余热电站水源综合利用实践 实现全部回收利用 实现真正零排放

摘要：水泥熟料生产线余热电站耗水量较大，如何做好用水和节水工作非常重要。针对余热电站锅炉用水、循环用水和生产运行“跑冒滴漏”以及全厂生产、生活用水问题，采用了多种节水措施和方法，涵盖了电站用水的方方面面，通过实施这些措施和方法做到公司用水零排放。

1 基本情况

我公司3000 t/d水泥熟料生产线配套6 MW余热发电机组。余热电站用水量约占公司全部用水量的90%。余热电站生产性用水主要为两部分组成，一部分是锅炉用除盐水由制水车间提供，占10%；另一部分是汽轮机凝汽器循环冷却用水，占90%。

公司水源为自备深井，为钙镁离子含量较高的高硬度水，年提水指标为20万t，平均每月1.67万t（最高2万t）。而6 MW机组设计用水量为每月3万t，如不采取节水措施供水量严重不足。原水指标见表1。

为使水资源得到合理利用并减少浪费，经过近两年的探索实践，根据工艺特点制定了五类节水技术方案（见图1），分别是：电站循环水节水技术方案①，制水车间（炉水制取）节水技术方案②，公司生活用水节水技术方案③，电站“跑冒滴漏”节水技术方案④，锅炉定、连排节水技术方案⑤。

经逐步实施效果显著，达到预期目的，实现了公司一个口取水一个口排水，中间用水闭环控制循环利用，高含盐浓水全部排入公司大水池用于道路洒水和绿化，实现用水零排放。

2 节水技术方案

2.1 循环水节水技术方案

余热电站循环水池2×500 m3，冷却塔4台冷却风机，5台循环水泵。循环水水质处理工艺原为填加阻垢剂，运行成本高、不符合环保要求，目前已改造为“2×200 t/h电化学除垢设备”+“产水15 t/h纳滤”+“产水30 t/h超滤”设备，不再填加阻垢剂等化学药品，见图2。

电化学设备24 h开机，大量钙镁离子吸附在阴极上，有效降低水的硬度，凝汽器没有结垢情况发生，但电化学设备对水中氯离子脱除作用有限，如不进行排污会造成水中氯离子浓度超标（700 mg/L），对凝汽器不锈钢管有腐蚀作用。为此就需要排放污水补入新水以降低氯离子浓度，实际运行每班排污水量约70 t可保证氯离子浓度不超标，但企业不允许外排水，为此公司新建1000 m3大水池用来存放排污水，然后用来道路洒水和绿化，但每班排污水量约70t，排水量偏大难以消化。为解决此问题将排污水通过“超滤+纳滤设备”进行回收利用，工作指标为回收率60%，脱盐率>90%，产水（除盐水）回排到循环水池，极大地改善了水质，电化学清理频次也大大降低，减轻了劳动强度，浓水排入大水池（唯一排放口）可以实现平衡，同时实现节水和减少排污的功能，通过一段时间运行，设备开车时间每天控制在4 h，排污量50~60 t，水质指标可满足使用。

两套设备功能上实现互补，减轻了电化学的运行负荷，延长了清理周期，降低了劳动强度，同时提高了循环水指标的可控性，实现循环水下限指标运行，更加节能降耗，见表2。

2.2 制水车间（炉水制取）节水技术方案

制水车间原工艺流程为：水塔→原水箱→12 t/h碳滤→12 t/h砂滤→8 t/h反渗透设备（RO）→中间水箱→8 t/h混床→除盐水箱。

RO+混床设备工艺落后，能耗高、维护量大，具体表现为混床再生正反洗用水量大且必须用除盐水，成本很高，操作费时费力，人力成本较高，用酸用碱涉及环保排放，行政监管工作压力较高，日常故障率高，维修投入较大。

针对混床工艺不足，将其改造为“双级反渗透设备（RO）+电去离子（EDI）”工艺，见图3。

改造同时实现各级浓水回收利用和设备自动运行，制水车间实现无人值守、无水排放，浓水全部回收利用，实现零排放。

2.3 公司生活用水节水技术方案

公司生活用水主要浴室用水、厕所用水、化验室及生产岗位生产生活用水，每天用水量约60~80 t。特点是成分复杂，有机物较多，但钙镁离子相对原水没有多少变化。过去这部分水经沉淀后排到公司外部，随着环保的推进，生活污水必须达标处理且不准外排。为此，采用MBR（膜生物反应器）一体化污水处理设备，经污水沉淀、菌类处理、膜处理实现出水水质达标，见表3。

出水碱度和硬度指标与原水相近，可补入电站循环水池。

2.4 电站“跑冒滴漏”节水技术方案

电站生产运行就是水的循环过程，涉及锅炉用水（除盐水）的运行和循环冷却用水两个循环过程。水的运行都要靠各类水泵推动，由于电站机组投入运行较早，使用的水泵盘根漏水较多，控制难度较大，特别是循环水泵大型水泵。

为实现节水目标且投入最小，凡涉及锅炉用水（除盐水）的水泵，因功率较小相应价格低，安装、改造都方便，比如制水车间原水增压泵、除盐水上水泵等全部更换为机械密封不锈钢水泵，杜绝盘根漏水。对于循环水泵由于功率较大，更换水泵投资较大，且机封水泵维修复杂，通过更换水泵的办法并不合适，但循环水泵安装集中，通过在泵房挖集水坑将漏水全部汇集，并设置集水坑水位自动控制装置，水满后自动将水打回循环水池，实现漏水回收利用，具有投资小效果好的特点。

2.5 锅炉定、连排节水技术方案

电站中低锅炉共6台锅炉，相应定排、连排设备6套，原设计为排污水经3台扩容器减压后排入下水道，这部分水为除盐水，硬度很低，pH值较高，温度较高，有一定浊度，直接排放十分可惜。改造方案为将扩容器从地面提到锅炉一层，排水利用自然落差到循环水池，排水总量相对于循环水池水量很小，pH值、温度和浊度影响可忽略。

3 结束语

通过以上技术方案的实施，目前我公司余热电站用水、节水效果突出，实现水沟见底干沟运行，没有不可控排放，整个电站只有一个排水口（纳滤浓水排放口，电导率>4 000 μS/cm），水资源实现全部回收利用，实现真正零排放。综上所述，有些措施节水量较大经济效益直观，有些措施节水量较小单纯经济效益不明显，但是从长期来看意义是重大的，节约意识、环保意识必须深入骨髓才能建立长效机制，变成自觉行动、主动行为。