火力发电厂工业废水集中处理技术

2000年8月目录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。表一火力发电厂工业废水种类和污染因子表种类废水名称污染因子生活、工业水预处理装置排水SS锅炉补给水处理再生废水PH、SS、TDS凝结水精处理再生废水PH、SS、TDS、Fe、Cu等锅炉排污水PH、PO3-4取样装置排水PH、含盐量不定实验室排水PH与所用试剂有关主厂房地面及设备冲洗水SS、输煤系统冲洗煤场排水SS经常性废水烟气托脱硫系统废液PH、SS、重金属、F-锅炉化学清洗废水PH、油、COD、SS、重金属、F-锅炉火侧清洗废水PH、SS空气预热器冲洗废水PH、COD、SS、Fe-除尘器冲洗水PH、COD、SS油区含油污水SS、油、酚蓄电池冲洗废水PH非经常性废水停炉保护废水NH3、N2H4表二第二类污染物最高允许排放浓度序号污染物适用范围一级标准二级标准三级标准PH一切排污单位6-96-96-9色度(稀释倍数)其它排污单位5080采矿、选矿、选煤工业70300脉金选矿70400边远地区砂金选矿70800城镇二级污水处理厂2030悬浮物(SS)其它排污单位70150400甘蔗制糖、苯麻脱胶、湿法纤维板、洗毛工业2060600甜制糖、酒精、味精、皮革、化纤浆玻工业20100600城镇二级污水处理厂2030五日生化需氧量其它排污单位2030300甜菜制糖、焦化、核查树脂酸、湿法纤维板、燃料、洗毛、有机磷农药工业1002001000味精、酒精、医药原料药、生物制药、蓖麻脱胶、皮革、化纤浆工业1005001000石油化工工业60120城镇二级污水处理厂60120化学需氧量其它排污单位100150500石油类一切排污单位51020动植物油一切排污单位1015100挥发酚一切排污单位0.50.52.0总氰化合物一切排污单位0.50.51.0硫化物一切排污单位1.01.01.0医药原料药、染料、石油化工工业1550氨氮其它排污单位1525四、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表三板框压滤机的过滤能力调理污泥类型性质和来源FeCl3(%)CaO(%)过滤能力Kg干固体/(m2·h)滤饼含固率(%)新鲜的生活污水混合污泥3-711-192-440-50消化的生活污水污泥4-711-22.52-435-50生活污水污泥(延时曝气)6-1015-301.5-333-38生活污水污泥(物理处理FeCl3+石灰)--15-22.51.5-2.533-45啤酒厂生物污泥和10%除碳酸盐污泥5-722.52.5-335-38有机的亲水的VS=70-80%氨基酸合成生物污泥7-12301.5-230-35部分除碳盐酸.铁/干固体≤10%7.5-11550-556%≤铁/干固体≤10%655-60地表水澄清、铝盐（少量泥沙）19-301.5-330-40铝酸盐(HCL)5-635-40石灰中和15540铝阳极氧化氢氧化钠中和1.530钢酸洗、石灰中和3-545-50电镀、镀锌230-35无机的亲水的Fe.Al..Cr等的氢氧化物除铬酸盐19230除碳酸盐铁/干固体≤2%10－2060－702%≤铁/干固体≤5%8－1350－60垃圾焚烧,燃料气洗涤10－1555－60无机的疏水的气体洗涤7－1560－70含有切削油或可溶性油的废水用酸加以破坏+石灰中和11350-60含油的碳氢化合物(30%系指干固体)的浮选(铝盐+石灰)22450-55无机的含油的含高浓度油脂的轧制机出水15-2085表四带式压滤机的生产能力污泥类型性质和来源进泥浓度(%)生产能力[Kg干泥/(m2·h]泥饼含固率(%)聚合物用量Kg干药/t干泥生活污水；初次新鲜污泥；5-10250-40027－350.9-2初次消化污泥