核电厂废物处理设计（共12篇）
核电厂废物处理设计 篇1
某滨海CPR1000机组凝汽器采用钛管并采用海水直流冷却方式。海水取自钦州湾海域, 采用明渠取水。海水进入泵房内取水前池, 经泵提升进入凝汽器。为能有效抑制海水中的菌藻、贻贝及微生物等海洋生物的生长, 保证凝汽器和热交换器系统的传热性能, 需要对海水采取连续加药措施, 在实际运行中控制循环水出口余氯量在0.1~03mg/L。根据核电厂地理位置以及相关滨海电厂的设计和运行经验, 加药采取电解海水制氯方式, 电解海水生产的次氯酸钠溶液, 通过重力自流方式, 从次氯酸钠溶液储存罐自流到取水前池的各加药点, 电解制氯的产物Na Cl O加入到海水后, 被还原成Na Cl, 对排水口附近海域水质没有影响, 可达到一类海水水质标准[1,2]。
1 海水水质
滨海核电厂取水口海水水质分析报告表明, p H值较低 (7.3~8.1) , 溶解氧较高 (3.1~7.0mg/L) , 且含盐量高 (约30000mg/L) , 其中含有大量氯离子, 属于强电解质溶液, 具有强腐蚀性。循环水处理系统向冷却海水连续加入次氯酸钠, 加剧了海水对金属设备的腐蚀趋势。因此在设计时需要采取措施防止海水水质对循环水处理系统方案设计和设备选型的影响, 保证循环水处理的效果。
2 系统设计
由于不同的海滨核电厂所处海域和取水位置的不同, 就可能存在海水水质的差异, 主要有悬浮物、硬度离子和氯离子等。这些因素对循环水处理系统工艺的设置有着重要的影响, 在系统设计过程中需要予以注意。
2.1 悬浮物
在正常情况下, 取水口处海水经过鼓形滤网 (3mm) 进入循环水处理系统时, 悬浮物一般能满足自动反清洗过滤器的进水要求, 系统能够稳定运行。但也会有一些情况, 如台风, 可能会导致取水口的海水悬浮物含量增加时, 超过自清洗过滤器的正常工作负荷, 导致过滤器的自清洗频率明显增加, 从而影响设备的稳定运行。
当海水的悬浮物含量长期维持较高时, 宜在自清洗过滤器前面设置预过滤器, 减缓自清洗过滤器的过滤压差的增加。如果海水的泥砂含量比较大时, 在预过滤器前还需增设海水悬砂分离器, 避免泥砂对设备的冲刷侵蚀。防城港项目的海水水质中的悬浮物含量均在50mg/L以下, 且多数小于20mg/L, 单独设置自清洗过滤器能够正常运行, 可满足电解设备进水要求。
2.2 硬度
由于钙、镁沉积物会增加电解设备能耗、损害阳极涂层、腐蚀阴极, 同时降低电极使用有效面积, 降低电流效率, 因此必须定期清除。当水垢生长到可能影响系统正常运行的程度时, 系统自动发出需要清洗信号报警。通常采用清洗的方法除去水垢。清洗方法主要有酸洗和高压水洗两种, 而循环水处理系统工作压力不高, 采用HCl循环酸洗来溶解水垢。
滨海核电厂电解设备酸洗液选用10%盐酸, 并配置有一台酸洗箱和两台酸洗泵进行循环酸洗。系统设计大约每30天酸洗一次。如果系统进入的海水水质发生异常, 这时由PLC分析运行时间和槽压的异常来自动判断是否需要酸洗。
2.3 氯离子
海水氯离子浓度是电解海水制氯设计的最基础资料, 也是影响系统正常运行的主要因素之一, 在一定程度上对电解槽的制氯效果起着决定性作用。电解装置正常时为恒流源, 可在0~100%范围内进行手动调整, 当氯离子浓度低于10000mg/L时, 氯离子浓度下降使槽压升高可能导致电极损毁;而高于10000mg/L时, 对槽压基本无影响, 且在一定范围内 (电流恒定) , 产氯量随氯离子浓度的增加而上升。同时, 氯离子浓度与电耗大致有如图1所示关系。
注:本文所列图表均为厂家提供的实验室数据, 试验用电解槽型号是SC400/1。
海水中的氯离子浓度可能低于电解设备的最低浓度要求, 造成电解设备不能正常运行。如黄河入海口处的华能丹东电厂的海水制氯系统由美国Johnson March System公司设计和供货, 设置了加盐系统来补充海水氯离子浓度[3]。
又如珠江入海口处的妈湾电厂, 采用国产制氯设备, 设计时就没有考虑雨季淡水导致海水氯离子浓度偏低的情况, 在实际投运后, 发现的确存在暴雨导致海水氯离子浓度下降的情况, 氯离子浓度最低值达到3000~6000m g/L, 可能就会停运制氯装置, 但持续时间很短;在6000m g/L以上时可通过降低电解电流来调整产氯量, 确保电解设备安全运行。据统计, 因雨季引起氯离子浓度下降导致设备停运的机率很小, 且短期降低产氯量对循环水处理效果没有明显影响。
该滨海核电厂取水口处也有几条小江河入海, 统计2009年7月 (雨季) 海水盐度实时监测数据发现:全月盐度在10.91~25.04内波动, 对应氯离子浓度约6000~14000mg/L, 低于14.4 (即氯离子浓度8000m g/L) 以下的时间累计约30h, 且为间断发生。另外, 处于同一海湾的钦州电厂的电解海水装置实际运行数据表明, 海水氯离子浓度较低时, 可能达不到电解槽运行的经济运行工况, 但没有明显影响氯化效果。
综上, 由暴雨等因素引起的入海口处海水氯离子浓度短暂偏低不影响设备的安全运行, 且系统出力已经设计有裕量, 设计方案不增加加盐系统或临时外购药剂投加的备用系统。当海水氯离子浓度低至一定程度时, 可降低负荷运行, 并结合储存罐来满足循环水处理加药量需求。
3 电极选型
海水是强腐蚀介质, 由于海水腐蚀而引起设备管道的失效已成为电站海水系统的主要问题。另外, 系统设计海水流速及水温也可能加速海水对设备的腐蚀倾向, 并影响设备的正常运行。因此, 必须采取对应措施来缓解[4]。
3.1 离子对电极的影响
海水中主要的阳离子有:Na+、Mg2+、Ca2+、K+、H+;主要的阴离子有:Cl-、SO42-、HCO3-、OH-。这些离子在通过电极时, 根据电解定律都可能发生电解反应。为消除副反应, 从电化学角度要求阳极有较低的析氯电位, 较高的析氧电位;阴极应有较低的析氢电位, 且应防止氢脆。为满足上述要求, 常见的阳极有铂电极、钛镀铂电极、钛涂钌和钛涂铱电极;常见的阴极有钛电极和镍合金电极。
另外, 当海水中锰的含量大于20ppb时, 可能对阳极产生锰污染, 导致电解效率降低, 因此, 在设计时可通过选用耐锰阳电极或增加除锰措施的方式来消除影响, 该滨海核电海水水质报告未检测出锰, 因此无需作处理。
3.2 温度对电极运行的影响
在一定的温度范围内, 电解效率受海水温度影响很大, 且随温度升高而增加, 当海水温度升到25℃以上时温度影响不明显。当海水温度小于10℃时, 在阳极的表面会形成像冰一样的沉积物, 覆盖于阳极表面, 影响制氯面积。在20℃的恒温和氯离子浓度为15000mg/L时, 提高电解槽产氯量, 就需要增加电解电流强度, 在一定的范围内成线性关系。
在该核电厂电解系统的设计中, 采用自清洗过滤器出口海水来二次冷却整流器的冷却介质, 冷却后回流至电解槽进水管, 有利于提高冬季低温海水的电解效率。另外, 为保证电极使用寿命, 要求海水含沙量小, 海水中不含重金属离子, 不受油和有机物污染。
4 结论
通过对滨海核电厂海水水质的分析, 循环水处理系统设计采用自清洗过滤器去除海水悬浮物可以满足电解槽防堵塞要求, 定期盐酸循环清洗除垢的方式可保证电解设备的正常高效运行, 并调研分析了短暂的氯离子浓度偏低不会对电解设备和循环水处理效果产生明显影响, 可通过调节设备负荷结合储存罐来满足产氯量需求, 因此不需增设加盐装置。同时, 通过电解电极关键设备的选型, 确保主要设备的耐蚀性能, 为系统的安全可靠性提供了保障。
摘要：基于某滨海核电CPR 1000机组工程设计, 分析了海水水质对循环水处理系统工艺方案设计及相关设备选型的影响, 并针对存在的问题提出解决措施, 确保该系统的设计全面可靠, 可有效防止循环水设备受海生物的污染, 为机组的安全稳定运行提供保障。
关键词：滨海核电厂,海水水质,循环水
参考文献
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核电厂废物处理设计 篇2
发布时间：2012-8-2 16:25:41中国污水处理工程网
我们都知道化学水处理在发电厂的重要性，都明白只有对水进行适当的净化处理和严格的监督汽水质量，才能防止造成热力设备的结垢、腐蚀，避免爆管事故；才能防止过热器和汽轮机的积盐，以免汽轮机出力下降甚而造成事故停机，从而保证发电厂的安全经济运行。但是，在思想上这样认识远远不够，重要的是要在行动上重视起来，认真、慎重对待化学水处理工作，否则就无法切实保证发电厂热力设备的安全经济运行。化学废水集中处理现状
电厂的化学废水有经常性废水和非经常性废水两部分。
电厂化学水处理：1.1废水处理主要流程
化学废水→废水贮存槽→氧化槽→反应槽→pH调整槽→混合槽→凝聚澄清池→清净水槽(水质监控)→煤灰用水系统。
澄清池底部排泥经浓缩池浓缩后送至泥渣脱水机脱水，泥饼用汽车运到干灰场贮存。清水返回废水贮存池。
电厂化学水处理：1.2 存在问题
1.2.1 容量方面
上述流程将锅炉酸洗废水、锅炉排污水、锅炉补给水处理系统所排废水、凝结水精处理系统废水等全厂所有化学废水，都集中至化学废水集中处理站处理。这样，集中处理系统的容量大、占地多、造价高。
1.2.2 处理设施方面
传统的贮存槽主要是贮存废水，兼有部分粗调功能。但废水的氧化、反应、pH调整和混合，分别在氧化槽、反应槽、pH调整槽和混合槽中进行。这些槽上设有各种搅拌、加酸、加碱设施，且池内防腐、池上盖房（或棚）。这样，废水处理系统流程复杂、处理设施繁多、投资大、运行管理不便。
电厂化学水处理：1.3 主要设备及其技术数据
废水贮存槽：V＝1 000 m3 6座
氧化槽、反应槽、pH调整槽、混合槽：V＝600 m 31套
澄清池：Q＝100m3/h 2座
浓缩池：Q＝20m3/h 1座
脱水机：Q＝10m3/h 2台
清净水槽：8 m×6m×3m 2座
废水贮存池用排水泵： H＝0.23MPa，Q＝50m3/h 12台
药品储存、计量系统设备：1套简化后的化学废水集中处理系统
电厂化学水处理：2.1 处理系统主要流程
化学废水→废水贮存槽A→废水贮存槽(该槽兼有贮存、氧化、反应、pH调整和混合五种功能)→凝聚澄清池→清净水槽(水质监控)→煤灰用水系统。澄清池底部排泥处理方法与传统方式相同。
电厂化学水处理：2.2 优点
2.2.1 容量方面
锅炉补给水处理系统和凝结水处理系统的反冲洗水，主要是悬浮物不合乎排放标准，将其直接排入工业下水道，由工业废水处理系统处理。具体参见http://更多相关技术文档。
锅炉补给水处理系统和凝结水处理系统的再生废水，主要是pH值不合乎排放标准，此部分水就地调pH值排放。如将此部分水用泵送入化学废水集中处理站，处理方法仍是调pH值。锅炉酸洗废水、锅炉排污水等化学废水，因其量大、悬浮物高、pH值也不符合排放标准要求，就地处理困难大，故集中起来处理较方便。
循环水弱酸处理站废水，含有硫酸钙易沉物，虽然目前环保对排水的含盐量没有限制，但悬浮物超标不能排；另外，如只将此水就地调pH值，而不去除其中的硫酸钙就排入自流下水道，长此以往，有污堵下水道的隐患。这部分废水进行集中处理。通过以上划分，系统的容量可大大减小。设计流量由100 m3/h降至80 m3/h。
2.2.2 处理设施方面
取掉了传统废水处理流程中的氧化槽、反应槽、pH调整槽和混合槽五种设施，以及五种设施上的各种配套设备、管道和厂房（或棚）。虽然取消了五种设施，但这五种设施的处理功能并没取消，而是在废水贮槽B中进行，因为传统的贮存槽本身具有粗调水质的功能，现将其转换成细调功能即行。
2.2.3 废水贮存槽方面
传统工艺的废水储存槽有1000 m3的池子6座。每座都设有2台耐腐蚀输送泵、加药管道、空气搅拌管道、检测装置等。
系统简化后贮存槽总容量从6000m3缩小为 m3，且分为A型和B型。废水贮存槽A只有1座3000 m3的池子，废水贮存槽B有2座1000m3的池子。废水贮存槽A，用来储存废水，并输送废水到废水贮存槽B，没有调整废水水质的功能；这座池上只设有2台输送泵和空气搅拌管道，没有加药管道和检测装置。
2座废水贮存槽B，开始用来储存废水，储满后一池用来调整（氧化、反应、pH调整和混合）废水，另一池输送已调整好的废水至澄清池，两池倒换使用；这两池上各设有输送泵、加药管道、空气搅拌管道和检测装置。
电厂化学水处理：2.3 主要设备及其技术数据
废水贮存槽A：V＝3 000 m3 1座
废水贮存槽B：V＝1 000 m3 2座
澄清池：Q＝80 m3/h 2座
浓缩池：Q＝15 m3/h 1座
脱水机：Q＝10 m3/h 2台
清净水槽：6 m×6 m×3 m 2座
废水贮存池用排水泵：H＝0.23 MPa、Q＝40 m3/h 6台
如何选择电厂凝结水精处理方法 篇3
1凝结水精处理的重要意义
由于机组参数值的不断提高，对锅炉给水的质量要求越来越严格。锅炉给水绝大多数都是凝结水，因此凝结水的水质直接决定了锅炉水的水质好坏。由此可见，保证锅炉给水水质的关键因素是对凝结水精处理。它有助于保持机组较好的总效率及容量，使启动速度得以大幅度提升，减小化学事故及机械故障，减轻化学清洗工作量等。
2凝结水精处理的流程
目前，我国现有的凝结水精处理流程主要分为两大类：一是在混床前安装单独的前置过滤器。即采用各种过滤器，包括（管式微孔过滤器、覆盖过滤器、电磁过滤器、氢型阳床），加上高速混床的方式。二是采用单独的空气擦洗高速混床或树脂粉末覆盖过滤器。
3高速混床的工作原理和特点
3.1.1工作原理
高速混床的工作原理是：把阴、阳两种离子交换树脂置于同一个交换器内，混合均匀后方可运行。使阴阳两种树脂是相互混匀的目是保证阴、阳离子交换反应在相同时间内进行。这样交换反应产生的氢离子、氧氢根离子都不会积累起来，基本上可以消除反离子的影响，交换反应进行十分彻底，出水水质很高。
3.1.2系统组成
完整的凝结水精处理系统包含：前置过滤器（300MW及以下机组一般不采用，核电凝结水处理中为了去除水中的氨，增加相同处理水量的前置阳床装置）、混床单元、旁路单元、再循环泵单元、再生单元、冲洗水泵单元、罗茨风机单元、酸碱贮存单元、酸碱计量单元、阀门、管道、树脂、程控系统、配套仪表、电气等，配套废水收集处理系统。火电厂一般两台机组公用一套再生系统，核电每台机组各一套再生系统。
3.1.3特点
（1）设备结构得到简化，操作安全性和可靠性更高;（2）设备体积减小，便捷了操作程序（3）将酸性、碱性等物质阻挡在热力系统之外，系统运行的安全性提高;4）运行流速快、水质好;（5）系统设置较为复杂，运行周期长;（6）基础设备占地面积大，成本投入多;（7）再生化学物质和废液会污染环境;（8）无前置过滤器（前置阳床）时，树脂容易遭受铁、氨污染，影响出水水质;（9）现场环境差，危害技术人员身体健康，设备也易受到腐蚀。
4粉末树脂覆盖过滤器工作原理和特点
4.1.1工作原理
粉末树脂过滤器的工作原理包括：过滤、吸附和离子交换作用。过滤作用粉末树脂过滤器是从覆盖过滤器发展而来的，其设备结构、铺膜及运行方式都与覆盖过滤器相同，因此具有覆盖过滤器的过滤和吸附作用。
4.1.2系统组成
完整的凝结水精处理系统含：粉末覆盖过滤器设备及相应的反洗、铺膜设备，每台机组设置2台以上粉末覆盖过滤器，配套相应的阀门、管路旁路等组成，每台过滤器根据设计需求处理30%、50%或100%的水量，至少配备一台备用床，保证凝结水处理的连续性及稳定性。每台机组配备一套反洗及铺膜设备，含管道、阀门及水泵等动力设备。
4.1.2特点
（1）具有化学除盐作用，每次铺膜使用树脂的数量少，其离子交换量有限;（2）吸附能力提高，能有效去除有机物及胶体硅;（3）粉末树脂是制造厂经过彻底再生的，对阳树脂中的铁、钙、镁等高价离子的树脂的再生度较高;（4）离子交换反应速度快，单位质量的工作交换容量大;（5）工艺简单、占地面积小，基建投资低、系统安全性高、环境污染小（不存在再生废液排放）;（6）对机组严密性要求较高，运行周期缩短;（7）使用中对树脂粉性能要求比较严格，粉末树脂极易失效，保存周期仅为半年，树脂粉末在国内生产领域属于一片空白，为树脂粉的选购和储存带来了难题;（8）相对于高速混床来说粉末树脂过滤器中树脂量少，并不直接影响出水水质，主要是造成氢型方式运行周期缩短。
5电厂凝结水精处理的选择方法
对于精处理系统，高速混床与粉末树脂过滤器在技术上都是可行的，两种系统各有千秋，因此电厂凝结水精处理方法的选择上应根据实际情况，实事求是，综合考量各种因素之后再予定夺。
5.1.1从使用条件方面来看
（1）直接空冷机组，由于凝结水水温较高，不用担心系统冷却水漏入，使用粉末树脂过滤器，效果会更好。
（2）间接空冷机组，由于循环水采用的是含盐量很低的除盐水，同时冷却水漏入系统的概率小，建议使用粉末树脂过滤器。
（3）水冷机组的凝汽器基本不泄漏并较为保险时（如凝汽器管材是不锈钢或钛管），同时冷却水含盐量也较低，建议使用粉末树脂过滤器。
（4）水冷机组的凝汽器基本不泄漏但可靠性程度较差（如凝汽器管材是铜质），建议使用高速混床。
（5）有生产返回水的供热机组，应根据返回水污染情况选择具体方案，如返回水污染较小，主要是铁的腐蚀产物，建议使用粉末树脂过滤器;如返回水中还含有其它盐类且水质不够稳定，建议使用高速混床。
5.1.2从使用目的方面来看
（1）以除盐为主、去除腐蚀产物为辅时，建议选用高速混床。
（2）以去除腐蚀产物为主、除盐为辅时，建议选用粉末树脂过滤器。
（3）去除凝结水中腐蚀产物和化学除盐时，建议选用管式过滤器或加高速混床。
（4）只去除腐蚀产物时，机组正常运行中腐蚀产物多时，建议选用纸浆覆盖过滤器;机组正常运行中腐蚀产物少时，建议选用管式过滤器。
6结语
由于大容量机组在我国得到了广泛应用，因此，凝结水经精处理在生产过程中的作用也得到了有效重视，凝结水的质量直接决定整个电厂机组运行系统的安全以及机组运行过程中使用资源是否被充分利用。在电厂运行环节中，产生的一些问题，例如机组启动、凝汽器泄露等都可以利用凝结水精处理技术妥善解决。在最后的水质把关上，凝结水精处理可以阻止所有硬度盐类和杂质通过，它既是关键的、必不可少的处理装置，同时是至关重要的一步。
参考文献：
核电厂废物处理设计 篇4
堆内构件是核反应堆内部的重要组成部分,对反应堆功能实现和安全运行起着重要作用,其中堆芯支承下板和吊篮起到支承燃料组件的作用,属于堆内构件中的核心关键组件[1,2]。堆芯支承下板上布置有多个燃料组件定位销,用于燃料组件的定位,以保证燃料组件的安装精度,因此堆芯支承下板的表面不平度有很高的要求[3,4]。
在第三代压水核反应堆设计中,堆芯支承下板与吊篮是通过焊接组装在一起(见图1(a))。工程中堆芯支承下板与吊篮间的焊缝区域进行了局部焊后热处理,以减小焊接后的残余应力。但是局部热处理后堆芯支承下板发生了表面不平度超差,影响了其上的燃料组件定位销的位置精度。基于开发的热处理数值仿真方法[4],开展堆芯支承下板热处理工艺优化设计,最终获得表面不平度较小的工艺,从而为后续型号的堆芯支承下板热处理工艺制定提供指导。
1 堆芯支承下板与吊篮热处理模型
基于“热-力”耦合理论,建立了堆芯支承下板与吊篮的热处理数值模型。由于整个堆芯支承下板和吊篮结构的对称性,选取1/8结构建立了数值模型(见图1(b))。另外,由于堆芯支承下板的定位销孔尺寸很小,对整个分析的影响可以忽略,因此数值模型中省略了燃料组件的定位销孔。
数值模型中,在加热装置部分施加热处理温度曲线。为了模拟整个热处理过程中的空气对流效应,在除加热带包裹部分和模型对称面外的其余部分都施加空气自然对流系数。由于模型的对称性,在对称边界上施加结构对称边界条件和绝热边界条件;由于吊篮上部通过十字定位键定位,所以在吊篮上部进行了全约束[4]。
2 堆芯支承下板热处理工艺优化设计
2.1 加热面积对不平度的影响
基于上述经过验证的堆芯支承下板热处理数值模型,研究了不同热处理加热面积对其变形的影响。分别研究了4种面积的热处理加热方式,即:最外侧四周加热、表面四分之一加热、表面二分之一加热和表面全部加热。表1汇总了不同加热面积下的堆芯支承下板最终不平度数据。
从表1可以看出,随着堆芯支承下板加热面积的增大,由热处理引起的不平度迅速减小,整体热处理引起的不平度最小。这是因为随着加热面积增大,整体堆芯支承下板的温度场分布较均匀,不均匀的热胀冷缩减少。
2.2 加热面积对残余应力和应变的影响
图2显示了局部热处理和整体热处理后的堆芯支承下板的残余应力。从图2(a)可以看出,整体热处理后的堆芯支承下板残余应力较小,且主要集中在应力槽附近,最大值为89.3 MPa。而局部热处理后的堆芯支承下板残余应力较大,较大值集中在堆芯支承下板外部边缘和人孔附近的流水孔区域,最大值为211.395 MPa(图2(b))。这主要是因为局部热处理过程中的堆芯支承下板的温度场分布很不均匀,造成堆芯支承下板产生不均匀的热胀冷缩,从而导致了较大的残余应力。而整体热处理过程中,堆芯支承下板的热胀和冷缩变形都比较均匀和协调,因此堆芯支承下板的残余应力较小。
图3显示了整体热处理和局部热处理后的堆芯支承下板的残余应变云图。从图3(a)可以看出,整体热处理后的堆芯支承下板残余应变很小,且主要集中在应力槽附近,最大值为0.28%。而局部热处理后的残余应变较大,最大值为2%,约为整体热处理的7倍。局部热处理后除了应力槽附近区域,在靠近外侧的流水孔内也有较大的残余应变(图3(b)),这些残余应变最终引起了堆芯支承下板发生径向收缩和平面度超差。
3 结论
根据建立的热处理数值模型,开展了堆芯支承下板热处理工艺优化设计。通过开展局部热处理、四分之一面积热处理、二分之一面积热处理和整体热处理4种不同的热处理工艺研究,获得了不同加热面积对堆芯支承下板不平度的影响规律。结果发现随着热处理面积的增大,堆芯支承下板的不平度逐渐减小。同时,堆芯支承下板的残余应力和应变也随着加热面积的增大而减小。因此,后续项目中建议堆芯支承下板采用整体热处理工艺。
参考文献
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电厂脱硫废水处理 篇5
介绍了定州电厂湿法烟气脱硫废水处理工艺的特点及处理原理,对工艺运行参数和处理结果进行了探讨.
作 者：陈泽峰 冯铁玲 Chen Zefeng Feng Tieling 作者单位：陈泽峰,Chen Zefeng(西北电建调试施工研究所,陕西,西安,710032)
冯铁玲,Feng Tieling(西安热工研究院有限公司,陕西,西安,710032)
电厂化学水处理技术的应用研究 篇6
关键词：化学工艺；水处理；技术
中图分类号： O6.12 文献标识码： A 文章编号： 1673-1069（2016）20-171-2
0 引言
保护环境已经成为我国经济持续发展的基本国策，因此，污水处理应符合我国的环境保护法规和方针政策。污水处理，特别是工厂废水，经过一道道的处理工序后，再排放到大自然中去或进行再利用是当前世界上的一个重要课题。特别是我国现阶段的环境问题，在经济进入昌盛的时期，对环境问题也越来越重视。电厂，主要是依靠电能来进行日常工作，利用电力设备来进行发电、供电。而电厂中诸多类别的废水是否需要处理，可以根据采集出的样水的pH值、温度、磷酸根含量来测定电厂产生的废水是否需要处理，当数值超过指标时，就需要对废水进行处理再排放。
1 锅炉水的处理
按其来源，天然水分为三类：雨水、地表水和地下水。而锅炉用水按其部位与作用的不同，可分为以下几种：原水、给水、补给水、生产用水、软化水、锅水、排污水和冷却水。而锅炉中对其用水的处理，包括处理设备、处理范围、检测状况等。下面我们从处理设备开始说起。
电厂中锅炉水质处理中的处理设备包括：热力除氧器、全自动加药器、全自动软水器、解析除氧器、常温式海绵铁除氧器等。
而锅炉中水质处理范围主要包括补给水处理、凝结水处理、给水处理、给水加氨和锅内加药处理等四部分。
补给水处理：因蒸汽用途和凝结水的回收程度不同，锅炉的补给水量也不尽相同。凝汽式电站锅炉的补给水量一般低于蒸发量的3%，供热锅炉的补给水量可高达100%。而补给水的处理流程包括：预处理、软化、除盐。
凝结水处理：凝结水是锅炉用水之一，在其循环使用的过程中，也会受到汽轮机凝汽器冷却水泄露和系统腐蚀产物等的污染，也要对凝结水进行处理。凝结水的处理流程：凝结水进行过滤之后，再进行除盐，最后进行除氧。
给水处理：经过软化或除盐的补给水和凝结水，在进入锅炉之前一般要进行除氧。常用的除氧方式包括：热力除氧、真空除氧和化学除氧等。
给水加氨和锅内加药处理：一般要求添加氨或有机胺等用来提高水的pH值，防止酸性水对处理设施中金属部件的腐蚀。
以上大致总结了锅炉水的处理工艺，而随着化学工业的迅速发展，国家和高校对化学工业越来越重视；各种设备的发展；属处理自动化的提高，锅炉水处理也会迅速地发展壮大起大容量、高流速和高效率的新型水处理来。
2 对电厂化学水处理设备的腐蚀应对办法
在进行化学水处理的过程中，除盐、除氧、过滤等工序中都会产生酸性物质，连我们需要处理的废水中都含有大量的酸性物质。这些酸性物质长期积累在设备中，酸会造成对这些设备的腐蚀，有时腐蚀严重会影响正常工作，降低水处理的工作效率。
2.1 电厂化学水处理中的酸
比如水处理时用到的盐酸中含有大量的有机物，如带苯环的卤素取代物，对一般的橡胶会产生强烈的腐蚀效果。对于盐酸类的腐蚀，首先采用的是确定电厂水处理中的化学制剂是否符合要求，若不符合要求造成设备腐蚀应尽早处理。再者对于盐酸管道，要确定池子的内部是否处理干净，确认之后才可加入新的盐酸，在此期间要反复冲刷，确保清理完毕。最后要对各个设备进行逐一排查，将已经被污染的肥料排出，如果已经出现设备被腐蚀的情况，应优先处理，防止腐蚀的设备进行连带反应，对生产产生影响。
2.2 电厂化学水处理中管道腐蚀和酸碱中和池的问题及处理
酸液具有腐蚀性的原因之一是在对溶液进行pH值调节时，酸碱用量不足或酸碱溶液搅拌不均匀造成的。这类问题的处理办法有：对酸碱中和池的建造材料存在一定的渗漏问题，酸碱中和池的设计布局问题两个方面。面对建造材料的问题，各种树脂胶泥的裂缝灌注问题，板材之间粘合度的问题，面对这些问题，要同时注意板材之间的粘合度和结合层的厚度控制问题。在进行修复时，要把已经被腐蚀的板材修复和对周围土层的安全检查，防止已经被腐蚀的土层再度对修复好的板材进行再腐蚀。在设计布局上，将废水单独隔离，不能与其他安全水放置在一起以免发生连带污染。另外，废水池和管道尽量不要进行封闭处理，要用栅栏式的盖板，以便观察池内废水的情况，及时进行处理。
2.3 电厂中用水水质指标
在电厂水处理中，用水的水质指标也是一个重要的问题。从表征水中悬浮物及胶体的指标：①悬浮固体；②浊度；③透明度；而表征水中溶解盐类的指标：①含盐量；②溶解固体；③电导率；④硬度；⑤碱度；⑥酸度；这些指标都能说明用水指标的问题，如水中酸度的是表示水中能用强碱中和的物质的量，用酸度可表示强酸、强酸弱碱盐、弱酸和酸式盐。
2.4 电厂水处理的工作内容
在电厂水处理工作的主要内容大致包括：①净化生水；②高参数机组或直流锅炉的凝结水净化；③对给水的除氧、加药；④锅炉的锅内水处理；⑤冷却水的处理等。而通过基本的工作步骤，了解化学水处理的基本流程，面对管道腐蚀，要对管道进行技术改造。在设计中，就要考虑中和池的排水系统问题，使用吸虹器，但实际操作不简便。所以就改为管道下接止回阀抽水，排水。高位碱槽中氢氧化钠由于浓度高，冬天易凝固洁净，使阴离子交换器不能正常运行，为了解决以上的问题，设计安装中就要考虑到高位碱槽的蒸汽管道，防止氢氧化钠结晶凝固。
3 化学试剂对水处理的作用
3.1 磷酸盐处理
磷酸盐技术是处理汽包炉应用最广泛、最成熟的处理方式。但是随着超负荷的设备运行，磷酸盐处理的锅炉也出现了腐蚀问题。磷酸盐隐藏和再熔现象出现，导致炉水的参数波动。为防止磷酸暂时“消失”的现象，现在采取的工艺是降低磷酸根浓度的处理工艺。采用加入新的化学药剂平衡磷酸盐的方法，把磷酸控制住。而磷酸盐处理的作用主要体现在三个方面：①在我们的日常生活中，经常会出现烧水的壶中出现白色的片状水垢。而炉水中也会出现这样的水垢，为了防止水中的碳酸钙冷却后再在炉壁上形成钙镁水垢，降低水处理的效率，要消除炉水的硬度，减缓其结垢的速度；②水处理中产生的酸性杂质会腐蚀壁管，面对这种情况，要增加炉水的缓冲性，防止发生酸性或碱性腐蚀，增强对杂质的腐蚀抵抗能力；③在过程中产生的蒸汽，里面含有的二氧化硅会改善蒸汽的品质，对汽轮机造成腐蚀，所以在日常的保养过程中也要注意蒸汽的腐蚀作用。
3.2 氢氧化钠处理
除了磷酸盐，氢氧化钠也是为了减缓设备的腐蚀所加入的化学药品。氢氧化钠溶于水，在水中电离出氢氧根和金属钠离子，氢氧根中的氧会跟金属氧化膜最外层的电子吸附，改变溶液界面的结构，提高阳极反应的活化能，降低腐蚀速率；再者，氢氧根离子在吸附过程中把原来吸附在金属表面的水分子层打散，也降低了金属的离子化倾向。而使用氢氧化钠处理具有：降低壁管酸性腐蚀的风险；对炉水有较高浓度的氯化物具有包容性；减缓壁管结构等优点。
4 结束语
电厂化学水处理对环境污染问题中的工厂污水排放问题的解决具有积极的意义，但在其工艺的完善和技术的发展上仍存在问题，需要通过技术上的改善和合理地利用电厂化学水处理系统来完善水处理工艺。在保证电厂的正常工作效率的同时，也要有效地提高电厂水处理的效率，保证电厂经济效益的实现。本文中出现的关于水处理的方案，从实际入手，解决污水处理问题，利用化学工艺，进行详细的比选。但是除了技术工艺之外，也要注意机器设备的升级换代，这跟专业知识水平的提高有着密切的关系，设备合理布置，科学化管理等方面。注意加强原有设施的利用率和使用效率的同时，也要注意水处理的初衷是环境问题，降低能耗成本，还原到我们行使应用的初衷上来，把环保问题提到第一位。
参 考 文 献
[1] 高丽.电厂化学水处理技术发展与应用分析[J].化工管理，2015（08）.
[2] 郭佳晨.燃气电厂化学水处理技术分析与研究[J].山东工业技术，2016（02）.
电厂烟囱地基处理设计方案比较 篇7
关键词：地基处理,烟囱设计,比较,经济
1 工程概况
新疆西部合盛热电有限公司2×330MW机组新建工程, 系火力热电项目, 采用抽汽供热凝气式汽轮发电机组, 配2台1025t/h煤粉锅炉, 脱硫采用半干法工艺, 配套烟囱高度为210米, 出口直径7.5米单筒烟囱 (烟囱为乙类建筑) , 为合盛硅业的自备电厂, 工程建设地点位于新疆石河子市化工新材料产业园, 距石河子市以北27km。
2 工程地质条件概况及处理设想
烟囱基础区域土层:
根据地勘资料可知: (1) 由于勘测厂址区域地貌为玛纳斯河下游的冲洪积平原, 地下水埋深较浅, 水位基本稳定为-2.95~-4.85m左右, 地下水主要由玛河侧向补给及农田灌溉入渗补给。 (2) 抗震基本设防烈度为7度, 设计基本地震加速度为0.188g, Ⅲ类场地土, 特征周期0.55s。烟囱区域勘测点判定为中等液化, 液化深度为4.8-6.5m。 (3) 地下水对混凝土结构具有腐蚀性;对钢筋混凝土结构中的钢筋具有微腐蚀性。场地土对混凝土结构具有弱腐蚀性, 对钢筋混凝土中的钢筋具有微腐蚀性。 (4) 按实际情况进行估算, 最下层的粉土为实际基础持力层, 虽然粉土以上的圆砾土性状优良, 但土层薄导致在开挖时按估算埋深大部分将去除, 剩余部分无法发挥作用从而全部去除。因此, 由于存在上述特点, 本工程地基不满足330MW等级电厂的设计要求, 需进行地基处理。在考虑到电厂建筑的埋深, 烟囱基础埋深在6米的情况, 烟囱基础以下应适当的做一定厚度的换填土层, 地基处理方案也就明确在解决软弱下卧层的问题。
依据地基强度及变形要求、场地地层分布情况、建筑材料的分布情况等因素综合分析, 初步设想烟囱地基处理由3种备选方案: (1) 换填砂砾石垫层方案; (2) 钻孔灌注桩方案; (3) 换填砂砾石垫层+钻孔灌注桩方案。
3 地基处理方案比较
3.1 砂砾石碾压换填方案
单纯采用粉土层作为持力层将导致计算的烟囱基础外形巨大且变形无法满足。为此需要将圆砾以上的土层全部清除, 然后用工程性质较好的天然级配的砂砾石, 分层铺垫、逐层碾压, 这样换填3.0m即可达到设计标高要求。距厂区直线距离15km的玛河边上储量极为丰富的天然级配的砂砾石, 是填料的良好采集地, 经实验室颗粒筛分及化学、物理性质实验, 各项指标均满足要求, 因此换填垫层材料采用天然级配的砂砾石。
影响换填质量的主要因素有:填料的颗粒级配;合理的压实功;碾压工序;最优含水率等, 本工程换填采用单层虚铺厚度400mm, 分两次铺设, 压实系数不小于0.97, 施工碾压机械激振力270kN, 碾压变数为先平碾一遍, 后振动碾八遍, 最后一遍平碾, 在这样的要求下, 初设阶段现场做了换填碾压砂砾石试验, 原位静载荷检测结果推荐300kPa。
3.2 钻孔灌注桩方案
钢筋混凝土灌注桩广泛的适用于各种土层, 其承载力高, 沉降小, 成桩直径和长度可灵活调整, 详勘报告中提供的侧阻及端阻标准值。
依据《建筑桩基技术规范》 (JGJ 94-2008) 5.3.6条, 单桩竖向极限承载力标准值按下式计算
Quk=Qsk+Qpk=u∑Ψsiqsikli+ΨpqpkAp
距离西部合盛电厂800m处有另外一电厂, 当时试桩过程中600mm桩径的桩总是缩径, 但800mm桩径的桩成桩比较好, 所以本工程桩径采用800mm, 如果以 (3) 圆砾为桩端持力层, 则桩长最短6m, 最长12m, 这样算下来的单桩承载力特征是很小, 无法满足承载力及变形对于桩长的要求。因此以 (4) 粉土作为桩端持力层, 本工程灌注桩实为摩擦桩。
结合《建筑桩基技术规范》 (JGJ 94-2008) 中关于各种土侧阻力及端阻力经验值及详勘报告, 经初步估算, 有效桩长达到35m时, 单桩承载力特征值才能达到1800kN。
3.3 换填砂砾石垫层+钻孔灌注桩方案
采用换填3m天然级配的砂砾石, 换填层以下为18m钻孔灌注桩。结合两种地基处理的优点, 减少钻孔灌注桩的长度, 缩短桩处理的时间。
4 计算结果比较
计算结果比较:
4.1 采用砂砾石碾压换填方案, 软弱下卧层计算满足, 沉降量为153mm, 基础倾斜值为0.00148
4.2 采用钻孔灌注桩方案, 软弱下卧层计算满足, 沉降量为82mm, 基础倾斜值为0.0008
4.3 采用换填砂砾石垫层+钻孔灌注桩方案, 软弱下卧层计算满足, 沉降量为106mm, 基础倾斜值为0.00091
5 经济性及工期比较
方案经济比较:
5.1 采用砂砾石碾压换填方案, 工程造价为426.2万元 (含基础, 下同) , 工期7天
5.2 采用钻孔灌注桩方案, 工程造价为678万元, 工期65天
5.3 采用换填砂砾石垫层+钻孔灌注桩方案, 工程造价为583万元, 工期30天
6 方案选择
通过对三种方案计算结果比较可以看出, 3种计算结果均满足现行规程规范要求。
6.1 换填垫层法采用天然级配的砂砾石分层碾压, 该方法施工简易, 工序相对其他地基处理方式简单, 各工序过程容易控制, 进度快, 原体试验和工程垫层的检测时间也先对最短, 工程造价通过对比可知相对较为低廉, 但由于工程场地地下水位浅, 采用3m换填方案基础沉降量比较高, 如果坚持采用加大深度换填, 将给施工带来降水等一系列问题, 连带的经济费用也降低了换填方案优势。
6.2 采用钻孔灌注桩方案虽计算结果优良, 水下旋挖钻孔灌注桩可靠度高, 能够提供较为理想的单桩承载力特征值, 是一种理想的地基处理方案, 西部合盛电厂周围已建和在建的电厂全部采用灌注桩, 但工程造价相对较高, 其试桩和工程桩的检测周期都较长, 受季节影响较大。
6.3 采用换填砂砾石垫层+钻孔灌注桩方案, 就基本的经济性上就比钻孔灌注桩方案节约了约100万, 且工期节省了35天。该方案计算数据较合理, 满足工艺运行要求。
因此工程采用填砂砾石垫层+钻孔灌注桩方案。
7 结束语
地基处理方案的确定是结构设计的重要环节, 地基处理方法很多, 但在确定地基处理方案时应综合考虑场地的岩土工程特性和各种地基处理方法的实用范围, 综合比较选择经济适用的方案。
参考文献
[1]DL5022-2012火力发电厂土建结构设计技术规定[S].
[2]GB50051-2002烟囱设计规范[S].
发电厂地基处理及优化设计分析 篇8
1 发电厂地基处理的必要性
地基是建筑物的基础, 由于发电厂大多位于地震带, 地基处理的好坏直接关系到发电厂的正常运行, 而且在地基处理中问题比较多, 存在不确定性因素, 处理难度也相对较大, 如果不能彻底解决好发电厂的地基问题, 就会严重威胁到发电厂的安全, 造成不可估量的损失。只有处理好发电厂的地基问题, 才能保证发电厂建筑的安全, 保证发电厂正常的运转, 所以地基对于发电厂建筑来说显得尤为重要。对发电厂地基进行处理的主要目的就是采取科学的措施提高发电厂地基的性能, 使其达到建筑地基要求的标准, 避免软地基出现沉降、渗漏以及承载力较小等问题, 保证发电厂建筑的安全。[1]
2 强夯法原理和适用范围
地基处理的基本目的就是采取措施提高土层的密实度, 改善地基排水性能, 提高基地的抗液化能力。强夯法是一种常见的地基处理方法, 这种方法是利用重锤升高的势能使其自由下落夯击地基, 利用其强大的冲击力将地基土层强制压缩、振密, 使地基土层颗粒更加稳固, 以达到地基处理的目的。强夯法是一种简单、高效、成本较低的地基处理方法, 适用于沙土、碎石土以及杂填土等, 一般情况下, 可液化的沙土地基和黄土地基也可以采用强夯法进行处理。强夯法不仅可以增加地基土层的密实度, 减少地基的压缩性, 还能明显提高地基的抗震动、抗液化能力。然而, 强夯法也需要在一定的条件下才能进行, 要充分考虑地基土层特性、土层含水量以及土颗粒大小, 对于淤泥地等恶劣地质条件是不能使用强夯法进行地基处理的。[2]
3 换土法原理和适用范围
在进行地基处理时, 如果软土地基无法满足电厂建筑的强度要求时, 可以采用换土法来增加地基载荷性性能, 提高地基的强度和抗液化能力。换土法指的是在软土地基处理时, 将地基比较浅范围内的土层替换成质地坚硬、压缩性低、抗侵蚀性等良好性能的碎石、灰土、砂砾石等无粘性材质, 进行分层的铺垫、加固, 改变地基的土层结构, 提高地基的性能。如果地基上部载荷较小, 在使用换土法后可以采用强夯法将地基进行分层夯实、振动等处理, 建立高强度、低压缩性的人工地基, 满足电厂建筑建设的标准。在换土法中要充分考虑换土材料的颗粒大小和性质, 在进行加固时要按照一定的配比和含泥量, 并按照一定的顺序进行碾压加固, 在加固时还要进行定量的喷水, 减小土层颗粒间的摩擦力, 提高加固效果。换土法适用于淤泥、松散土层、杂填土等浅层软土, 对于暗沟、暗塘等也可以利用换土法进行处理。[3]
4 振冲碎石桩法原理和使用范围
振冲碎石桩法是利用振冲器的强力震动改变地基土层颗粒的排列顺序, 使其更加有序的排列并进行振动加固, 在振冲器添加碎石的情况下还可以利用其强力震动将土层进行挤压、加固, 通过振冲碎石桩法进行处理可以将地基土层和碎石桩形成完全融合的整体, 提高地基的强度和承载力。采用振冲碎石桩法进行处理对于增加承载力、提高稳定性以及提高抗震能力有着显著的效果, 而且这种方法施工便利、施工成本相对较低, 而且工期较短, 在实际地基处理中有着广泛的应用。振冲碎石桩法适用于沙土、粘土、淤泥等, 如果土层中有较多的硬质石块则不适用这种方法, 此外, 土层软土强度太低的话也达不到地基的处理效果, 所以在施工前要进行地质勘探, 具体了解土层情况, 不可盲目施工。[4]
5 挤密法原理和适用范围
挤密法就是将打桩挤密、膨胀挤密以及脱水挤密三者相结合, 打桩挤密就是将利用人工和机械将桩孔处的土料夯击到周围的土层, 这样可以大大降低桩孔周围土层之间的空隙, 提高周围土层的强度和承载力。脱水挤密就是向桩孔中添加生石灰, 生石灰遇到桩孔土层中的水分而变成熟石灰, 而且伴随着大量热量的产生, 这就会使桩孔周围土层的水分蒸发, 含水量降低, 起到了加固土层的效果, 提高了桩孔周围土层的承载力。膨胀挤密就是在进行脱水挤密后桩体受热会发生膨胀现象, 会大大增强桩体周围土层的强度, 并且在桩的表面形成硬层, 有效提高了地基的性能。挤密法适用于湿陷性黄土、杂填土以及素填土等, 挤密法能够有效增强地基的承载力, 而且该方法比较经济, 在实际施工中有着广泛的应用。[5,6]
6 结语
随着我国电力行业的不断发展, 我国发电厂建设也在如火如荼的进行, 发电厂的地基处理是工程建设的基础, 也是发电厂安全稳定运行的重要保障。现阶段发电厂建设都需要选择合适的地基处理方案对地基进行不同程度处理, 以达到发电厂建设的要求, 保证发电厂的安全稳定运行。本文介绍了几种发电厂地基处理方案, 相关工作人员要结合发电厂实际情况, 因地制宜, 充分考虑工程成本、造价以及工期等因素, 选择合适的地基处理方案, 保证发电厂的安全稳定运行。
摘要：随着我国电力行业的快速发展, 发电厂建设也逐渐兴起。在发电厂工程建设中, 地基处理是重中之重, 它不仅关系到工程造价的控制, 还关系到发电厂的有效运行。本文分析了发电厂地基处理的必要性及几种常见的处理方案和适用范围。
关键词：发电厂,地基处理,强夯法,碎石桩法
参考文献
[1]顾晓鲁, 钱洪缙, 刘惠珊等.地基与基础[M].北京:中国建筑工业出版社, 1993 (4) :17-19.
[2]徐永福, 傅德明.结构性软土中打桩引起的超孔隙水压[J].岩土力学, 2000, 21 (1) :1-9.
[3]卢肇钧, 曾国熙等.地基处理新技术[M].北京:中国建筑工业出版社, 1989 (15) :42-45.
[4]刘杰, 张可能.碎石桩复合地基桩土应力比及承载力计算[J].工程勘察, 北京:光盘国家工程研究中心学术电子出版物编辑部, 2002 (3) :35-39.
[5]张芳芑, 程克华.西柏坡电厂主厂房地基处理方案的确定[J].水利水电技术, 1995 (6) :21-25.
核电厂废物处理设计 篇9
火力发电厂在勘选厂址时考虑的基本因素包括厂址地形、交通运输、水源及贮灰场,其中水源是建厂必不可少的前提条件之一。在我国南方水资源较丰富的地区,火力发电厂供水方式多采用直流供水或二次循环供水,供水水源大多都采用江河水及水库水。在厂址附近的江河及水库中修建取水泵房,原水经过给水泵升压,通过取水管道运输至厂区供电厂使用。取水管道大多采用钢管,长度在几公里至数十公里,由于取水管道布置在厂外,且运距长,管道可能遇见山丘、河流、村庄、工业区,可能跨越道路、沟渠、燃气通道等,遇见不同的障碍物,应采取不同的处理方法。
本文以江西省内数个火电厂的取水管道在敷设时遇见的问题为例,详细介绍了问题处理方法,这些取水管道经过数年的运行,未发现影响输水安全的问题。
1 道路下管道的覆土深度
室外排水设计规范中规定,管顶最小覆土深度宜为:人行道下0.6m,车行道下0.7m[1]。给水排水设计手册中规定,在非冻土地区金属管道覆土深度一般不小于0.7m,当管道强度足够或者采用相应措施时也可以小于0.7m[2]。火力发电厂水工设计规范中规定,管顶面与道路路面的距离不宜小于1.0m[3],该规范认为当管顶覆土深度大于或等于1.0m时,计算车辆荷载可以不乘于动力系数。江西某电厂取水管径DN700,穿越进厂公路的管段管顶覆土0.7m,由于后期取水管改线,进厂道路重新修路,将之前埋设在道路下的管道清除,发现管道已变形,而后期埋设的管道覆土深度为1.0m,至今未发现供水安全问题。由此可知,在我国建设日益发展的今天,道路车辆的等级和管径越来越大,道路下取水管道的覆土深度不宜小于1.0m,才能保证安全。
2 管道穿越水渠
江西景德镇某电厂取水管线穿越数个灌溉水渠,水渠宽度在6~20m不等。对于渠宽较大的水渠,取水管道可以从渠底穿越,也可以在渠中间架设支墩,取水管架空穿越。但由于此水渠顶部有一座铁路桥,取水管道斜穿铁路桥并跨越水渠,且在暴雨时水面上升很高,水流很湍急,若采用架设支墩的方式将管道架空,则应在水渠中设置3~4个混凝土支墩。这样不但架设的支墩减少了水渠的有效过水断面,而且架空的管道比较长,需要设置伸缩节,施工复杂。通过比较后,采用从水渠底部敷设的方式,管顶覆土1.2m以满足抗浮要求,由于涨水时水流湍急,在水管顶部设置了0.3m厚浆砌块石(也可用干砌块石或抛填块石),以防止水流的冲刷,具体做法见图1。
对于渠宽较小的水渠,取水管道可直接架空穿越,渠两岸设置混凝土支墩即可,支墩做法见图2。
3 管道沿河堤敷设
从江河中取水的取水管道很可能沿取河岸敷设,这种情况应引起重视,若是敷设方式不合理,极易在涨水时产生安全事故。江西某电厂取水管道沿河岸敷设段长约2km,河岸为干砌块石护岸,岸坡中段设置了2m宽的马道。原设计为开挖护岸,将取水管道埋设在护岸以内,然后再恢复干砌块石护岸,做法如图3。但施工时业主方为节省投资和减短工期,将取水管道直接敷设在马道上,其上覆碎石厚1.2m。虽然满足了取水管道空管时的抗浮要求,但是后来遇洪水时,水流将碎石冲走,管道裸露并浮起,导致管道焊口脱开,由于当时管道并未通水运行,否则将酿成严重的生产事故。
针对这种情况,采取了以下处理方式:在管道的外侧每5m设置一根人工挖孔桩,桩与桩之间采用联系梁连接,管道上方回填压实填土,表层再铺设0.3m厚浆砌块石,做法如图4。如此处理后,不但可以保证管道位置不会滑动,而且可以很好地抵抗洪水的冲刷,在之后数年运行中并未出现任何安全事故。
4 管道沿山坡敷设
江西某电厂取水管道沿河滩地敷设,途中要翻越一座山丘,且在山脚下需要跨越一条宽约6m的水沟。设计考虑在水沟两侧分别设置支墩,管道中水流的推力完全有支墩承担。在山体上管道设计标高处再设置支墩,取水管道经支墩架空敷设至山体上,做法如图5。跨越排水沟的架空管道标高应高于排水沟的正常水位,因为水流横向冲刷不仅影响管道的结构安全,而且水流中夹带的漂浮物撞击管道容易引起管道变形和损坏管道防腐层。
5 管道敷设在山体上
江西某电厂取水管道有一段敷设在山体上,由于山体表面均有一定坡度,管道敷设时应先在山坡上开挖出一个平台,管道便可敷设在平台上。但由于山体原来具有一定的坡度,开挖削坡后坡度就更加陡峭,山体表层的风化岩石及土石很容易发生塌方,不但塌落的石块可能击破给水管道,而且出现大体积塌方时,管道也可能在塌方体的推力下发生位移,拉开管段之间的焊缝,影响取水安全。为解决以上可能出现的问题,对管道采取了保护措施,在管道周围采用浆砌块石包砌,浆砌块石设置排水孔,每隔20m设置一道伸缩缝,具体做法见图6。
6 结束语
由于篇幅有限,本文仅阐述几例火电厂的取水管道在敷设时遇见的问题及其处理方法,希望这些设计实例能为类似工程提供参考。
参考文献
[1]GB50014-2006室外排水设计规范[S].北京:中国计划出版社,2006.
[2]中国市政工程东北设计研究院.给水排水设计手册(第3册)[M].北京:中国建筑工业出版社,2004.
核电厂废物处理设计 篇10
由于二期工程投入生产, 原有的废水处理系统已经不能使用, 处于瘫痪状态。针对现已处于瘫痪状态的废水处理系统, 简单的更换设备并不能保证改造后系统的可运行程度, 应对整个工艺系统进行重新选型和扩容改造, 包括废水提升泵、污泥泵、澄清池搅拌器、板框式压滤机等。
一、现有系统存在的问题
通过对山西鲁能河曲发电有限公司的脱硫废水处理现场调研, 原脱硫废水处理系统基本处于停用状态, 主要体现在以下几个问题。
第一, 通过对生产现场的观察, 电厂现有系统脱硫产生的废水处理量大约为16m3/h。第二, 现有的废水处理系统的澄清池的搅拌刮泥器大轴频繁发生扭曲变形、大轴对轮损毁、电机损毁等问题, 降低了澄清池的投运率。通过工程技术人员的分析, 造成出现上述现象的主要原因是澄清池内浆液的沉淀速度大于污泥泵的排放速度, 澄清池内系统运行产生的浆泥厚度形成的阻力大于搅拌刮泥器的强度, 搅拌器无力在沉淀的浆泥中运转, 在电机的运转作用下, 使强度比较低的大轴或大轴对轮损毁。第三, 现有的废水处理系统的澄清池污泥循环泵、输送泵和排泥管道经常堵塞。通过工程技术人员的分析, 造成澄清池污泥循环泵、输送泵和排泥管道经常堵塞的原因是车间内污泥循环泵、输送泵和排污管道没有进行冲洗水工艺流程, 即原有废水处理系统没有设计冲洗水流程环节, 一旦设备系统停止运行之后, 系统设备无法进行有效的冲洗, 因此, 造成长期存在泵体和管道堵塞事故。第四, 现有的废水处理系统的板框压滤机系统运行期间, 挤压后板框压滤机滤布上的附着物都粘在滤布之上, 反洗难于完全清洗掉, 且反洗水的排放量很大, 管道经常造成堵塞, 难于清理, 且滤布十分容易造成损坏, 更换设备系统中滤布的工作量极大, 更换操作十分复杂。板框压滤机基本处于瘫痪状态, 造成污泥不能有效及时的排放。第五, 现有的废水处理系统的石灰乳加药系统频繁堵塞, 导致废水处理系统不能正常调节PH值, 因此系统水质变差, 影响达标排放要求。脱硫石灰乳加药、助凝剂、絮凝剂系统设计较为复杂、操作十分繁琐, 不便于实际生产中进行有效实施运行, 废水处理系统故障率较高。第六, 废水处理系统中的测量表计产生的故障较多, 主要原因是由于测量表计的安装位置不合适、长期没有投入使用运行而导致老化、损坏。
针对现有的废水处理系统存在的问题, 在新的废水处理系统设计方案中必须有效解决。新的废水处理系统设计方案要解决如下问题:对现有的废水处理系统进行增容改造, 以此来增强系统的处理能力, 将原来系统脱硫废水处理量16m3/h提高到40m3/h;优化现有废水处理的工艺流程系统, 提高系统在生产运行过程中的稳定性和抗干扰能力;对现有废水处理的加药系统进行重新规划和布置, 使得生产管理人员便于运行操作, 减少设备的故障率;针对原有废水的系统测量表计故障较多的问题, 进行重新选型, 将不适合先系统的测量表计进行更换;脱硫废水处理楼的土建结构不变, 在现有的条件下, 尽量进行优化设置, 做到美观实用。
二、设计思路
针对山西鲁能河曲发电有限公司废水处理系统改造工程的具体情况, 结合现有废水处理系统存在主要问题, 进行现场调研总结, 现有系统的问题主要出在澄清池和板框式压滤机这两套设备上。具体情况描述如下:原废水处理系统的废水含固量大, 导致处理过程中废水污泥量较大, 废水量达40m3/h, 系统处理能力不能满足电厂生产的要求;澄清池的搅拌刮泥器大轴频繁发生扭曲变形、大轴对轮损毁、电机损毁等问题, 降低了澄清池的投运率;板框压滤机运行期间, 滤布上的粘附物很难通过反洗清理掉, 且反洗水排放量大, 管道经常堵塞, 板框压滤机基本处于瘫痪状态。
根据以上存在的实际情况, 结合国内其他电厂运行经验, 提出以下改造思路:第一, 结合国内同类型电厂的先进经验, 在脱硫系统内设置高温气体气固分离装置, 可大大降低脱硫废水中的含固量, 源头含固量的控制直接影响到脱硫废水系统的运行, 因此, 建议从综合治理的角度考虑, 多管齐下, 以达到脱硫废水系统的经济合理运行。
第二, 澄清池无法正常运行的根源是池内浆液的沉淀速度大于污泥泵的排放速度, 改造方案建议加大排泥管道的口径, 排泥管及泥浆输送管选用优质PE管道, 原因在于PE管道内壁光滑, 有利于泥浆流动;连接方式采用活接头, 以便于清理、更换。
第三, 影响板框压滤机运行的主要因素是调理后污泥性质, 比阻抗、可压缩系数及干固体浓度等。改造方案增设15m3污泥调节池, 其作用是作为板框压滤机的前端调节池, 可以调节污泥的性质等影响压滤机运行的因素, 起到保障压滤机系统正常运行的作用。另外, 增设污泥调节池的另一作用是为污泥系统提供缓冲空间, 保障澄清池内污泥的及时输出, 改善澄清池内部运行环境, 达到对澄清池内部设备的保护。
第四, 增设200m3地下式贮水池及排水泵, 采用在清水箱上部加溢流管并连接至贮水池内的方式。增设贮水池后将大大加强调节能力, 有利于系统的稳定运行。
第五, 系统布置, 经现场实地考察, 并与电厂运行部脱硫专工进行有效沟通, 拟提出以下方案。保留原系统中的石灰加药系统、澄清池、清水箱及清水泵等装置;将原脱硫废水车间零米放置的絮凝剂、助凝剂、有机硫加药装置移至2层三联箱旁;脱硫废水车间零米设置15m3 (Φ3500×2000mm;有效高度为1800mm) 污泥调节池1套;三联箱位置不变, 三套装置分别增加至污泥调节池的排泥管道系统;脱硫废水车间室外, 靠近清水箱一侧增设200m3地下贮水池一座。排水泵拟采用移动式自吸泵。
在本废水处理系统方案设计中, 做到以下几点:采用合理的处理工艺, 确保废水经处理后能满足设计参数上的要求;节省投资、操作简单、管理方便、运行费用低, 工艺技术路线的设计需考虑无动力或少动力运行;废水处理设备维修方便、施工方便、操作管理便捷、运转安全等因素, 统筹兼顾;处理后的出水全部达到排放标准, 废水处理工程中所排放的污泥经过浓缩后压成泥饼外运;提高污水处理工程的自动化控制水平, 运行管理安全方便, 可保证设备的连续自动无故障运行。
三、设计方案
针对脱硫废水PH值低、悬浮物含量高的污染特点, 结合国内外同类电厂废水处理系统的实际运行经验, 设计中将采用中和+沉降+絮凝+澄清的串联处理工艺, 工艺流程见图1。
脱硫废水收集后进入原水池经废水提升泵进入中和箱, 加入氢氧化钙乳液并在PH自控装置的控制下, 自动进行药剂投加, 将脱硫废水的PH值调整为8~9, 同时废水中少量的重金属将生成氢氧化物沉淀物, 池内配套安装混合搅拌器以促进中和反应和避免悬浮物的沉降。
中和箱出水顺次流入沉降箱, 在沉降系统中, 通过加入有机硫进一步沉淀不能以氢氧化物形式沉淀出来的重金属。因为并非所有重金属都能以氢氧化物的形式沉淀出来。尤其是镉和汞, 通过加入有机硫化物 (如TMT15) 根据被处理废水量按比例加入, 有机硫化物首先与镉和汞形成微溶化合物, 以固体形式沉淀出来。
沉降箱出水进入絮凝箱, 首先通过自动计量泵定量加入絮凝剂, 絮凝剂在p H值为8~9的环境下迅速反应, 将使悬浮固体以胶体絮状物的形式在助凝剂的协助下迅速沉积出来。箱内配套设置的设备有搅拌装置, 絮凝剂、助凝剂与废水在反应器内进行充分混合反应, 生成絮凝体并得以沉淀;污水通过折流通道进入澄清池, 污水在此进行泥水分离, 达到净化污水的目的。
澄清池出口处设有SS、CODCr在线监测仪, 达到排放标准的污水排入清水箱并通过清水泵排至电厂灰渣系统排放, 清水箱设置有大口径溢流管至室外贮水池。出水不合格时, 关闭进入清水箱的阀门, 打开通向集水池的阀门, 使出水回流至集水池重新进行处理。废水处理过程中在中和池、沉降池、絮凝池、澄清池内产生的污泥定期排入污泥调节池内, 调节池的上清液由污水提升泵提升进入中和池重新处理, 污泥部分回流进入中和池以增强废水处理效果和充分发挥残存化学药剂的作用, 另一部分周期性的进入板框压滤机脱水后泥饼外运处理。压滤机的过流部分应选用耐高氯离子腐蚀的材料, 脱水机的排水应返回废水池。
四、配套设备设施设计
1. 高温气体气固分离装置。
高温气体过滤装置采用性能优异的Fe Al金属间化合物新型非对称膜材料为核心, 以膜分离技术为基础, 开发出的清洁生产过滤装置, 可实现全封闭、全自动、高精度、550℃高温炉气的回收, 实现清洁生产。装置的工作原理是:引风系统将含尘气体引入过滤装置, 穿过装置滤芯, 粉尘在惯性碰撞、拦截和扩散效应等作用下被膜截留, 实现气固分离;随着滤芯表面滤饼层的增加, 过滤阻力逐渐增大, 启动反吹系统, 使滤饼脱落;收集的粉尘储存于灰斗中, 定期排出。
由于该装置放置于烟气脱硫装置之前, 因此将大大降低脱硫废水中的含固量, 源头的控制可很大程度上减轻后续处理系统的压力, 从而起到保护下游设备, 解决诸多生产中存在的后续系统不得不增加工艺链, 增加了生产中的复杂性的问题。
2. 石灰乳加药系统。
氢氧化钙溶液调配与投加设备采用自动调配, 计量泵自动投加方式。整个系统包括:消石灰料斗、石灰浆液制备箱、循环泵 (一用一备) 、石灰乳液储存箱、石灰乳液泵 (一用一备) 。
石灰粉由自卸密封罐车供应, 卸入石灰粉仓储存备用, 仓顶配有袋式集尘器, 底部配有流化装置。石灰粉仓下设有石灰消化箱及石灰浆液箱, 石灰浆液通过石灰浆制备箱补充到石灰乳液储存箱, 并加入水稀释, 石灰乳液储存箱中固相浓度设计为5~10%, 通过石灰乳液投加泵打入中和池。
所有与石灰浆液接触的部件以及可能出现石灰结垢的表面都将配备足够的冲洗管道和连接。其他可能出现石灰结垢的表面都将配备设置冲洗设备措施。
3. 三联箱装置。
三联箱包括中和箱、沉降箱、絮凝箱, 本次改造将增加各箱体底部与污泥调节池之间的联通管路, 目的是参与污泥调节池内的调节, 另可延长三联箱底部污泥的清理周期, 方便运行管理。
4. 澄清池装置改造。
澄清池的改造集中在底部污泥的输送管路上, 建议加大排泥管道的口径, 排泥管及泥浆输送管选用优质PE管道, 原因在于PE管道内壁光滑, 有利于泥浆的流动;连接方式采用活接头, 以便于清理、更换。底部污泥经污泥泵送至污泥调节池。
5. 污泥调节池。
污泥调节池的作用是收集中和池、沉降池、絮凝池及澄清池产生的污泥。调节池的设置为污泥系统的运行提供了缓冲时间及空间, 将大大提升整个废水处理系统的效率, 对各主要设备起到了间接地保护作用。另一方面, 调节池作为板框压滤机系统的前端缓冲池, 可以通过调节污泥的性质等影响压滤机运行的因素, 从而起到保障压滤机系统正常运行的作用。
污泥调节池的设计储存能力为15m3。数量及尺寸:1套, Φ3500×2000mm (有效高度为1800mm) 。结构型式:钢筋混凝土结构。配套设备:刮泥机1套, 污水提升泵2台, 污泥泵2台。
6. 有机硫、絮凝剂、助凝剂加药装置改造。
为降低设备运行期间加药系统的劳动强度, 保证良好的工作环境, 所有加药系统均尽可能采用自动化程度较高的设备、仪表和计量泵。主要包括有机硫调配投加系统、絮凝剂调配投加系统、助凝剂调配投加系统三部分。本次改造将原脱硫废水车间零米放置的絮凝剂、助凝剂、有机硫加药装置移至二层三联箱旁, 腾出一楼空间设置污泥调节池, 另外加药系统放置于三联箱旁, 便于运行操作, 减少故障率。
7. 贮水池。
脱硫废水车间室外新增200m3地下贮水池, 配套2台移动式自吸排水泵。采用在清水箱上部加溢流管并连接至贮水池内的方式。增设贮水池后将大大加强调节能力, 有利于系统的稳定运行。
8. 控制系统。
本方案设置自动控制系统, 该系统以控制室为中心, 全厂自控采用集散型控制系统, 二级构成:第一级, 就地控制 (即MCC控制) ;第二级, 现场控制站 (即PLC控制) 。对各废水处理工艺设备和加药系统进行控制、监视和管理。可以分别实施控制室自动控制、控制室手动控制和现场手动控制。
9. 其他设计。
本系统的配药系统与加药系统分开配置, 可解决因药剂配比浓度等因素导致出水水质不稳定的问题;本系统采用自运控制投加为主、人工计加相辅的加药方式, 从而有效解决因加药系统因素导致出水水质不稳定的难题;本系统设计是在原有车间内设计, 需考虑车间实际现状及可改造空间问题。具体用地尺寸按甲方场地情况另行规划确定;本系统正常运行需配备操作员工1名。
五、结语
本文结合山西鲁能河曲发电有限公司生产运行实际, 分析了现有的脱硫废水处理系统存在的问题, 针对存在的问题, 对原有的废水处理系统进行改造和重新设计, 新的废水处理系统方案采用合理的处理工艺, 节省投资、操作简单、管理方便、运行费用低;废水处理设备维修方便、施工方便、操作管理便捷、运转安全等因素, 统筹兼顾;处理后的出水全部达到排放标准;提高污水处理工程的自动化控制水平, 运行管理安全方便, 可保证设备的连续自动无故障运行。
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宏伟热电厂固体废物管理与储存 篇11
1.引言
危险固体废物，我国在《中华人民共和国固体废物污染环境防治法》中将其定义为：“列入国家危险废物名录或者根据国家规定的危险废物鉴别标准和鉴别方法认定的具有危险特性的废物”。随着近年来热电厂的不断发展，在工作生产的过程中会产生越来越多的危险固体废物。之前热电厂对于固体废弃物的主要处理方式是采取填埋和堆放的方式。这两种处理方式不仅占地面积大，而且对于环境所造成的压力也很大，还会浪费一部分的可回收利用的资源。由此看来，固体废物的管理和利用已经成为环境保护工作的重要的一环，尤其是电厂的环境保护与管理工作的重要组成部分。本文主要讨论大庆电力集团宏伟热电厂关于固体废物中的危险废物的管理和储存方式。
2.固体废物的分类及来源
2.1分类。电力行业中所产生的固体废物属于工业废物。其主要的组成部分可分为三类：可回收固体废物（常见为纸品、粉煤灰、炉渣等）、不可回收固体废物（枯草废枝、生活垃圾等）、危险废物（废机油、废油棉纱、废弃化学药品等）。
2.2来源。宏伟热电厂的危险固体废物的主要来源于发电供热过程及辅助施工活动中过程中所产生的废机油、废油棉纱、滤纸及实验室废液、过期未使用实验药品，属于列入国家危险废物名录或者根据国家规定的危险废物鉴别标准和鉴别方法确定的具有危险特性的废物。
3.宏伟热电厂固体废物的管理制度
3.1管理原则。宏伟热电厂以“安全化、改革化、减量化”作为固体废物的管理原则。要求所属各单位要从改革工艺、改革施工方法入手，不断采用新技术，尽量减少或消除污染源，把危险废物的产生量降到最低。
3.2管理组织机构
3.2.1组织机构
HSE监督站成员
3.2.2职责。厂HSE委员会是环境保护重大方针政策的决策机构，负责确定环境保护工作方针，协调解决有关重大问题，对环境保护工作实施统一管理。厂长为我厂环境保护的第一责任人，主管安全环保工作的副厂长（安全总监）具体负责厂环境保护工作。
3.3管理措施。宏伟电厂制定了《电力集团宏伟热电厂固体废物及危险废物管理规定》，并及时的建立固体废物及危险废物的管理档案。管理档案详细的包含了危险废物辨识情况说明、危险废物管理制度、危险废物识别标志、危险废物管理计划、危险废物申报登记表、源头分类图片资料、危险废物转移联单、经营许可有关资料、应急预案有关资料、储存设施管理有关资料、利用处置设施管理有关资料和业务培训有关资料等十二个方面。对产生的危险废物按照上级环保部门的文件管理要求，根据危险废物产生的流程，在产生、贮存、利用环节建立危险废物台帐，并形成报表，在台帐中对上一年度的危险废物产生数量、危险废物的性质、处置单位等详细说明和记录。对产生的废机油、化学实验室废液等危险废物我们严禁乱排乱放，必须集中暂存，并加“危险废物”警示标识。对贮存设施定期巡检，防止出现燃烧及其他不安全因素。
4.宏伟热电厂对固体废物临时贮存、利用处置情况
4.1危险废物储存安全管理制度。储存和使用危险化学品的单位部门，应编制相应的《操作规程》、《作业指导书》，并严格执行。新建、改建、扩建的危险化学品储存和使用项目要按规定进行安全预评价和安全审查，落实安全“三同时”工作，项目建成须经安全验收评价合格后，方可投产。严禁采用国家明令淘汰的落后工艺装备组织生产。危险化学品储存和使用装置每两年要进行一次安全评价，评价要聘请有资质并经油田公司安全环保部准入的中介机构完成，审查后的安全评价报告，报油田公司安全环保部和所在地的市级安全生产监督管理机构备案，危险化学品储存和使用单位应对安全评价报告中提出的隐患进行整改并及时修订HSE等相关文件。根据生产特点和危险化学品的种类、特性，储存和使用危险化学品的装置、场所，其各类设备、报警系统和联锁保护系统等安全设施，要符合国家标准和行业规范有关规定，并定期对其维护、维修、检测，保持完好。未经许可禁止从事设备检修、拆除等作业。储存和使用装置进行施工，须由装置所属单位进行风险评估，办理开工许可证，设置专人监护，在明显的位置设置标识牌，制定施工检修作业安全措施，施工检修人员做好施工检修记录。危险化学品储存和使用单位对工作场所的危险化学品的危害因素要进行定期监测和评估，对接触人员定期组织职业健康体检，建立监测评估和人员健康监护档案。
4.2宏伟热电厂危险废物临时贮存场所管理安全要求。1）危险化学品要按其化学性质分类、分区存放，并有明显的货物标志，堆垛之间须留有足够的垛距、墙距、顶距和安全通道。2）相互接触能引起燃烧、爆炸或灭火方法等不同的危险化学品，不得同库储存，須设专用仓库、场地或专用储存室，存储易爆品库房应有足够的泄压面积和良好的通风设施。对禁冻、禁晒的危险化学品，要有防冻、防晒设施；对储存温度要求较低的危险化学品，储存设施要有降温设施；对储存遇湿易溶解、燃烧、爆炸的物品，要有防潮、防雨措施。3）仓库须符合安全和消防要求，通道、出入口和通向消防设施的道路要保持畅通，并设置明显标志。存储易燃易爆品库房须建立健全岗位防火责任制、火源管理、电源管理、门卫值班、岗位巡检等制度，严格防火、防洪（汛）、防盗等措施。4）用于储存的设备和安全消防设施须按规定定期检测、检验，检验不合格的禁止使用。5）专用库房、储罐区的建筑设计须符合《建筑设计防火规范》、《常用化学危险品贮存通则》等标准的规定。设置明显标志，并纳入要害部位管理。6）储存易燃和可燃物品的仓库、露天堆垛附近，不准进行试验、分装、封焊、维修、动火等作业。如因特殊需要，须按规定办理审批手续方可作业，并做好防护措施。7）危险化学品库房内不准设办公室、休息室，不准住人。每日工作结束后，要进行安全检查，关闭门窗，切断电源，方可离开。
核电厂废物处理设计 篇12
关键词：核电站,生活污水,城镇污水,污水处理
一、工程概况
某滨海核电站, 规划建设6台百万千瓦机组, 分三期建设, 每期建设2台1, 000MW压水堆核电机组。每期设置生活污水处理站1座, 主要处理主厂区生活污水, 包括核岛各厂房和各区域生活污水、常规岛各厂房生活污水、BOP各厂房生活污水及地面冲洗污水。污水处理站位于厂区南侧, CC跌落井旁, 处理后的出水要求达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》 (GB18918-2002) 一级B标准, 达标后通过雨水管网排至CC跌落井, 最终排至大海。
二、设计水量及进出水水质
(一) 设计水量。根据业主提供的正常运行和大修期间的生产和工作人员预计人数估算, 同时依据参考电站相关数据, 确定每期工程生活污水处理站的设计规模为200m3/d, 设计小时处理量为8.33m3/h;选用处理能力为5m3/h生活污水处理设备2套, 24小时运行。
(二) 设计进、出水水质。本工程污水处理站设计进、出水水质见表1。
注:括号外数值为水温>12℃时的控制指标, 括号内数值为水温≤12℃时的控制指标。
三、工艺方案的确定
(一) 工艺选择。核电站生活污水处理系统具有如下特点:一是出水标准高:要达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》一级B标准, 甚至达到回用的要求, 具备脱氮除磷功能;二是使用寿命长:使用寿命一般至少40年;三是环境卫生要求高:一般建在地下, 地面进行景观绿化或者用于它途;四是耐冲击负荷:工艺灵活可靠, 适应水量、水质的变化;五是自动化程度高。根据核电站的生活污水处理规模, 属于典型的小型污水处理范畴, 小型污水处理工艺主要有活性污泥法、生物膜法、自然生物处理 (人工湿地、稳定塘等) , 常见的工艺形式主要有接触氧化法、曝气生物滤池、膜生物反应器等[1~2]。核电站生活污水处理系统结合其特点, 应选择工艺成熟、处理效果好, 出水水质稳定, 占地少、产泥量小, 运行管理和维护简单, 运行故障少, 同时灵活可调的工艺。参考目前国内已运行或建设中的核电站, 其生活污水处理设施多采用A/O、A2/O法、倒置A2/O法等[3~4], 其处理的核心多为生物接触氧化法。综合分析, 本工程最终采用缺氧/生物接触氧化的一体化工艺。
(二) 工艺流程。本工程采用的模块式一体化生活污水处理工艺流程见图1, 其中双点划框内为一体化生活污水处理设备。厂区生活污水经管网收集后进入污水处理站, 污水首先经格栅渠 (与调节池合建) 中自动机械格栅 (有效宽度500mm, 栅条间隙8mm) 去除杂物后进入调节池, 对进水水质、水量进行均化和调节, 调节池中设提升泵3台 (2用1备) , 将调节池中的污水提升至后续污水处理装置。污水处理装置采用一体化模块设计 (1用1备, 单套处理能力:5m3/h) , 主要包括缺氧池、好氧接触氧化池、沉淀池、消毒池、污泥池、硝化液回流装置及污泥回流装置等单元, 整个处理装置安装在地下。本系统对磷有一定的去除效果, 但为保障除磷效果, 在沉淀池中仍增加了化学除磷, 而后加氯消毒, 出水达标排放。沉淀池产生的污泥经气提装置定期排至污泥池, 池内上清液溢流至调节池, 剩余污泥定期清运。整个工艺的核心处理单元为生物接触氧化池, 池内装半软性组合填料, 通过填料上生物膜中微生物的降解, 污水中有机污染物得到去除。污水的氨氮在生物接触氧化池通过硝化细菌实现硝化, 通过硝化液回流, 使NO2-、NO3-与进水中有机物混合在缺氧池中通过反硝化细菌降解, 实现脱氮。
四、一体化设备的构成及工艺特点
一体化埋地式生活污水处理设备平剖面构成见图2。在构成上将缺氧池、生物接触氧化池、沉淀池、污泥池、消毒池、污泥回流、硝化液回流设施等集中在一个设备内, 污泥回流和剩余污泥排出采用气提装置。根据水量大小及运行情况, 可采用单个或多组并联的布置形式, 考虑检修的需要一般采用多组并联形式。整套一体化设备壳体可采用碳钢、玻璃钢, 采用碳钢时应做喷砂防腐处理。该模块式一体化地埋式污水处理设备具有如下工艺特点:一是工艺核心采用一体化设计, 减少连接管道和阀门, 设备紧凑, 方便布置。二是整套设备可以埋在地下, 占地小, 地面可绿化, 环境卫生好。三是采用缺氧和好氧相结合的生物处理工艺, 除可去除BOD和COD外, 还具有脱氮功能。具有较高的容积负荷和处理效率、生物种类多, 不易污泥膨胀, 污泥生成量少, 沉淀性好。四是灵活性高, 能适应水质和水量的变化, 即使间歇运行, 处理效果依然良好。五是整套设备可在工厂预制, 建设周期短, 节省施工及安装费用。运行操作简单, 管理方便。
五、设计、建造及运行需要注意的问题
一是处理水量、水质的波动将不利于系统的稳定运行, 施工前期、高峰期及运行期水量和水质变化较大, 这将不利于微生物的培养驯化和生物膜的形成。建议收集管网与处理站同时建成、同时启用。当实际污水量过低时, 可采用单组运行。二是处理设施的覆土厚度应满足管道敷设和景观绿化等的要求。同时主要构筑物应规范要求设置必要的放空设施。为保证使用寿期内能正常工作, 机械格栅、潜水搅拌机等建议采用304L不锈钢材质, 一体化埋地处理设施及处理单元之间的管路等都必须采用可靠的防腐措施。
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