電站輸煤系統(tǒng)含煤廢水及煤泥處理的探討

蔣孟宴，虞啟義，周志剛

（1.中化泉州石化有限公司，福建 泉州 362000；2.中國聯(lián)合工程有限公司，浙江 杭州 310052）

目前，我國水資源匱乏且環(huán)境保護日趨嚴厲，輸煤系統(tǒng)作為電站燃料補給鏈，具有十分重要的意義。為使輸煤系統(tǒng)棧橋和轉運站地面積煤爆燃符合環(huán)境衛(wèi)生要求，在棧橋和轉運站等處設置沖洗系統(tǒng)。根據(jù)DL/T 5046—2006《火力發(fā)電廠廢水治理設計技術規(guī)程》[1]的要求，電廠必須設置含煤廢水處理系統(tǒng)。經(jīng)處理的含煤廢水可回用于輸煤系統(tǒng)沖洗、煤場或灰渣抑塵噴霧，沉淀脫水后的煤泥可輸送至煤場，與原煤一起入爐焚燒，實現(xiàn)資源充分利用。

1 含煤廢水的特點

輸煤沖洗廢水含有大量煤粉顆粒，具有高濁度、高色度（懸浮物最高可達到5 000 mg/L 以上），排水呈間歇性、不穩(wěn)定等特點，其表現(xiàn)如下。

1.1 廢水可沉淀性強

試驗研究表明[2]：常規(guī)的含煤廢水，在不加藥靜止沉淀下，0~60 min 內(nèi)去除率隨時間的加大增加較快，50 min 時去除率可達到62%；120 min 時去除率可達到76.6%。若停留時間延長至240 min，去除率可達到85%左右，如圖1 所示。

圖1 去除率與時間關系

1.2 底部煤泥含固量高，流動性差，易板結

現(xiàn)場調查和測試發(fā)現(xiàn)，煤污泥以無機顆粒為主、易沉淀。經(jīng)靜止約1 d 左右，煤泥池底部煤泥含量可達10%~20%。若加大沉淀時間，則含固率更高（能到20%~30%），且呈板結態(tài)，基本不流動。

2 典型煤水處理工藝及回用要求

目前，國內(nèi)電站針對含煤廢水普遍采用混凝+沉淀+過濾方式為主[3-5]，某電站煤水處理工藝流程如圖2 所示。

圖2 某電站煤水處理工藝流程

2.1 調節(jié)沉池

由于含煤廢水僅在沖洗時排水，間歇性強，且沖洗下來的煤水含有較大的顆粒，故處理煤水前，需要設置調節(jié)池或預沉池，如圖3 所示。

圖3 調節(jié)池設計示意圖

該調節(jié)池不僅具有調節(jié)不均勻水量的作用，同時還具有初沉池的功能，把相對較大粒徑的煤粒截留在池內(nèi)。通過增設導流墻，進一步去除懸浮物在池內(nèi)，降低后續(xù)水處理的負荷。根據(jù)沉淀去除率曲線（如圖1所示），在有空間下盡量選用停留時間大于60 min 的調節(jié)池。

經(jīng)調節(jié)池處理后的煤水中含煤粉顆粒懸浮物，其顆粒的直徑大部分在0.1 mm 以下[5]，但濁度、色度都比較高，無法滿足排放要求。

2.2 混凝沉淀及過濾

針對含煤廢水，以采用較多的混凝+沉淀+過濾處理工藝為例進行探討。傳統(tǒng)加藥絮凝沉淀工藝是指通過添加藥劑使水中的懸浮物得到絮凝并能夠沉淀的過程，常規(guī)的藥劑多為鋁鹽和鐵鹽。

煤水經(jīng)混凝沉淀后，往往也很難達到回用水水質標準（見表1）。為實現(xiàn)該回用水水質要求，在末端需要進行過濾處理。當含煤廢水經(jīng)過過濾后，粒徑在5 μm以上的顆?；颈唤亓鳎_保了出水水質。過濾后的水進入回用清水池或達標排放。

表1 工業(yè)用水水質基本控制項目及限值[6]

在回用清水池上設置變頻恒壓供水或氣壓穩(wěn)壓供水系統(tǒng)，解決各用水點用水的不均衡性和間歇性問題，實現(xiàn)了廢水回用各用水點水量與壓力不同的要求。

3 煤泥脫水的處理

國內(nèi)針對煤水處理工藝，有關研究報道較多，但對煤泥處理，其相關技術深入還存在一定差距，往往以常規(guī)的城市污泥性質處置，導致多數(shù)的泥水處理設施閑置或者無法使用。

現(xiàn)有的煤水污泥處理系統(tǒng)可分為離心壓濾、帶式壓濾和抓斗自然干化法等方式，3 種方案原理及優(yōu)缺點見表2。

表2 3 種煤泥脫水處理方案比較

為進一步深入對比，對國內(nèi)近年新建熱電站煤水污泥處理系統(tǒng)進行實地調研。發(fā)現(xiàn)早期設計采用帶式壓濾機和離心機處理系統(tǒng)，實際的使用效果并不是十分理想。特別是板框壓濾、帶式壓濾存在不斷維修、煤污泥輸送的堵塞及設備磨損等問題，現(xiàn)有大部分電廠轉而采用簡單有效的抓斗自然干化法。針對離心式與抓斗的方式，對國內(nèi)現(xiàn)有2 個電廠實際運行進行比較，見表3。

表3 兩電廠煤泥水處理工藝比較

為此，由于電站煤含泥濃度可達10%~20%，沉淀時間長含固率則更高（20%~30%），容易板結的特性，則采用自然干化，盡管環(huán)境條件略差，但簡單、經(jīng)濟有效。

4 結論

（1）為消除沖水煤水中大顆粒和系統(tǒng)運行的間歇性強，建議有條件的放大調節(jié)池，保證停留時間不少于60 min。

（2）煤水處理系統(tǒng)為實現(xiàn)達標排放和回用，單一的混凝沉淀是無法滿足要求的，需要設置過濾系統(tǒng)進行凈化。

（3）針對煤泥以無機顆粒為主，易沉淀、板結特性，建議采用抓斗自然干化法，實用有效。