处理工艺，实现全厂零排放。
根据电厂在环境风险防控方面的要求，以及各水系统存在问题分析，同时结合全厂水资源的规划方案。新增或改造水处理设施主要包括：一是循环水排污水回用改造；二是生活污水改造处理；三是脱硫废水处理设施整改；四是煤场含煤废水系统改造；五是脱硝废水、事故应急池及全厂雨污分流等其他零星改造。
3.1.1 循环排污水回用改造
本项目不允许外排，且后续环节又不能完全接纳，一方面要求运行中提高循环水浓缩倍率，降低循环排污水量；另一方面对循环水排污水进行除盐处理，产水用于化学车间补水及循环系统补水，浓水混合一部分处理后的工业废水外排水作为脱硫工艺补水。
根据全厂水量分析，全厂水系统改造后，要求控制循环水最佳浓缩倍率在4.5～5，循环水排污水排放量约为400 m3/h，考虑到电厂采用中水作为补水，水质硬度高、水质差，本次循环水排污水回用改造留有一定余量，按450 m3/h水量设计。
3.1.2 含煤废水
现有含煤废水处理系统保持不变，对煤场进行废水收集，环煤场建设收集沟改造，实现煤场周边雨污分流、清污分流；煤场沉淀池增设抓斗、更换含煤水泵，提高现有沉淀池的煤水沉淀效果，降低悬浮物浓度，保证煤水处理系统出力；对翻车机区含煤废水进行收集，扩容改造沉淀池，回收机车区凹地含煤废水，设计出力不低于550 m3/h（初期半小时含煤雨水排放量）。
3.1.3 生活污水
因处理能力不足，对全厂生活污水处理系统在原有设施基础上进行更换改造，设计处理能力由原先的20 t/h提高至25 t/h。
3.1.4 脱硫废水
根据环评批复本项目不设外排口，脱硫废水立足处理后回用，但本项目此类废水经现有工艺处理后水质不能回用于生产环节，因此需要做特殊处理，是本次废水综合改造的难点所在。
全厂水系统改造后脱硫工艺水源改为循环水排污水处理后的高含盐浓水以及处理后的工业水，按脱硫补充工艺水中氯离子浓度800 mg/L，以及烟气中氯化氢含量50 mg/Nm3理论计算，本项目脱硫废水后续深度处理设计出力由原设计12.5 t/h提高至20 t/h。
3.1.5 脱硝废水
氨站增设外排管道，含氨废水改道输送至机组集水槽，统一输送至工业废水处理系统曝气槽内，进行酸碱中和处理后回用。
3.1.6 事故应急池
本次改造后要求全厂实现废水零排放，根据环保要求，在全厂雨水排水管网末端设一事故应急池，主要实现功能有三个方面：（1）收集雨水作为电厂循环冷却水补水，减少取水量；（2）事故状态下收集消防喷淋水；（3）收集日常运行中“跑冒滴漏”，确保任何工况下无污水外排，减少环保风险。
3.1.7 雨污分流改造
本次改造需要对主厂房内部分雨水和污水管道进行改造，实现厂区内雨污分流和清污分流，主要对现有的污水管道进行部分改造，修复污水管道，同时断开污水管道至雨水管网。
3.2 改造效果
工程实施改造后电厂年均排放436.9 m3/h的废水得以全部回用，全厂废水复用率提高，实现废水零排放。
全厂废水系统零排放综合改造工程实施后，夏季取用新鲜水量降低463.5 m3/h，冬季取用新鲜水量降低203.8 m3/h。
全厂年均废水复用率由改造前的60.36%提高至改造后的100%，年平均水消耗率由改造前的78.88%提高至改造后的100%，真正实现全厂废水零排放。
4 结论
随着国家排污许可制度的执行，燃煤电厂水资源进行分级利用、污染防治改造刻不容缓。但各厂水源情况、用水设施情况差异较大，水资源分级利用及污染防治改造工作应当因地制宜。考虑到改造与运行成本等问题，对全厂水务改造工作可统一规划、分阶段实施。
厂内各系统产生的废水按照梯级利用原则，提高串用率、复用率，全厂水系统梯级利用规划应当以脱硫系统为水的最终受体，根据其接纳能力规划各水系统出力，必要时可考虑设置应急事故池，减少环保风险。
参考文献
[1]国务院．关于印发水污染防治行动计划的通知（国发[2015]17号）[EB/OL].（2015-04-16）.
[2]关于调整排污费征收标准等有关问题的通知[S]．国家发展改革委，财政部，环境保护部．2015.