一、大環(huán)境大趨勢

在嚴峻的環(huán)保形勢下，火電廠廢水排放問題越來越受到關(guān)注，從長遠和山東省環(huán)保政策(要求2018年1月1日起外排水總磷小于1.0mg/L，含鹽量小于2000mg/L)的角度看，火力電廠實施全廠廢水零排放是大勢所驅(qū)。目前，火力電廠面臨的外排水磷含量、含鹽量超標等實際問題。外排水中循環(huán)水占比最大，其次是弱酸系統(tǒng)再生水，因此，循環(huán)水系統(tǒng)深度節(jié)水技術(shù)的應用是實現(xiàn)全廠廢水零排放的關(guān)鍵點。目前，弱酸系統(tǒng)再生廢水水質(zhì)較差，難以直接回用，需采用膜濃縮及蒸發(fā)結(jié)晶處理后才能回用，而膜濃縮存在投資大、運行費用高、運行維護困難等問題(噸水投資約10萬元)。蒸發(fā)結(jié)晶技術(shù)的一次性投入更大(設(shè)備噸水投資約250萬元)，運行費用60元-80元/噸水，還需增崗增員，后期要持續(xù)地投入管理及維護費用，增加了企業(yè)的運行成本。如果使用山東晟茂新材料科技有限公司的“零排放”專用劑，在不增加設(shè)備投入，不增加人員，不改變現(xiàn)有工藝及運行狀況的情況下，可為企業(yè)輕松實現(xiàn)循環(huán)水系統(tǒng)的“零排放”(使用該藥劑后，不再使用弱酸系統(tǒng)及投加硫酸，免除了強酸在運輸、存儲、使用等過程中的設(shè)備維護及使用安全隱患，減少了弱酸設(shè)備的維修和樹脂的補充及更換)，大大降低電廠的實際運行成本和運行安全風險。

(來源：熱電行業(yè) 作者 山東熙能熱電公司)

二、全廠廢水零排放技術(shù)路徑設(shè)想

在全廠梯級用水基礎(chǔ)上，循環(huán)水濃縮倍率由目前的低倍率可提高至15倍以上，預計循環(huán)水濃縮倍率控制在9-10倍時，循環(huán)水排污水可全部作為脫硫系統(tǒng)工藝用水消耗，實現(xiàn)循環(huán)水系統(tǒng)零外排。其余廢水作為除渣系統(tǒng)用水，渣溢水送至灰場，實現(xiàn)廠內(nèi)消耗不外排。

電廠產(chǎn)生的主要廢水有：工業(yè)廢水，弱酸系統(tǒng)再生水，生活污水，脫硫廢水，循環(huán)水排污水(部分回用后)等。

電廠可以消耗廢水的系統(tǒng)：脫硫系統(tǒng)，除渣系統(tǒng)，輸煤系統(tǒng)、凈水站、灰場等。

三、循環(huán)水深度節(jié)水技術(shù)的應用

本循環(huán)水深度節(jié)水技術(shù)關(guān)鍵點在于創(chuàng)新型藥劑的應用，該新型藥劑除具備常規(guī)循環(huán)水水穩(wěn)劑的功能外，還具備對循環(huán)水中碳酸鈣等垢的溶解功能，從而大幅提高循環(huán)水的濃縮倍率。同時，該藥劑能在金屬表面形成極致密的保護膜，從而防止金屬的腐蝕。最后，該技術(shù)對水源水質(zhì)要求較低，電廠的水源不需經(jīng)過慢速脫碳或弱酸軟化處理就可以實現(xiàn)濃縮倍率10倍以上運行。

四、某電廠實際使用情況：

某電力有限公司現(xiàn)機組容量為2×320MW，取水水源為地下巖溶水，機組循環(huán)冷卻水為帶冷卻塔的循環(huán)水系統(tǒng)，冷卻后閉式循環(huán)。由于地下水硬度高、堿度大，為保證循環(huán)水濃縮倍率在3.5左右，原設(shè)計有四臺弱酸陽床制取軟化水，正常情況下，廠外供水管道將不同的三個水源地地下巖溶水補入廠區(qū)蓄水池，工業(yè)原水泵將蓄水池內(nèi)生水一部分打入生水箱再補入冷卻塔，一部分生水經(jīng)過弱酸陽床處理成軟化水后進入軟化水箱補入冷卻塔，生水和軟化水的比例一般按1:1控制。

循環(huán)水運行濃縮倍率控制在3.5左右，水塔排污量遠遠大于循環(huán)水的用戶所需的用水量(循環(huán)水用于脫硫、除渣、濕電等)，所以水塔長期進行連續(xù)排污。

另外循環(huán)水需要補充部分軟化水，弱酸陽床運行成本高，并且再生廢液含鹽量大，重復利用率低，回收成本高，只能外排，同時為減少弱酸再生廢液排放時生成硫酸鈣堵塞溝道和水池，弱酸陽床再生時一直用循環(huán)水對再生廢液進行稀釋再排放。

綜上所述，循環(huán)水濃縮倍率低和弱酸陽床再生廢液排放既增加運行成本，又大大增加運行水耗，而且由于循環(huán)水中總磷含量超過環(huán)保要求，也增加環(huán)保負擔。

為此建議：

1)由于弱酸陽床再生廢液含鹽量大，重復利用率低，回收成本高，也是水耗大根源之一，所以建議通過提高藥劑性能解決使用軟化水問題。

2)建議通過提高阻垢劑的性能提高循環(huán)水的控制濃縮倍率，盡量使水塔排污與現(xiàn)在循環(huán)水的用戶用水量(循環(huán)水用于脫硫、除渣、濕電等)平衡，以實現(xiàn)循環(huán)水不外排。經(jīng)過計算如果循環(huán)水濃縮倍率控制7-8之間，水塔排污量與脫硫與濕電用水量將達到平衡，如果沒有特殊情況，水塔不需要排污，同時減少環(huán)保負擔。

預計效果(單機)：

通過以上措施的落實，循環(huán)水不再補加軟化水，同時循環(huán)水濃縮倍率得達到7.5-8.5，水塔排污與循環(huán)水的用戶用水量達到(循環(huán)水用于脫硫、濕電等)平衡，實現(xiàn)循環(huán)水不外排，減少總排口排水量。降低了發(fā)電水耗，通過計算預計年節(jié)水約100萬噸，節(jié)電約50萬度。

實際使用后效果：

公司從7月22日開始用具備除垢、阻垢、緩蝕等功能的新型藥劑，至今運行比較穩(wěn)定，具體效果如下：

1、#1、#2機組循環(huán)水系統(tǒng)運行良好，濃縮倍率在7.46-9.25倍之間波動，水質(zhì)穩(wěn)定，機組停運檢查凝汽器銅管沒有結(jié)垢。按原運行循環(huán)水濃縮倍率3.5倍至現(xiàn)在8倍計算，在年發(fā)電量25億情況下每年節(jié)約用水量約80萬噸(單機)。

2、循環(huán)水全部補充地下水(Ca2+105.17mg/l，總硬度6.04mmol/l)，不再使用軟化水，節(jié)水效果十分顯著.減少弱酸陽床再生廢液排放，經(jīng)計算節(jié)省弱酸陽床再生用軟化水和弱酸再生廢液稀釋用循環(huán)水量共計約40萬噸。

3、以#1、#2機組負荷率80%左右時為例，循環(huán)水排污水全部作為脫硫系統(tǒng)和濕電補充水，則循環(huán)水濃縮倍率在7.46倍-9.25倍之間時，循環(huán)水排污水量與消耗水量即可匹配，實現(xiàn)循環(huán)水“零排放”，同時減少環(huán)保負擔。

4、弱酸陽床停運，撤銷化學弱酸運行崗位，減少運行人員約10人，每年節(jié)省人工費約200萬元。

5、弱酸陽床停運，每年節(jié)省弱酸陽床再生用濃硫酸約1000噸，共計約50萬元。

6、循環(huán)水總鐵均滿足GB50050-2007的相關(guān)要求;總銅測試合格。

7、藥劑同時具備除垢、阻垢、緩蝕等功能，操作簡便，#1、#2機組循環(huán)水的菌落總數(shù)滿足GB50050-2007中“間冷開式系統(tǒng)的異養(yǎng)菌總數(shù)不大于1×105個/mL”的要求。對系統(tǒng)粘泥控制效果較好。

8、#1、#2脫硫工藝水水源切換為高濃縮倍率的循環(huán)水后，對脫硫吸收塔漿液水質(zhì)、石膏品質(zhì)及脫水效果、脫硫廢水水量等主要控制指標均未產(chǎn)生影響。

9、試驗期間，#1、#2汽機側(cè)凝汽器端差、真空，主機冷油器調(diào)節(jié)閥開度，出口油、水溫差，發(fā)電機熱氫、冷氫的平均溫度等主要相關(guān)參數(shù)無明顯變化。

通過使用新型藥劑，大幅提高循環(huán)水濃縮倍率，達到了明顯的節(jié)能降耗的目的，目前公司單機運行水耗從以前30噸/萬KWh降至20噸/萬KWh，通過計算年節(jié)約用水量約120萬噸，節(jié)電約60萬度，同時節(jié)省人工成本200萬元。同時為公司廢水“近零排放”提供了條件。

綜上所述，使用新型藥劑具有較好的經(jīng)濟價值和社會價值。

1、使用新型藥劑節(jié)水效果明顯。

2、使用新型藥劑減少了取水用電與排污用電，節(jié)電效果明顯。

3、使用新型高效藥劑凝汽器及輔機冷卻器不需要再進行清洗，減少維護成本。

4、停止軟化水系統(tǒng)，可以降低了人力資源成本。

5、為發(fā)電企業(yè)實現(xiàn)“零排放”奠定了基礎(chǔ)。

6、改變了傳統(tǒng)的循環(huán)水處理模式，對傳統(tǒng)的循環(huán)水處理是一種顛覆性的創(chuàng)新，具有較好的社會推廣價值。

五、結(jié)論：

火電廠循環(huán)水零排放是能實現(xiàn)的，用山東晟茂新材料科技有限公司的新型藥劑實現(xiàn)循環(huán)水零排放不但不花錢，反而還掙錢。

六、驚喜

山東熙能熱電服務有限公司攜手山東晟茂新材料科技有限公司一道，共同推廣的新型零排放藥劑針對已經(jīng)有脫硫系統(tǒng)的熱電廠及電廠，可以實現(xiàn)循環(huán)水濃縮外排水與脫硫系統(tǒng)補水保持一致，真正徹底實現(xiàn)循環(huán)水零排放。此種新型零排放藥劑打破了常規(guī)藥劑無法解決的難題，顛覆了傳統(tǒng)水處理藥劑的理念，是革命性的原創(chuàng)技術(shù)，在國內(nèi)外尚屬首例。