圖為采用目前國際最先進(jìn)的正滲透廢水處理技術(shù)，實現(xiàn)廢水零排放的華能長興電廠“上大壓小”工程。

鮮紅彥/攝

編者按燃煤電廠水資源消耗量大，即便采用空冷代替濕冷，大大減少了耗水，但也僅適用于氣溫較低的寒冷地區(qū)。節(jié)水節(jié)能，是燃煤電廠必須直面的挑戰(zhàn)。

近日，在國家能源局正式授予“國家煤電節(jié)能減排示范電站”稱號的三家電廠中，由浙江院設(shè)計的浙江華能長興電廠榜上有名，該電廠的廢水零排放項目，連續(xù)獲得國內(nèi)外含金量極高的科技獎項，為煤電節(jié)能減排作出了很有說服力的示范。

7月7日，中國能建浙江院完成的“華能長興電廠廢水零排放”項目獲得國資委頒發(fā)的“中國設(shè)備管理創(chuàng)新獎”；此前，在4月20日舉行的第十屆全球水峰會上，該項目還榮獲了“全球最佳工業(yè)水處理項目獎”，同時，這也是中國企業(yè)首次獲得該獎項。

據(jù)了解，全球水峰會由全球水務(wù)行業(yè)智庫國際水務(wù)情報于2006年創(chuàng)辦，第十屆全球水峰會于2016年4月在阿聯(lián)酋阿布扎比舉行。全球水獎以其公正性、專業(yè)性和高國際化程度被譽為業(yè)內(nèi)含金量極高的獎項，年度最佳工業(yè)水處理項目大獎是本次峰會頒發(fā)的年度全球水獎之一。

因地制宜節(jié)約成本

2014年底，華能長興電廠廢水零排放項目正式啟動。

設(shè)計過程中，浙江院采用了國際最前沿的以正滲透技術(shù)為核心的膜分離工藝，將電廠的廢水和水中雜質(zhì)分離，雜質(zhì)可通過進(jìn)一步加工得到利用，廢水100%回收利用到鍋爐補(bǔ)給水處理系統(tǒng)。采用正滲透系統(tǒng)的運行能耗比蒸發(fā)濃縮工藝降低50%-70%，與傳統(tǒng)技術(shù)相比，這一技術(shù)可減少企業(yè)約20%的資金投入和約30%的運行成本。

“廢水零排放系統(tǒng)建成后，與節(jié)水型燃煤電廠相比，一年可進(jìn)一步減少對外排水量12.1萬噸，減少COD（ChemicalOxygenDemand，化學(xué)需氧量）排放量約13.75噸/年、懸浮物10噸/年，減少鹽類排放量約3600噸/年，實現(xiàn)清潔生產(chǎn)，運行穩(wěn)定可靠，既實現(xiàn)了節(jié)能減排，又能保護(hù)環(huán)境，具有良好的社會效益和經(jīng)濟(jì)效益。”華能長興電廠廢水零排放項目主設(shè)人、浙江院水務(wù)及環(huán)保室高級工程師童曉凡向大家介紹道。

該項目實施時，電廠主體工程已經(jīng)建成，零排放系統(tǒng)施工空間很小，很多材料又不能承受施工應(yīng)力，零排放車間距離冷卻塔又非常近，施工難度很大。

項目設(shè)計團(tuán)隊因地制宜，根據(jù)復(fù)雜的場地條件，對零排放系統(tǒng)的深度預(yù)處理設(shè)備“量體裁衣”，首先采用上下階梯式布置模式，減少平面占地，增加了排泥傾角，解決了系統(tǒng)易被污泥堵塞的問題。另外，在設(shè)備之間采用最簡潔的過渡模式，減少了清洗和維護(hù)工作量。

刪繁就簡創(chuàng)新設(shè)計

電廠末端廢水水質(zhì)是廢水零排放系統(tǒng)的設(shè)計依據(jù)，而長興電廠在投運前，采用了水的循環(huán)使用、梯級利用以及處理后回用等水務(wù)管理技術(shù)，同時還采用了煙氣超清潔排放等先進(jìn)技術(shù)，使各用水系統(tǒng)排出的廢水水質(zhì)很難確定。

浙江院項目團(tuán)隊打破原有思路，對各用水系統(tǒng)分析，先對末端廢水水質(zhì)進(jìn)行定性分析，再根據(jù)電廠的原水、煤、石灰石品質(zhì)及電廠用水平衡和運行工況，確定電廠的鹽類平衡，準(zhǔn)確地預(yù)測了末端廢水中的鹽類物質(zhì)，對調(diào)整廢水零排放系統(tǒng)設(shè)備和工藝選型起到?jīng)Q定性作用。

系統(tǒng)設(shè)計在末端廢水中實現(xiàn)了固體和液體分離，讓液體全回用于鍋爐補(bǔ)給水系統(tǒng)，充分利用末端廢水的離子特性，實現(xiàn)離子間架橋、顆粒度長大，并形成沉淀，實際運行深度預(yù)處理出水硬度降至零，遠(yuǎn)低于預(yù)估值，也使膜、結(jié)晶器的清洗和維護(hù)工作量大大減少。

除此之外，創(chuàng)新設(shè)計還采用保持濃度恒定和調(diào)整壓力變化的方法，避免汲取液易揮發(fā)的特性改變其滲透壓，從而影響正滲透系統(tǒng)運行；還提出產(chǎn)水塔和濃水塔換熱器的蒸汽利用形式，以回收系統(tǒng)余熱，減少蒸汽的利用率。除了系統(tǒng)啟動需要外接水源外，零排放系統(tǒng)用水均來自本系統(tǒng)相應(yīng)階段產(chǎn)水，整套系統(tǒng)的用水實現(xiàn)了聯(lián)動平衡，且運行穩(wěn)定，無需外接水源。

來自浙江省環(huán)境監(jiān)測中心對該廠168小時試運行期間的現(xiàn)場實測值顯示：兩臺機(jī)組，二氧化硫2.91-5.91毫克/立方米，氮氧化物13.6-15.8毫克/立方米，煙塵3.31-3.64毫克/立方米，優(yōu)于我國目前在役百萬千瓦燃煤機(jī)組。電廠投產(chǎn)一年半，回收的末端廢水約10萬噸，目前未對外排放COD。

此次浙江院在華能長興電廠采用正滲透技術(shù)，實現(xiàn)全廠廢水零排放，是該技術(shù)在國際上的首次工業(yè)化應(yīng)用。標(biāo)志著我國高COD、高含鹽水處理技術(shù)走在了世界最前列，為此類工業(yè)污水實現(xiàn)“零排放”和無污染綜合利用創(chuàng)造了條件，并將推動各電廠實現(xiàn)廢水零排放，使廢水零排放走向低投資、低能耗且安全穩(wěn)定運行的新時代。

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