集成式生物化粪池在火力发电厂中的应用研究

2020-08-11 09:30:20 admin 1

       华北地区某火力发电厂的生产主水源采用城市污水处理厂的再生水,再生水水质达到一级B的排放标准,电厂内的再生水深度处理站采取“曝气生物滤池 + 石灰混凝 + 砂滤”工艺。生产的清洁水用于循环水系统补充水、锅炉及热网补充水(精处理后)。火电厂产生的生活污水,常规的处理方式为设置一体化生活污水处理设施,而这种工艺投资高、运行成本高,且由于生活污水处理设施运行不稳定,故障率高,导致设施经常处于荒废状态。

      本文提出了一种适合以城市再生水为水源的火电厂生活污水的处理及回用工艺。该工艺采取将生活污水通过整体式钢筋混凝土化粪池处理,然后与再生水混合,再通过再生水深度处理站进行处理,且不会对再生水处理站产生不良影响。该工艺路线,成熟可靠,经济合理,比常规的生活污水处理工艺节约初投资约65万元,年运行费用节约5万元。

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       一、再生水水源的火电厂工程

       1、再生水深度处理

       以再生水为水源的火力发电厂,多处于城市近郊,生活及消防水源采用市政自来水,故厂内的净水站仅对再生水原水进行处理。再生水深度处理站采取“生物曝气滤池+石灰混凝澄清+砂滤”,具有较强的去除COD、BOD、SS、NH3-N的能力,而处理后的水质需要满足《城市污水再生利用工业用水水质》GB/T19923-2005 中的关于敞开式循环冷却水系统补充

水的水质要求。

       由于城市再生水的出水水质已经达到一级A的标准,无论处理后的生活污水是否送至电厂内的再生水深度处理站,城市再生水在电厂内均需要进行深度处理,以防止再生水补充至电厂循环水系统中之后,富集浓缩,影响系统的安全运行。

        2、再生水原水量与电厂生活污水量

华北地区某火力发电厂采用湿冷技术,再生水原水量(再生水深度处理站处理水量)为:夏季1797m3/h,冬季 653m3/h;而生活污水最高小时产生量为 2.7m3/h。

       从上面数据可以看出,电厂内产生的生活污水量与电厂生产水源的再生水同源,即均是来自于人们生活过程中产生的洗浴、冲厕、餐饮等污水;生产水源的量远远高于生活污水的产生量。

       二、新型的集成式生物化粪池

       1、集成式生物化粪池特点

       集成式生物化粪池介于化粪池和无动力污水处理设备之间,具有较好的污水净化效果。

       集成式生物化粪池为钢筋混凝土圆桶形设备,也叫整体式钢筋混凝土化粪池。内部设储粪仓一个、过滤仓一个和接触氧化仓一个。把传统的调节池、沉淀池、发酵池、过滤池和接触氧化池集成在一个容器里,还具备格栅、隔油的良好功能,污水的降解路线延长,出水杂质很少,净化效率提高。

       集成式生物化粪池结构紧凑,安装和粪渣清理比普通化粪池更为简便,主要结构特点有以下几点。

    (1)生活污水自进水管排入储粪仓,进水管和储粪仓口盖都具有密封构造,既防止上浮粪渣杂物堵塞进水管口,又对储粪仓起到密封作用,有利于粪便污水的厌氧发酵。

    (2)储粪仓和过滤仓之间均由大面积半软性滤料隔离,进入储粪仓的粪渣杂物全部被阻隔在储粪仓内,不仅完全具备格栅作用,而且不必象格栅池那样需要经常清理截留污物。

    (3)各仓都设有封闭隔板,相当于隔油挡板,各种浮油在隔板的阻挡下很难进入下一仓,从而具有隔油池的功能。

    (4)粪便污水自上而下进入储粪仓,流速和流向都得到调节,粪水分离,沉淀下来的污泥在厌氧菌和兼性菌的作用下进行酸化、水解、各过滤仓也都有沉淀和发酵功能。

    (5)过滤仓相当于传统的生物过滤池,并把传统的上流式或下流式过滤改进为新颖的平流式过滤,既有利于生物挂膜和水流通过,又不会出现传统生物滤池滤料的堵塞现象。

    (6)接触氧化仓设有进气口和拔气口,空气和水流呈逆向流,具有一定的好氧硝化作用。

    (7)各仓都设有逆流孔,过多的污泥可在清理粪渣时通过逆流孔自动排入储粪仓,很方便地和粪渣一起清除。

    (8)化粪池盖板中央设有直径40cm的清渣口,并有开启方便的口盖,清理粪渣非常简便。

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       2、集成式生物化粪池的性能指标

       集成式生物化粪池已被全国数十个单位、住宅小区、公园、度假村、宾馆饭店所选用。集成式化粪池处理效果稳定,且出水水质比普通化粪池的污染物去除效果好。

       经过与《城镇污水处理厂污染物排放标准》GB 18918-2002 中数据的对比,可以看出,集成式生物化粪池的处理效果非常接近国家二级排放标准。

       三、电厂生活污水回用新工艺

       1、回用方式

       如前所述,生活污水经过集成式化粪池处理后可以与再生水原水混合,由于再生水深度处理站的水量为生活污水量的242~666倍,混合后的水质变化不大。

       经过混合后,再生水深度处理站的进水水质变化非常小,由于污水处理厂的出水水质每日变化,通过混合,水质的变化基本在污水厂自身出水水质的变化范围内,因此,本工艺不次于再生水深度处理站的处理效果。

      2、施工工期影响

     由于本工艺简单,建构筑物少,仅需对场地开挖将集成式化粪池(整体式钢筋混凝土化粪池)埋入地下,施工简单。本工艺比传统的生活污水处理站的施工工期大约节省30天左右。

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        3、投资及运行成本分析

     (1)初投资对比

       埋地式生活污水处理站的费用约为70万元,而集成式化粪池为1.05万元/个,常规火电工程采用4个可以满足要求,初投资为4.2万元。节约初投资65万元,经济效益明显。

     (2)运行成本分析

       埋地式生活污水处理站内设置两套污水处理装置, 设 置1.5kW水泵2台,11kW水泵4台,2.2kW风机2台,总功率为1.5×2+11×4

2.2×2=51.4kW,按一用一备考虑,常年运行的功率为25.7kW,按照0.3元/kWh 的电价,年运行8000h计算,年运行成本为6.168 万元/年。

       而集成式化粪池,无鼓风曝气,无泵类运转,是一种自然的厌氧处理工艺,运行成本为零,即便是考虑使用除臭剂4座化粪池的年费用仅为1.16万元/年。

       采用集成式生物化粪池工艺的运行成本比埋地式生活污水处理站运行成本节约至少5 万元/年。

       四、结论

    (1)火力发电厂采用再生水水源时,电厂生活污水可采取用集成式生物化粪池(整体式钢筋混凝土化粪池)处理,然后与再生水原水混合,深度处理后回用至循环水系统。

   (2)集成式生物化粪池出水水质接近二级排放标准,至再生水原水混合后,对再生水原水的水质影响非常小。

   (3)本技术初投资比传统常规工艺节约65万元,运行成本节约5万元/年,经济效益明显。


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