发电厂生活污水处理回用工程.docx
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发电厂生活污水处理回用工程
设计说明书目录
1.概述--------------------------------------------------------1
2.电厂排水概况及废水水量、水质--------------------------------6
3.工程设计方案------------------------------------------------8
4.污水收集系统改造及其他改造工程-----------------------------30
5.站区给排水及采暖通风---------------------------------------31
6.环境保护---------------------------------------------------32
7.消防、劳动安全与工业卫生、节能-------------------------------33
8.人员编制---------------------------------------------------33
9.投资概算及效益分析-----------------------------------------33
10.结论------------------------------------------------35
1概述
1.1项目概况及工程建设的必要性
1.2编制依据
1.2.1《中华人民共和国水污染防治法》（中华人民共和国主席令第十二号）
1.2.2《国务院关于环境保护若干问题的决定》
1.2.3《关于进一步加强电力工业环境保护若干问题的意见》
1.2.4国家经贸部2002年15号文颁发的〖电力工程建设概算定额〗（2001年修订本）
1.2.5《电力工业环境保护办法》
1.2.6《室外给水设计规范》GBJ13-86（1997年版）
1.2.7《室外排水设计规范》GBJ14-87（1997年版）
1.2.8《给水排水工程结构设计规范》GBJ69-84
1.2.9《火力发电厂水汽质量标准》SD163-85
1.2.10《火力发电厂初步设计文件内容深度规定》DLGJ9-92
1.2.11《火力发电厂厂用电设计技术规程》SDGJ7-88
1.2.12《火力发热工自动化设计技术规定》NDGJ16-89
1.2.13《火力发电厂化学设计技术规程》DL/T5068-1996
1.2.14《火力发电厂废水治理设计技术规程》DL/T5046-95
1.2.15《火力发电厂节水技术导则》DL/T783-2001
3工程设计方案
3.1全厂废污水治理总体设想
全厂废水主要为生活污水、循环水排污水、渣系统溢流水、化学车间排水、输煤系统冲洗水及厂区水力清扫废水。
针对以上各类废污水，本设计提出了总体治理设想如下：
生活污水400m3/h经接触氧化处理后回用于循环水系统；渣系统溢流水经现有澄清池处理后回收到浓缩池循环利用；化学车间排水从生活污水管网分离，回收到冲灰系统；循环水排污水优先考虑用于厂区绿化、厂区清扫和煤场喷洒，远期考虑循环水排污水的反渗透处理；输煤系统冲洗水及厂区水力清扫废水排入除渣溢流水处理系统，同除渣溢流水一并进行沉淀澄清处理后回收到浓缩池循环利用，实现厂区污水零排放。
3.2生活污水处理后回用于循环水系统的可行性
本工程拟在厂区#7冷却塔北侧南北路以东、东西路北侧30m以北建设一座综合性污水处理站。
本期只考虑全厂生活污水的处理，并将处理后的出水作为#6、7机组循环冷却水补充水。
循环冷却水补充水标准见表3.2-1，本工程生活污水生活处理出水主要指标pH、CODcr、悬浮物均应满足标准要求，其他指标仅分析其对系统的影响。
表3.2-1循环冷却水补充水标准（本工程出水要求）
项目
pH
CODcr
悬浮物
Cl-
DD
YD
标准值
6.5~8.5
<15mg/l
≤5mg/l
≤50mg/l
≤900μS/cm
≤9mmol/l
2003年1～9月份#1～#7机循环水的水质统计结果（见表3.2-2），本工程生活污水处理后回用于循环水系统，其对循环冷却水系统的影响主要体现在Cl-、NH4+、电导率几个方面：
表3.2-2电厂循环水水质现状及影响预测
项目
结果
Cl-
mg/l
PH
25℃
YD
mmol/l
DD
μs/cm
CODcr
mg/l
SS
mg/l
浓缩倍率
φ
循环水现状范围
56～160
8.45～8.66
8.6～20
950～3000
13.8～82
5.2～85.6
3.88～4.96
现状平均值
105
8.57
16.6
1880
35.7
14.8
4.56
回用后水质
123
6.5~8.5
—
2725
44
16．9
—
规范要求
150
—
—
溶固<1000
—
<300
—
影响分析
可行
可行
—
可行
可行
可行
—
Cl-影响
根据电厂2003.9.12～2003.9.25生活污水“水样监测结果”本工程生活污水中Cl-含量按70mg/L、回用量按400m3/h计，#6、#7机循环水补充水中Cl-含量为10mg/L，总补水量为1243m3/h计，生活污水处理后补充到循环水系统，按平均浓缩倍率4.56，则循环水中Cl-浓度为123mg/L，在电厂1～9月份正常运行的范围内。
NH4+影响
本工程生活污水中NH4+浓度一般在6～10mg/L，在冷却塔大风量，高循环的条件下，水中碱度升高、氨大部分被吹脱，NH4+不会在循环冷却水中积累。
电导率影响
水中电导率间接反应溶解盐的含量，电导率高表明水中溶解盐的含量高。
本工程生活污水电导率按1000μS/cm计；浓缩倍率为4.56时，#6、#7机组循环水电导率按1880μS/cm计，生活污水处理后补充到循环水系统，则循环水中电导率为2725μS/cm，在电厂1～9月份正常运行的范围内。
由以上分析可见，本工程生活污水处理后回用于循环水系统，循环水水质仍维持在1～9月份正常运行的范围内，这表明生活污水处理后作为#6、#7机组循环水补充水基本不会对循环水系统的正常运行产生影响，生活污水处理后作为循环水补充水是可行的。
补入#5、#6、#7机组更为有利。
3.3电厂生活污水处理工艺调查
目前国内电厂采取的生活污水治理措施主要有氧化塘工艺、活性污泥工艺和生物接触氧化工艺。
氧化塘工艺池深较浅、占地面积较大，主要依靠自然充氧，净化效率较低。
特别是在冬季，池水温度较低，氧化塘仅起天然曝气和沉淀的作用。
如连城电厂的生化塘COD去除率仅13%，悬浮物去除率为98.75%。
八十年代初期，电厂一般选用机械表面曝气的曝气沉淀池（也属于活性污泥工艺）。
八十年代中期主要采用延时曝气的活性污泥法,如渭河、石横、常熟、靖远等电厂都是采用延时曝气的活性污泥工艺。
活性污泥由菌胶团和丝状菌组成，正常情况下菌胶团是活性污泥中主要微生物，丝状菌仅起框架作用。
由于火电厂生活污水中有机物浓度较低，丝状菌在竞争中处于有利地位，使活性污泥丝状菌大量繁殖，剥夺了菌胶团的主导地位，其后果是污泥体积膨胀，沉淀性能下降，大量污泥在沉淀池中不能被分离，随出水流失，曝气池中污泥越来越少，导致系统运行失败。
另外，在冬季低温条件下由于污水中有机物浓度低，没有足够的营养供给，污泥容易解体，很难存活。
渭河电厂处理系统进口COD在159~321mg/l，出口COD在86~104mg/l，去除率为64%。
近几年来生物接触氧化工艺在电厂生活污水处理中得到了广泛的应用，该工艺克服了上述两种工艺处理效率低、易发生污泥膨胀的缺点，具有运行管理简便，挂膜、培菌容易，耐冲击负荷，适应性强等优点。
接触氧化工艺已在国内多家电厂应用，如大同电厂、漳泽电厂、太原一电厂等，从目前情况看接触氧化工艺能够适应发电厂生活污水小流量、低负荷的特点，处理效果较为稳定、出水水质较好。
根据全国19个安装生活污水处理设施电厂的重点调查，结果表明，采用活性污泥工艺的电厂为14个，占重点调查总数的74%，其中未运行或调查时未运行的为13个；采用接触氧化工艺的电厂为4个，占21%，这4个电厂的污水处理都能正常运行，处理效果较好；1个电厂采用氧化塘，占2.6%，系统运行正常。
山西电力设计院在编制《火力发电厂废水治理设计技术规程》（修订稿）生活污水处理部分时，对全国已设计或已建成的30多个火电厂各类型污水处理状况进行了调查，其部分电厂设计参数和运行状况见表3.3-1。
3.4工艺技术经济比较
表3.4-1工艺技术经济比较表
项目
接触氧化处理工艺
氧化沟处理工艺
工艺效果
出水水质
出水水质良好
出水水质良好
产泥量
产泥量一般
产泥量较少
有无污泥膨胀
不发生污泥膨胀
有发生污泥膨胀的危险
低浓度污水适应性
可处理低浓度污水
处理低浓度污水易发生丝状菌污泥膨胀
流量变化适应性
抗水量冲击的能力的一般
有较好的抗水量冲击的能力
冲击负荷适应性
有较好的抗冲击负荷的能力
有较好的抗冲击负荷的能力
温度变化的影响
受温度影响较小
受温度影响较大，温度低时处理效果差。
运行管理
自动化程度
自动化程度要求不高
自动化程度要求较高
日常维护和管理
设备维护量不大
曝气转刷较多，设备维护量
较大。
操作管理人员人数
运行程序简单，操作人员较少
自动化程度高，操作人员较少。
环境影响
臭气问题
对周围环境影响较小
对周围环境影响较小
噪声问题
鼓风机噪声较大，需做降噪处理
对周围环境影响较小
二次污染
污泥量一般，二次污染一般
污泥量较小，二次污染较小
投资费用
土建投资
流程长，构筑物多，土建工程量较大。
工艺属于延时曝气系统，反应池集碳氧化、硝化、反硝化、沉淀于一体，池容较大，土建量较大，土建投资高。
设备投资
运转设备较少，投资较少。
曝气转刷较多，自动调节堰门多，自控复杂，投资较多
占地
占地面积小
氧化沟池深较浅，占地面积大。
总投资
较小
较大
运行费用
动力费用
采用微孔曝气，氧利用率高，动力消耗小。
采用转刷曝气，氧利用率低，动力设施利用率低，动力消耗大。
药剂费用
较小
较小
维修费、管理费
一般
运转设备多，维修量大。
总运行成本
一般
较大
综上所述，本工程生活污水的处理按照接触氧化处理工艺进行设计。
3.5接触氧化处理工艺
3.5.1工艺流程及特性
生活污水→集水池→钟式沉砂池→调节池→接触氧化池→沉淀池→中间水池（消毒池）→纤维过滤器→清水池→回用于循环水系统
该处理工艺是一种介于活性污泥与生物滤池之间的生物膜法工艺。
接触氧化池内设有填料，部分微生物以生物膜的形式固着生长于填料表面，部分则是絮状悬浮生长于水中，因此兼有一般曝气池和生物滤池的优点。
本设计采用经表面改性的弹性立体填料，该填料弹性和刚性都较好，在水中呈发散状，对水流和气泡有较好的切割作用，能增加水中溶解氧并减少供氧量，而且微生物易于附着，不会结球。
曝气系统采用鼓风供气、微孔释气系统，风机选用低噪声节能省电的三叶罗茨鼓风机，曝气器选用性能优良的HDPE材质的微孔曝气器，该微孔曝气器配套使用了具有专利技术的清洗系统，微孔曝气器使用寿命超过10年，氧利用率高达20~30%。
生物接触氧化工艺具有容积负荷高，占地小、不需要污泥回流、抗冲击负荷、出水水质稳定、低温适应性好等优点。
3.5.2污水收集系统
格栅
构筑物：
地下钢筋混凝土平行渠道
设计流量：
Q=100m3/h
主要设备：
格栅
设备台数：
1套
设计参数：
格栅宽度B=800mm
栅条间隙b=10mm
格栅倾角α=70°
⑵构筑物：
半地下式钢筋混凝土结构泵站
地下式钢筋混凝土矩形集水井
设计参数：
设计流量Q=100m3/h
数量：
1座
主要设备：
立式污水泵
设备台数：
2台（1运1备）
设备参数：
单台流量Q=100m3/h
设计扬程H=15m
单台功率N=7.5kW
在厂区东南排水口新建提升泵房一座，提升污水至污水处理站调节池内以进行后续处理。
构筑物：
半地下式钢筋混凝土结构泵站
地下式钢筋混凝土矩形集水井
主要设备：
立式污水泵
设备台数：
2台（1运1备）
设备参数：
单台流量Q=100m3/h
设计扬程H=15m
单台功率N=7.5kW
利用电厂现有集水井、泵房和供电设备，更换2台污水泵，提升污水至污水处理站调节池内以进行后续处理。
设计流量：
Q=200m3/h
主要设备：
立式污水泵
设备台数：
2台（1运1备）
设备参数：
单台流量Q=200m3/h
设计扬程H=30m
单台功率N=33kW
三个排水口提升泵由集水井液位开关控制，同时设手动控制。
考虑到污水处理站区设有调节池，有足够的调节容量，生活污水提升泵不采用变频电机。
3.5.3污水处理系统
3.5.3.1钟式沉砂池
钟式沉砂池用于去除进水中粒径较大的无机砂粒。
构筑物：
钢筋混凝土圆形池体
池数：
1座
设计参数：
设计流量Q=400m3/h
池直径Φ=2.13m
总高H=3.5m
主要设备：
螺旋砂水分离器1套
设备参数：
Q=400m3/h
控制方式：
由吸砂泵运行信号自动控制
排砂泵：
1台，流量Q=8L/s,扬程H=10m
3.5.3.2调节池
构筑物：
钢筋混凝土结构
设计流量：
Q=400m3/h
停留时间：
2小时
总高度3.5m，有效容积800m3
3.5.3.3接触氧化池
设计流量：
Q=400m3/h
数量：
1座2格
每格：
8×24×4.3=820m3，有效容积540m3
接触停留时间：
2.7h，容积负荷1.24kgCOD/m3·d
出水溶解氧控制范围：
2.5~3.5mg/l
采用鼓风微孔曝气方式：
微孔曝气器760个
溶解氧测定仪：
2套
配套2台三叶罗茨鼓风机，为便于调节供气量，其中1台配变频电机，另1台作为备用。
风机型号：
SSR-150
数量：
2台（1运1备）
流量：
13.4m3/min
压力：
0.0539MPa
功率：
22kW
电动葫芦1台，型号：
CD1型，起吊重量：
1t,N=3kW
3.5.3.4沉淀池
设计流量：
Q=400m3/h
采用辐流式沉淀池
水力负荷：
1.2m3/m2·h，停留时间2小时
有效容积：
890m3
配套周边传动半桥式刮泥机1台，Φ18000×3500，N=1.5kW
3.5.3.5中间水池（消毒池）
钢筋混凝土结构，有效容积180m3,兼消毒池功能。
主要设备：
消毒加药装置
设备台数：
1套
3.5.3.6纤维过滤器
设计参数：
Q=160m3/h
数量：
3台，φ3000×5986mm
沉淀池出水经加药混凝后，由泵提升进纤维过滤器进行过滤处理。
纤维过滤器采用新型束状纤维作为过滤器的滤元，其滤料直径可达几十微米甚至几微米，并具有比表面积大，过滤阻力小等优点，解决了粒状滤料粒径限制等问题。
微小的滤料直径极大的增加了滤料的比表面积和表面自由能，增加了水中杂质颗粒与滤料的接触机会和滤料的吸附能力，从而提高了过滤效率和截污容量。
为充分发挥滤料的特长，在过滤器的滤层上端设有可改变纤维密度的调节装置。
设备在运行时，水从上至下通过滤层，此时，纤维密度调节装置推动活动孔板向下运动。
纤维被压缩后，纤维滤层沿水流动方向的密度逐渐加大，相应滤层孔隙直径和孔隙率逐渐减小，实现了深层过滤。
当滤层被污染需清洗再生时，清洗水和压缩空气从下至上通过滤层。
这时，纤维密度调节装置自动将活动孔板提升，使纤维滤层展开并处于蓬松状态，进行清洗。
纤维过滤器已广泛应用于电力、化工、医药、冶金、造纸、纺织、食品、饮料、自来水、游泳池等各种工业用水和生活用水机器废水的过滤处理。
主要具有以下优点：
过滤精度高：
经混凝处理后的原水，水中悬浮物的去除率接近100%。
过水流速大：
过水流速为20~120m/h，为传统过滤器的2~12倍。
截污容量大：
一般为5~20kg/m3，是传统过滤器的2~4倍。
占地面积小：
在相同处理的情况下，纤维过滤器占地仅为传统过滤器的1/3~1/2。
自耗水率低：
自耗水率为周期制水量的1%，是传统过滤器的1/5~1/3。
可调节能力强：
过滤精度、截污容量、过滤阻力等参数可根据需要随意调节。
不需更换滤元：
滤元被污染后可方便的进行清洗，恢复过滤性能。
3.5.3.7清水池（反冲洗用）
数量：
1座，钢筋混凝土结构
有效容积：
300m3
清水池设旁路排水管道，系统调试期间出水通过旁路排放。
3.5.4污泥处理系统
系统中污泥主要来自污水中悬浮物在调节池的沉积和接触氧化工艺出水中携带的衰老死亡的生物膜通过絮凝剂的絮凝作用在沉淀池中的沉淀。
污泥通过污泥泵提升至300MW机组除灰系统浓缩池分配槽，通过柱塞泵输送至灰场。
总污泥量：
35m3/d
主要设备：
EH600型单螺杆泵
设备台数：
2台
设备参数：
单台流量Q=9.8m3/h
设计扬程H=40m
单台功率N=4kW
3.5.5供电及控制系统
3.5.5.1供电系统
本工程设计处理规模为400m3/h，整个污水处理系统总用电负荷（含备用设备负荷）为330.7kW；运行负荷为193.2kW。
本工程电源引自电厂6kV配电站，采用一路6kV电源为污水处理系统供电。
电源进线采用电缆方式，在6kV开关室增加6kV开关柜，作为污水处理系统6kV电源开关。
在污水处理站内设配电室一间，布置1台500kVA干式变压器和电动机控制中心。
低压侧采用单母线供电，电动机控制中心用于污水处理系统的配电和电动机等设备控制、保护。
离污水处理站距离较远的各个收集提升泵，分别从厂区原有供电系统就近引接电源。
电气控制采用远程控制方式，同时设就地控制。
远程控制通过I/O终端在控制值班室按照工艺要求进行程控或遥控。
就地控制采用手动现场控制，在配电柜或随机控制箱上进行。
电机的防护等级为IP54，绝缘等级为F级。
3.5.5.2控制系统
本工程的运行、监视、操作、管理采用计算机系统控制，计算机控制系统分上下两层结构，上层为中央操作站、工程师站及辅助外围设备，完成数据采集和监控；下层为现场控制站，由PLC组成，完成工业实时控制和现场数据采集。
上下层之间通过高速网络连接。
控制系统设计原则
本系统以PLC控制器作为现场站，以工控计算机作为操作员站和工程师站。
现场站负责现场I/O点的采集、回路控制、连锁程序控制。
操作员站和工程师站负责设备运行状态监控、生产信息处理、参数设定、信息打印、系统启停命令发送、回路调节设定值等功能，通过MODBUSPLUS网络完成上下位机的信息和数据交换。
本控制系统的建立遵循开放性原则，采用结构化体系，并对将来的发展具有完全的兼容性和可扩充性，采用标准网络协议，可以方便的连接电厂MIS系统，容易实现生产规模的扩大，系统可以简单移植、扩充。
控制系统设计
根据工艺、仪表等设备统计，I/O点数配置按留有10%余量考虑。
系统由2台操作员站（其中一台兼工程师站）和一套PLC，通过双绞线组成基于MB+通讯协议上的网络系统组成。
其中两台操作员站中的任一台均可以对所有受控设备进行操作和动态画面监视。
操作员站可以通过基于TCP/IP以太网与电厂MIS系统通讯。
系统配有1套工程师站和1套操作员站，配置PENTIUM
-1.7GCPU、128MB内存、8MB显存、40G硬盘、50X速光驱、多媒体21英寸平面直角彩色显示器，HP彩色激光打印机。
工程师站用于开发用户应用程序，下载到操作员站和PLC中，在完成软件开发后，可作为操作员站使用，操作员站用于监视和控制整个工艺生产过程。
系统控制功能
①过程信号检测
调节池液位
接触氧化池溶解氧
中间水池液位
清水池液位
过滤出水母管流量
②报警信号
调节池液位高、低
接触氧化池溶解氧高、低
中间水池液位高、低
清水池液位高、低
以上措施采用PLC联合上位机测控管理，分散控制。
本系统由中心监控计算机、通讯控制装置、可编程控器（PLC）及现场仪表组成。
中控机通过数据传输单元与PLC分站进行通讯。
分站的PLC是由微处理器为基础的可编程逻辑控制单元，可作为智能设备单独工作，它连接各个MCC以实现程序控制、检测数据和信号采集。
污水处理站进水设pH、电导率在线监测，监测结果由中控机显示、打印并储存，其它水质指标化验由电厂负责。
3.5.6主要设备和建（构）筑物
接触氧化处理工艺主要设备和建（构）筑物见表3.5.6-1和表3.5.6-2。
表3.5.6-1接触氧化处理工艺主要设备一览表
序号
设备名称
主要技术参数
数量
备注
一
污水收集系统
1
东排水口污水提升泵
Q=100m3/hH=15mN=7.5kW
2台
1运1备
2
格栅
B=800mmb=10mm
1套
3
东南排水口污水提升泵
Q=100m3/hH=15mN=7.5kW
2台
1运1备
4
西排水口污水提升泵
Q=200m3/hH=30mN=33kW
2台
1运1备
二
污水处理系统
1
污水提升泵
Q=200m3/hH=12.5mN=15kW
3台
2运1备
2
沉砂池搅拌器
N=0.55kW
1套
3
排砂泵
Q=8L/sH=10mN=3kW
1台
4
砂水分离器
Q=400m3/hN=1.1kW
1套
5
过滤提升泵
Q=200m3/hH=17mN=18.5kW
3台
2运1备
6
鼓风机
Q=13.4m3/min△P=0.0539MPaN=22kW
2台
2运1备
7
膜片式微孔曝气器
KK215
760个
8
弹性填料
1080m3
9
智能流量计
Q=600m3/h
1台
10
消毒加药装置
N=2×2.2kW
1套
11
纤维过滤器
Φ3000×5986mm
3台
2运1备
12
溶解氧测定仪
D63+5500Clark
2套
13
电导率
E63+无极式电极
1套
14
pH
P63+差比式电极
1套
15
流量计
Q=300m3/h
1套
16
流量计
Q=200m3/h
2套
17
刮泥机
Φ20000×3500mm，N=1.5kW
1台
18
起重机修设备
单梁起重机、
1套
三
污泥处理系统
1
污泥泵
EH600型单螺杆泵Q=9.8m3/h,h=40m,N=4kW
2台
四
清水回用系统
五
电气及自控系统
1
变压器
SC-500/10
1台
2
配电柜
6kV
1套
3
配电屏
GCS
6面
4
避雷带及引下线
镀锌圆钢Φ8
130m
5
接地极
镀锌水煤气管Φ50L=2500
40m
6
接地干线
镀锌扁钢50×6
150m
7
电缆线
YJV22—63×70
1000
升级会员 