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火電廠廢水綜合利用

水資源作為基礎(chǔ)性和戰(zhàn)略性的資源,對社會的可持續(xù)發(fā)展具有重要意義,國家對工業(yè)用水控制較為嚴(yán)格,火力發(fā)電廠作為工業(yè)用水大戶,其用水量和排水量十分巨大。

1火電廠主要廢水系統(tǒng)
火電廠主要廢水包括(輔機(jī))循環(huán)水、排污水,鍋爐補(bǔ)給水處理系統(tǒng)根據(jù)其不同的工藝流程會產(chǎn)生懸浮性廢水、酸堿再生廢水及反滲透排濃水,凝結(jié)水精處理系統(tǒng)再生廢水,生活污水,含煤廢水及脫硫廢水等,這些廢水根據(jù)工藝特點進(jìn)行分類收集和分質(zhì)回用,實現(xiàn)梯級利用[1]。通過水的梯級使用和循環(huán)利用,提高水的重復(fù)利用率,在對各類廢水分類收集和分質(zhì)回用的基礎(chǔ)上,提高廢水回收率,少量難以回用的末端廢水進(jìn)行蒸發(fā)結(jié)晶處理后進(jìn)行回用,從而實現(xiàn)全廠廢水“零排放”。

2全廠廢水梯級利用設(shè)計思路
通過對火電廠各類廢水的水質(zhì)特點進(jìn)行分析可知,全廠廢水主要可分為四大類,即懸浮性廢水、高含鹽量廢水、生活污水及脫硫廢水。懸浮性廢水主要包括鍋爐補(bǔ)給水處理系統(tǒng)過濾系統(tǒng)反洗排水、非經(jīng)常性的空預(yù)器沖洗水、含煤廢水、凝結(jié)水精處理系統(tǒng)除鐵裝置反洗廢水等;高含鹽量廢水主要來自于(輔機(jī))循環(huán)水排污水、鍋爐補(bǔ)給水處理系統(tǒng)反滲透排濃水及離子交換器再生廢水、凝結(jié)水精處理除鹽系統(tǒng)再生廢水非經(jīng)常性鍋爐酸洗廢水等,生活污水主要是電廠生活用水排污水;懸浮性廢水通過工業(yè)廢水集中處理系統(tǒng)經(jīng)除濁處理后回用于循環(huán)水系統(tǒng),高含鹽廢水需除硬、脫鹽處理回用于循環(huán)水系統(tǒng)或調(diào)整pH值后用于對水質(zhì)要求較低的系統(tǒng),如脫硫系統(tǒng)、渣倉沖洗水、灰場噴灑水等[2]。脫硫廢水的水質(zhì)與脫硫工藝、煙氣成分、灰及吸收劑、脫硫工藝用水的水質(zhì)等多種因素有關(guān),與電廠其他廢水差別較大,處理難度也較大,且處理工藝中設(shè)備的設(shè)計條件和使用的藥品也不同,故宜單獨處理,且作為末端處理。綜上所述,廢水的梯級利用流程見圖1。
 

3脫硫廢水處理系統(tǒng)詳述
脫硫系統(tǒng)作為末端用水點,其廢水排放量直接關(guān)系全廠的廢水排放水平,脫硫廢水的消納在發(fā)電廠一般主要用于灰?guī)鞌嚢瑁?,在干灰有綜合利用途徑時,脫硫廢水無法消納,或是由于廢水梯級利用后,水質(zhì)逐漸惡化,后續(xù)工藝難以利用,或者是廢水本身水質(zhì)較為惡劣,難以梯級利用,致使電廠還存在部分廢水需要進(jìn)一步處理;對于濕冷機(jī)組,因廢水排放量大,廢水幾乎不可能在廠內(nèi)完全平衡,因而,脫硫廢水的處理就顯得尤為重要了,那么,脫硫廢水系統(tǒng)如何選擇,在技術(shù)性能滿足的前提下,經(jīng)濟(jì)性是系統(tǒng)選擇的關(guān)鍵。
目前國內(nèi)的技術(shù)方案主要是預(yù)處理+預(yù)濃縮+深度濃縮+結(jié)晶。脫硫廢水硬度含量高,總硬度有時可達(dá)上百毫摩爾每升,需要進(jìn)行預(yù)處理軟化,將脫硫廢水主要陽離子為鈉、鎂、鈣混合的雜鹽體系轉(zhuǎn)化為陽離子以鈉離子為主的鈉鹽體系,鈉鹽的易溶性可有效防止后續(xù)濃縮處理系統(tǒng)以及結(jié)晶設(shè)備結(jié)垢[3]。脫硫廢水預(yù)處理一般可采用以下方案:石灰-碳酸鈉軟化-沉淀池-過濾器處理工藝;石灰-碳酸鈉軟化-管式微濾膜處理工藝。預(yù)濃縮系統(tǒng)目前廣泛采用的是膜法,可采用電滲析工藝(ED)、納濾(NF)+反滲透工藝、高效反滲透工藝等,使廢水進(jìn)一步濃縮,含鹽量達(dá)到50000~60000mg/L。
深度濃縮技術(shù)主要有膜法及熱法,膜法有電滲析工藝(ED)、正滲透(FO)、碟管式反滲(DTRO)、納濾(NF)等,熱法主要有蒸發(fā)塘、煙道霧化蒸發(fā)、多效強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)系統(tǒng)(MED)、蒸汽機(jī)械再壓縮蒸發(fā)(MVR)、低溫常壓蒸發(fā)技術(shù)(NED)等,使廢水的鹽分濃縮至約100000~150000mg/L左右,進(jìn)入結(jié)晶器進(jìn)行固液分離。
3.1膜法濃縮技術(shù)論述
電滲析技術(shù)也是利用離子交換特性去除水中溶解類雜質(zhì)的,電滲析膜是由離子交換樹脂制成,它實質(zhì)上是離子交換樹脂除鹽的另一種形式,按其選擇透過性能分為陽膜和陰膜,用陽離子交換樹脂制成的膜是陽膜,用陰離子交換樹脂制成的膜是陰膜,在直流電場作用下,利用陰、陽離子交換膜對溶液中陰、陽離子的選擇透過性,使溶液中呈離子狀態(tài)的溶質(zhì)和溶劑分離的一種理化學(xué)過程,是膜分離技術(shù)的一種,進(jìn)水水質(zhì)要求低,較低TDS可獲得>90%回收率,COD去除率低,TDS高時能耗高。
正滲透是一種利用膜兩側(cè)不同溶液的滲透壓差作為驅(qū)動力,使得水能自發(fā)地從原料液一側(cè)透過分離膜到達(dá)驅(qū)動液一側(cè),從而起到原料液脫水減量的過程,具有高回收率、低壓運行、能耗低和抗污染等特點,其最終濃縮液鹽含量最高可達(dá)20%,對進(jìn)水水質(zhì)要求較低,清洗周期較長。正滲透處理技術(shù)的進(jìn)水濃度一般大于5%,進(jìn)水濃度太低則經(jīng)濟(jì)性較差。正滲透處理技術(shù)雖然具有一定的優(yōu)勢,但是其仍受制于具有選擇透過性的膜和高滲透壓的驅(qū)動溶液這兩個重要因素,正滲透膜兩側(cè)產(chǎn)生的滲透壓差是正滲透過程能得以持續(xù)進(jìn)行的驅(qū)動力,而汲取液的滲透壓是決定這種驅(qū)動力大小的關(guān)鍵因素[4]。理想的汲取液應(yīng)具有高的滲透壓、能方便地與水分離、可以循環(huán)利用、無毒、高的穩(wěn)定性等特點。汲取液主要有兩個類型:無機(jī)汲取液和有機(jī)汲取液。無機(jī)汲取液主要為NH4HCO3。NH4HCO3在水中具有高的溶解度,可產(chǎn)生較高的滲透壓,獲得較高的產(chǎn)水率。將稀釋后的汲取液加熱到60℃,碳酸氫銨分解為氨氣和二氧化碳?xì)怏w,采用蒸餾等方法從水產(chǎn)品中分離出來,然后再將其重新溶解于水中得到銨鹽汲取液,使其循環(huán)利用。在使用NH4HCO3作汲取液時,常常發(fā)生NH4HCO3溶解不完全,NH4HCO3發(fā)生分解,造成穩(wěn)定性問題;而且在回收再生時很難做到NH3從產(chǎn)品水中全部去除,可能會導(dǎo)致產(chǎn)品水中氨含量超過2mg/L。有機(jī)汲取液通常有2-甲基咪唑類化合物、聚丙烯酸鈉(PAA-Na)等聚合物。聚合物電解質(zhì)溶液作為正滲透的汲取液具有高水通量、最低反向通量及易再生等優(yōu)勢。
DTRO碟管式反滲透反滲透的一種形式,是一種獨特的膜分離設(shè)備。碟管式膜組件采用開放式流道,膜組件兩導(dǎo)流盤直接距離為4mm,盤片表面有一定方式排列的凸點。這種特殊的力學(xué)設(shè)計使處理液在壓力作用下流經(jīng)濾膜表面遇凸點碰撞時形成湍流,增加透過速率和自清洗功能,從而有效的避免了膜堵塞和濃差極化現(xiàn)象,成功地延長了膜片的使用壽命;清洗時也容易將膜片上的積垢洗凈,保證碟管式膜組適用于處理高渾濁度和高含沙系數(shù)的廢水,適應(yīng)惡劣的進(jìn)水條件;是一種應(yīng)用于液體脫鹽及凈化的新型膜分離組件,其耐高壓、抗污染特點十分明顯,在高濁度、高SDI值、高鹽分、高COD的情況下,也能有效穩(wěn)定運行,是專門針對高濃度料液的過濾分離而開發(fā)的。
納濾膜具有反滲透膜的性質(zhì),也是以壓力差為推動力,介于反滲透超濾之間的截留水中納米級顆粒物的一種膜分離技術(shù),或稱選擇性反滲透膜或松散反滲透膜。對單價陰離子鹽溶液的脫除率低于高價陰離子鹽溶液,如對氯化鈉及氯化鈣的脫除率為20%~80%,而硫酸鎂及硫酸鈉的脫除率為90%~98%,NF一般作為高回收率RO單元的預(yù)處理,掃除了高鹽廢水RO膜污染因素和結(jié)垢因素,納濾去除和高倍率濃縮COD及其他有機(jī)污染物,易于形成結(jié)垢的二價陰離子和陽離子無機(jī)鹽的分級(主要是硫酸鹽和其他一價鹽的分級截留)實現(xiàn)了預(yù)脫鹽,可降低后續(xù)RO系統(tǒng)的TDS負(fù)荷。
上述各類膜在零排放系統(tǒng)中均不是獨立運行,需要結(jié)合水質(zhì)條件組合或串聯(lián)運行。
3.2熱法濃縮技術(shù)論述
熱法蒸發(fā)技術(shù)是用加熱的方法使溶液中的一部分溶劑汽化,從而提高溶液的濃度,或使溶液濃縮飽和而析出溶質(zhì)的過程。加熱蒸發(fā)用于廢水處理的目的就是加熱廢水,使水分大量汽化,將廢水濃縮減量或使其溶質(zhì)結(jié)晶析出,蒸發(fā)后的冷凝水回用。蒸發(fā)減量技術(shù)主要有蒸發(fā)塘、煙道霧化蒸發(fā)、多效強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)系統(tǒng)(MED)、蒸汽機(jī)械再壓縮蒸發(fā)(MVR)、低溫常壓蒸發(fā)技術(shù)(NED)等。
蒸發(fā)塘是利用自然蒸發(fā)的原理將高鹽廢水中的水分蒸發(fā),使鹽份濃度達(dá)到飽和而結(jié)晶析出的一種技術(shù)。蒸發(fā)塘池底設(shè)置防滲系統(tǒng),以防止對地下水的影響。自然蒸發(fā)具有處置成本低、運營維護(hù)簡單、使用壽命長、抗沖擊負(fù)荷好、運營穩(wěn)定等優(yōu)點。但蒸發(fā)塘的缺點是需要較大的占地面積且場地需要平整,風(fēng)速、日照時間均需要有一定要求,在北方寒冷地區(qū)還需考慮防凍措施,地下水的防滲防污染也是必須考慮的條件,鑒于這些缺點,蒸發(fā)塘的應(yīng)用受到了限制。
煙道霧化蒸發(fā)技術(shù)將末端廢水通過霧化噴嘴進(jìn)行霧化,噴入電廠煙道內(nèi),利用煙道內(nèi)高溫?zé)煔鈱㈧F化后的廢水顆粒蒸干,形成固體顆粒并在除塵器中被吸附除去,達(dá)到脫硫廢水零排放的目的。末端廢水煙道霧化蒸發(fā)技術(shù)根據(jù)實際情況的不同,可以有多種實施方式,如在除塵器入口前煙道霧化噴射廢水、在空預(yù)器入口前煙道霧化噴射廢水、引部分煙氣至蒸發(fā)器作為熱源蒸發(fā)廢水等。煙道霧化蒸發(fā)處理工藝需根據(jù)煙氣流量、煙氣溫度等參數(shù)來計算確定煙道的蒸發(fā)容量,并根據(jù)霧化噴射裝置的性能試驗數(shù)據(jù),結(jié)合煙道內(nèi)流場變化特點,優(yōu)化布置霧化噴射裝置。
多效強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)(MED)是在單效蒸發(fā)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的蒸發(fā)技術(shù),其特征是將一系列的水平管或垂直管與膜蒸發(fā)器串聯(lián)起來,并被分為若干效組,用一定量的蒸汽通過多次的蒸發(fā)和冷凝從而得到多倍于加熱蒸汽量的淡化過程。多效蒸發(fā)中效數(shù)的排序是以生蒸汽進(jìn)入的那一效作為第一效,第一效出來的二次蒸汽作為加熱蒸汽進(jìn)入第二效……依此類推。多效蒸發(fā)技術(shù)是將蒸汽熱能進(jìn)行循環(huán)并多次重復(fù)用,以減少熱能消耗,降低運行成本。在多效蒸發(fā)工藝中,為了保證加熱蒸氣在每一效的傳熱推動力,各效的操作壓力必須依次降低,由此使得各效的蒸汽沸點和二次蒸汽壓強(qiáng)依次降低。末端廢水在多個串聯(lián)的蒸發(fā)器中的加熱蒸氣的作用下逐漸蒸發(fā),利用前一效蒸發(fā)產(chǎn)生的二次蒸汽,作為后一效蒸發(fā)器熱源。由于后一效廢水沸點溫度和壓力比前一效低,效與效之間的熱能再生利用可以重復(fù)多次。由于加熱蒸汽溫度隨著效數(shù)逐漸降低,多效蒸發(fā)器一般只做到四效,四效后蒸發(fā)效果就很差。
雖然多效蒸發(fā)把前效產(chǎn)生的二次蒸汽作為后效的加熱蒸汽,但第一效仍然需要不斷補(bǔ)充大量新鮮蒸汽。多效蒸發(fā)過程需要消耗大量的蒸汽,蒸發(fā)處理1t水大約需要消耗0.5~1.5t蒸汽
蒸汽機(jī)械再壓縮蒸發(fā)(MVR)系統(tǒng)在高鹽廢水的濃縮處理中有較多的應(yīng)用。常用的降膜式蒸汽機(jī)械再壓縮蒸發(fā)結(jié)晶系統(tǒng),由蒸發(fā)器和結(jié)晶器兩單元組成。廢水首先送到機(jī)械蒸汽再壓縮蒸發(fā)器(BC)中進(jìn)行濃縮,經(jīng)蒸發(fā)器濃縮之后,濃鹽水再送到MVR強(qiáng)制循環(huán)結(jié)晶器系統(tǒng)進(jìn)行進(jìn)一步濃縮結(jié)晶,將水中高含量的鹽分結(jié)晶成固體。其工作原理是物料經(jīng)分配裝置均勻分配于蒸發(fā)器各加熱管內(nèi),物料在重力和真空誘導(dǎo)及氣流作用下,成膜狀自上而下流動,運動過程中與加熱管外壁加熱蒸汽發(fā)生熱交換而蒸發(fā)。降膜蒸發(fā)器是液膜傳熱,其傳熱系數(shù)高于其他形式的蒸發(fā)器。
低溫常壓蒸發(fā)結(jié)晶技術(shù)(NED)是蒸發(fā)結(jié)晶一體化系統(tǒng),是將廢水加熱到40~80℃后,利用大流量循環(huán)風(fēng)將水蒸發(fā),然后在冷凝室將水汽凝結(jié),廢水在蒸發(fā)室不斷濃縮直至結(jié)晶。經(jīng)蒸發(fā)后的廢水濃度不斷升高,并達(dá)到飽和,達(dá)到飽和溶解度的鹽從溶液中析出形成固體顆粒,并通過固液分離器實現(xiàn)固體與溶液的最終分離。系統(tǒng)中采用熱泵壓縮機(jī)組在制備冷凝系統(tǒng)所需冷水的同時,將水中的熱量轉(zhuǎn)移用來加熱原廢水,從而實現(xiàn)了系統(tǒng)內(nèi)部能量的循環(huán)利用。低溫常壓蒸發(fā)結(jié)晶的設(shè)備不需要將水加熱至沸騰,在低溫、常壓的環(huán)境下運行。
3.3膜系統(tǒng)與熱法濃縮系統(tǒng)小結(jié)
如何選擇濃縮系統(tǒng)成為零排放處理的關(guān)鍵,熱法由于其靜態(tài)投資較多而使其應(yīng)用受到了限制,膜法作為廢水的濃縮環(huán)節(jié)是目前水處理零排放的主要技術(shù)路線,經(jīng)預(yù)處理、膜法深度濃縮處理后的濃縮廢液含鹽量達(dá)150000mg/L后進(jìn)入后續(xù)蒸發(fā)結(jié)晶系統(tǒng)。但是,不可回避的問題是,膜法(尤其是反滲透膜)由于其對進(jìn)水的要求苛刻,不僅需去除結(jié)垢性物質(zhì)如鈣、鎂、硅等,還需去除有機(jī)物、懸浮物等,因而所需要的預(yù)處理流程長,且加藥量較大,會導(dǎo)致運行費用增加,且會增加污泥排放量;另外,膜系統(tǒng)由于其特有的結(jié)構(gòu),正常使用壽命約為5年左右,處理高含鹽廢水的膜運行壽命可能會更短,使用3年左右可能會出現(xiàn)膜元件的無法恢復(fù)而更換,那么,在壽命期膜的更換費用也會相當(dāng)可觀。熱法濃縮根據(jù)現(xiàn)已有廢水零排放的運行成果來看(神華榆林能源化工廢水零排放),濃縮可以達(dá)將近30倍,在進(jìn)水含鹽量約為20000mg/L左右的情況下,濃縮廢液含鹽量可高150000mg/L,目前運行效果較好;據(jù)有關(guān)資料介紹,熱法濃縮進(jìn)水含鹽量在高于50000mg/L時,可直接進(jìn)蒸發(fā)系統(tǒng),無須進(jìn)行預(yù)濃縮,蒸發(fā)濃縮倍率10倍以上效果較好,而結(jié)晶系統(tǒng)的濃縮倍率不宜太大,宜為2-3倍。

4脫硫廢水處理經(jīng)濟(jì)性分析
4.1預(yù)處理及預(yù)濃縮系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)性分析
通過前述對脫硫廢水處理技術(shù)的分析,預(yù)處理的主要目地是為去除結(jié)垢性離子,以滿足后續(xù)系統(tǒng)的穩(wěn)定運行,目前火電廠脫硫廢水的預(yù)處理因石灰-碳酸鈉軟化-沉淀池-過濾器處理工藝較為成熟,應(yīng)用較多;預(yù)濃縮系統(tǒng)采用反滲透工藝較多,為防止反滲透膜有機(jī)物污染因素和結(jié)垢因素,在反滲透前設(shè)置納濾膜或投加大量的阻垢劑及消除有機(jī)物藥劑,以去除和高倍率濃縮COD及其他有機(jī)污染物及易于形成結(jié)垢的二價陰離子和陽離子,由于投機(jī)藥劑阻垢及消除有機(jī)物的影響需要精確的運行控制,對系統(tǒng)的穩(wěn)定運行影響較大,故以納濾+反滲透工藝作為預(yù)濃縮系統(tǒng)應(yīng)用較多,本文以石灰-碳酸鈉軟化-沉淀池-過濾器(預(yù)處理)+納濾+反滲透工藝(工藝)為例進(jìn)行經(jīng)濟(jì)性分析。
表1為一典型脫硫廢水水質(zhì),以該水質(zhì)為例分析預(yù)處理及與濃縮的設(shè)備如下:
預(yù)處理加預(yù)濃縮系統(tǒng)主要設(shè)備為:三聯(lián)箱、反應(yīng)池攪拌器、澄清器、污泥濃縮池、原水箱、原水泵、污泥濃縮池攪拌風(fēng)機(jī)、清水泵、廢水提升泵、污泥循環(huán)泵、污泥排放泵、污泥脫水機(jī)、變孔隙濾池、納濾混合水箱、納濾原水箱、NF原水泵、NF保安過濾器、NF高壓泵、NF裝置、反滲透低壓給水泵、反滲透保安過濾器、反滲透高壓泵、反滲透裝置、加藥裝置及儀表等。
預(yù)處理系統(tǒng)噸水建安工程費:4.13萬元,預(yù)濃縮系統(tǒng)噸水建安工程費:18萬元,合計:22.13萬元。
噸水土建工程費:10.8萬元。噸水靜態(tài)投資合計32.93萬元。
噸水年折舊額(按15年直線法折舊,不考慮殘值):2.2萬元,年利息(按80%貸款,年利率4.9%):862元。
噸水運行成本:20.08元。
噸水完全成本:22.7元。
 

4.2深度濃縮+結(jié)晶系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)性分析
濃縮分別以熱法及膜法為例分析系統(tǒng)運行費用及投資。
4.2.1以膜法深度濃縮
以膜法深度濃縮的主要系統(tǒng)工藝組合有:DTRO+強(qiáng)制蒸發(fā)結(jié)晶系統(tǒng)工藝、FO+強(qiáng)制蒸發(fā)結(jié)晶系統(tǒng)等,DTRO是專門針對高濃度料液的過濾分離而開發(fā)的工藝,而FO正滲透工藝由于濃縮液的分離影響運行的穩(wěn)定性,系統(tǒng)還不是很成熟,故本文以DTRO+強(qiáng)制蒸發(fā)結(jié)晶系統(tǒng)工藝進(jìn)行經(jīng)濟(jì)性分析。
DTRO+強(qiáng)制蒸發(fā)結(jié)晶系統(tǒng)工藝主要設(shè)備為:DTRO低壓泵、安過濾器、DTRO電加熱器、膜柱、加藥裝置、各類水箱、蒸發(fā)系統(tǒng)、結(jié)晶系統(tǒng)、輔助系統(tǒng)等。
系統(tǒng)噸水建安工程費:分鹽310萬元,不分鹽244萬元。
噸水土建工程費:17萬元。
噸水靜態(tài)投資合計分鹽327萬元,不分鹽261萬元。
噸水年折舊額(按15年直線法折舊,不考慮殘值):分鹽21.8萬元,不分鹽17.4萬元,年利息(按80%貸款,年利率4.9%):分鹽1.07萬元,不分鹽0.86萬元。
噸水運行成本:膜更換費用(每3年更換一次膜)7.6元,蒸汽耗量5元,電費15元,清洗費用0.2元,維護(hù)費用1.7元,藥品耗量0.2元,合計29.4元。
噸水完全成本:分鹽55.5元,不分鹽50.2元。
4.2.2以熱法濃縮
2016年11月實地考察了陜西某化工項目的實際運行情況,介紹如下:系統(tǒng)流程為熱法濃縮+結(jié)晶系統(tǒng),來水水源為高效反滲透濃水+兩級鈉離子交換器的再生廢水;原水系統(tǒng)流程為:兩級高密度澄清池(石灰、碳酸鈉雙堿法)—變孔隙濾池—超率裝置—兩級鈉離子軟化—高效反滲透—清水至循環(huán)水系統(tǒng),反滲透濃水及鈉離子交換器的再生廢水進(jìn)入蒸發(fā)結(jié)晶系統(tǒng),其中反滲透濃水濃縮倍率約為10倍,進(jìn)入蒸發(fā)系統(tǒng)的水質(zhì)如下:

蒸發(fā)系統(tǒng)采用的是垂直降膜蒸發(fā)器+FC強(qiáng)制循環(huán)結(jié)晶器,系統(tǒng)處理水量設(shè)計值為40t/h,連續(xù)穩(wěn)定運行1年多,運行中消耗的主要藥劑為阻垢劑及消泡劑,運行費用32.19元/噸,完全成本:44.57元(其中每噸水的消耗包括:電耗:25.54KWh,蒸汽:89.17kg,藥劑:7.87元,人工成本:2.64元,設(shè)備折舊:12.38元)。
系統(tǒng)靜態(tài)投資折算為噸水為245萬元。
噸水年折舊額(按15年直線法折舊,不考慮殘值):16.3萬元,年利息(按80%貸款,年利率4.9%):0.8萬元。
噸水運行成本:32.19元。噸水完全成本:51.7元。

5關(guān)于固廢
因水污染的日趨嚴(yán)重及水資源的匱乏,目前國家各部門均對廢水的處理及水源的合理利用均非常重視,就如同十幾年前對廢氣的重視一樣,截至到目前,廢氣的處理已經(jīng)比較成熟且得到了有效的治理,而水的處理(零排放)現(xiàn)在剛處于起步階段,對固廢的處理還沒引起各級部門的重視,但是可以預(yù)見的是,隨著廢水零排放的大面積實施與應(yīng)用,固廢的產(chǎn)生量也會成為又一環(huán)境污染源,如何處理固廢會成為又一環(huán)保課題。脫硫廢水作為電廠廢水的末端處理系統(tǒng),其廢水水質(zhì)成分復(fù)雜,且常含有重金屬,有些重金屬是第一類污染物,經(jīng)處理可以固化到固廢中,因而如何界定固廢的屬性及如何處理成為固廢處理的關(guān)鍵,一般固廢處理成本較低,約2000~3000元/噸,危廢的處理成本會非常高,約4500元/噸左右,根據(jù)危廢的定義,含有第一類污染物離子的化合物屬于危廢,那么脫硫廢水產(chǎn)生的固廢將很大程度上會被定義為危廢,危廢的處理進(jìn)而又引發(fā)一系列的問題,如預(yù)防地下水的污染、滲濾液的處理,填埋場的處置等等問題,會對發(fā)電成本產(chǎn)生較大的影響。
噸水污泥產(chǎn)生量:預(yù)處理+預(yù)濃縮系統(tǒng)的污泥產(chǎn)生量為:0.006t,按危廢界定,濃縮結(jié)晶系統(tǒng)污泥產(chǎn)生量為:0.01t,按一般工業(yè)固廢界定。
6廢水處理系統(tǒng)對發(fā)電成本的影響
通過上述分析,廢水處理主要按3大塊分析,即廢水預(yù)處理+預(yù)濃縮單元,廢水深度濃縮單元,蒸發(fā)結(jié)晶單元,針對不同的電廠水質(zhì)不同,廢水來源不同,系統(tǒng)選擇會有差別,本文以火電廠典型的脫硫廢水水質(zhì)作為分析,預(yù)處理系統(tǒng)采用雙堿軟化+過濾,預(yù)濃縮系統(tǒng)采用納濾+反滲透工藝,深度濃縮系統(tǒng)分別按熱法及膜法工藝進(jìn)行分析,最后是蒸發(fā)結(jié)晶系統(tǒng)。
(1)各系統(tǒng)單元噸水靜態(tài)投資合計為:采用膜法濃縮系統(tǒng):分鹽360萬元,不分鹽294萬元;采用熱法濃縮245萬元。(2)噸水運行費用為:膜法濃縮分鹽49.48元,熱法32.19元;(3)噸水年折舊及利息額:采用膜法濃縮系統(tǒng):分鹽24.1萬元,不分鹽19.7萬元;采用熱法濃縮19.4萬元。(4)固體廢物噸水處理費用:47元(危廢處理費按4500元/噸,一般工業(yè)固廢處理費按2000元/噸)。(5)加上固廢的處理費用,噸水運行費用膜法96元,熱法79元;(6)廢水處理對發(fā)電成本的影響。
按處理量10t考慮,以2臺350MW機(jī)組為例,機(jī)組年運行小時按7000h,年利用小時數(shù)按5000h計,膜法對發(fā)電成本的影響約為2.6元/MWh;熱法對發(fā)電成本的影響約為2.13元/MWh。

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