基于浓缩倍比的火电厂排水对河流水质影响分析.pdf

第43卷第23期 2012年12月 人民长 江 Y angt ze Ri ver V 01．43．N O．23 D ec．．2012 文章编号t 0014179 201223007804 基 于 浓 缩 倍 比 的 火 电 厂 排 水 对 河 流 水 质 影 响 分 析 陈兴科1，2 1．贵州省水利投资有限责任公司，贵州贵阳550002；2．贵州大学资源与环境工程学院，贵州贵阳550003 摘要由于运行过程中水的大量蒸、散发损耗，火电厂循环冷却退水中污染物浓度发生了较大的变化，对退水 河段水质影响较大。而新建、改扩建火电厂退水中污染物浓度是未知的，以往是采用人为选择某些污染物指 标进行退水水质影响分析，缺乏客观合理的依据。通过对火电厂循环冷却水冷却过程损耗的分析，提出基于 浓缩倍比的火电厂循环冷却退水污染物控制指标选取方法，以求做到合理选择污染物指标。通过对贵州4座 已建电厂污染控制指标浓缩倍比的分析计算及与实测数据比较，证明了该方法合理可行。利用该方法，可以 在火电厂论证阶段判断退水水质是否满足排放要求，并根据混合计算结果判断是否采取进一步的处理措施。 以贵州清江发电厂为例，介绍了该方法的应用。 关键词火电厂；退水；污染物浓度；浓缩倍比；水质影响分析 中图法分类号X 51文献标志码A 在火电厂建设水资源论证中，退水影响分析是工 作的重点之一，而循环冷却排水对退水河段的影响又 是退水影响分析的重点。由于新建、改扩建火电厂的 排水水质是未知的，难以确定污染物的种类和浓度，以 往是采用人为选取so一、cl 一、N o；等作为控制指标 进行排水后受纳水体污染混合浓度计算，缺乏客观、合 理依据，导致受纳水体纳污能力控制指标计算缺乏代 表性、严谨性，很难作为火电厂循环冷却水控制排水的 依据。 为合理选择火电厂循环冷却水退水污染物评价与 控制标准，本文提出基于浓缩倍比的退水污染物控制 指标选取方法。在分析28项取水水质指标的基础上， 选取热稳定性较好的污染物指标作为退水评价指标， 分别计算退水中污染物的含量，再结合受纳水体污水 排放要求，选取控制指标进行混合浓度计算，并根据计 算结果确定退水排放是否达标。 1规程规范要求 建设项目水资源论证导则试行sLZ322 2005要求退水影响分析必须遵循水功能区管理 的规定，满足水功能保护的要求，分析建设项目废污水 退至地表水域后，对论证范围内水功能区的水资源使 用功能、纳污能力、水质、水温和水生态的影响。。 水域纳污能力计算规程 G B／T251732010 要求污染物的确定，应根据流域和区域规划要求，以 规划管理确定的污染物作为计算河段水域纳污能力的 污染物；根据计算河段的污染特性，以影响水功能区水 质的主要污染物作为计算水域纳污能力的污染物；根 据水资源保护管理要求，应以对相邻水域影响突出的 主要污染物作为计算水域纳污能力的污染物嵋。。 建设项目水资源论证培训教材指出取水和退 水影响分析是指在确定的影响范围内，按照国家和地 方有关政策、法律、法规、标准等规定，从资源配置、管 理和保护等角度，从水资源基本条件、水功能区、水域 纳污能力、水生态及对第三者的影响等方面分析取水 和退水所产生的影响，并在此基础上，分析提出减缓和 消除不利影响的补救措施和补偿方案建议’31。 综上所述，火电厂退水影响分析应结合退水水质、 受纳水体现状和目标水质，合理选取污染物控制指标， 分析退水对受纳水体水资源使用功能、纳污能力、水 收稿日期20 12～1028 作者简介陈兴科，男，工程师，主要从事水利规化与管理工作。Em ai l 70048201 qq．com 第23期陈兴科基于浓缩倍比的火电厂排水对河流水质影响分析 79 质、水温和水生态的影响，并提出减缓和消除不利影响 的补救措施。 2 污染物控制指标选取方法 2．1 基本步骤 本文以取水水源或经净水站处理后用于循环冷 却用水 水质全分析要求的28个污染物分析指标为 基础，选取热稳定性较好的污染物进行退水水质评价。 退水中各污染物指标以进水的浓度乘以浓缩倍比计 算，并按照污水综合排放标准G B89781996一 级排放标准限值选取退水不满足受纳水体目标水质和 其他用水要求的污染物”。。污染物确定后，根据水 域纳污能力计算规程G B／T2517320t 0要求旧。， 采用90％保证率最枯月平均流量或近10a最枯月平 均流量作为设计流量，计算退水后受纳水体污染物的 浓度，并与受纳水体目标水质和其他用水要求进行对 比，确定不达标的污染物。 控制污染物的选取步骤与处理程序见图1。从图 1可以看出，该方法需要输入的28项数据包括取水水 质指标及污染物浓缩倍比。28项取水水质指标可采 用取水水质化验报告数据，浓缩倍比可根据火电厂水 量平衡图计算。 热稳定性好 、、、，／ gl_I 评价指标 ．． ．．．． ．．．． ．．．． ．．．I．． ．．．． 一 循环水浓度 ，，7、＼ 超排放限值 可 处理排放 浓缩倍比 重．n磊 毛目标哕 趣目标水质式 、h／ 量 口 混合计算 磊眵 超目标水质●≥二 、旨l／ 垫 加大处理 T一 磊}歪超目标水质吕 T是 新退水方案 图1控制指标选步骤与处理程序 2．2评价指标选取 按照地表水环境质量标准 G B ／38382002 要求，水质全分析化验指标包括24项地表水环境质量 标准基本项目和5个集中式生活饮用水地表补充项 目，共计29个。其中，水温在退水论证中有专门的温 升影响分析，故只分析其余28项 取水水源为河流时 为27项，总氮指标为水库水源特有指标。由于火电 厂冷却水升温效应，某些污染物将发生挥发，不适合以 浓度倍比法分析退水污染物的浓度，故选取热稳定性 较好的硫酸盐、氯化物、高锰酸盐、氟化物、总磷、硝酸 盐、六价铬、硫化物、氰化物、阴离子表面活性剂、铜、 锌、铁、锰、汞、砷、硒、铅、镉等19项指标作为退水污染 物含量计算评价指标。 2．3 冷却循环排水水质计算 根据水量平衡原理，浓缩倍比循环水系统排 污水量蒸发损失量风吹损失量 循环水系统污 水排放量，或浓缩倍比冷却系统补充水量循环水 系统排污量净水站冷却系统补充新鲜水水量工 业用水回用量 循环水系统污水排放量。当浓缩倍 比确定后，可以确定电厂排水污染物含量。冷却系统 排水污染物含量浓缩倍比X 冷却系统补水污染物含 量。 为验证计算方法的合理性，本文对贵州纳雍二电 厂、盘县电厂、安顺电厂、黔西电厂等4座已建成电厂 控制指标污染物含量的实测与计算值进行对比分析 表1。分析结果表明95％的污染物的实测与计算 值之比小于1．2，92％的污染物小于或等于1，87．5％ 的污染物处于0．3～1．2之间。比值大于1的污染物 主要有硫酸盐、氯化物、硝酸盐，主要是由于部分脱硫 废水、工业废水混合排放所致∞“。。 从以上分析可以看出，计算结果与实测数据吻合 度较好，采用基于浓缩倍比的循环冷却退水污染物控 制指标选取方法计算退水水质是合理可行的。 3 案例分析 3．1 工程概况 贵州省拟建的清江发电厂位于黔东南州凯里市炉 山镇西南2km 处的炉山工业园区内。电厂规划总装 机4 x660 M W ，一期装机容量2 x660 M W ，年取水量 1775．67Tm 3。电厂正常运行时，仅对外排放循环冷 却水，排放标准按污水综合排放标准GB 8978 1996一级执行，退水口设置于白水河东门口水库下 游河段，电厂循环水系统排水量348m 3／h 冷季265 m3／h。 3．2浓缩倍比计算 根清江发电厂水量平衡图 图2可知冷季循 竺 巫 丽 80 人民长江2012年 注取水、退水水质化验结果为小于某一标执行，污染物含量实测、计算值之比均视为1；由于未检出或未检测汞、硒两项指标，故表中未列。 图2清江发电厂循环冷却水系统示意 单位m 3／h 环水系统污水排放量循环水回用于除灰系统补充水 量循环水回用于脱硫系统工艺用水补充水量循环 水排放量90130265485Il l 3／h；工业用水回用 量循环水泵润滑水量循环水泵冷却用水量锅炉 房汽机房工业用水量除灰空压机冷却用水量20 1606602001040m 3／h。则浓缩倍比 循环水 系统污水排放量蒸发损失量风吹损失量循环 水系统污水排放量 4851580424854．34。 3．3控制指标选取 退水水质各指标按原水指标乘以浓缩倍比进行计 算，且按照达标排放的设计要求不得超过污水综合 排放标准 G B 89781996一级排放标准限值。由于 清江发电厂退水口目标水质为地表水环境质量标 准 G B 38382002Ⅲ类水，且退水河段无其他用水 要求，故仅选取不满足Ⅲ类水要求的污染物指标作为 控制指标进行断面混合计算。 按照确定的原则与方法，列表筛选控制指标，见表 2。 从表2可以看出，循环冷却水总磷直接排放浓度 为2．22m g／L，远大于污水综合排放限值0．1m g／L的 要求，经发电厂处理后可达标排放，满足Ⅲ类水要求； 氟化物、阴离子表面活性剂、铅、镉等4个指标虽能满 足污水综合排放限值要求，但不能满足Ⅲ类水要求，应 作为控制指标进一步进行水质混合计算。 3．4混合计算 清江发电厂退水只排放部分循环冷却水，循环冷 却水退水至白水河东门15水库下游河段，该河段属小 型河流，依据退水口河段的污染特征及河流等级特性， 根据水域纳污能力计算规程GB／T251732010， 水质分析模型采用河流零维模型，以此计算白水河污 染物浓度。河流零维模型公式为 C C，Q ，C 。Q 。 ／Q ，Q 。 1 式中，c为退水与河水混合后污染物浓度，m g／L；C。为 排放的废污水污染物浓度，m g／L；C。为初始时刻断面 的污染物浓度，Ing／L；Q。为废污水排放流量，L／s；Q。 为初始时刻断面的流量，L／s。 主要参取值如下排放废污水污染物浓度c。采 第23期 陈兴科基于浓缩倍比的火电厂排水对河流水质影响分析 81 用表2循环水排放值；初始断面污染物浓度c。取水质 化验结果；废污水排放流量Q。按电厂循环冷却水热季 最大排放流量348m 3／h取用；Q 。取水库下泄环境水流 量，按坝址多年平均流量0．129m 3／s的10％计算为 0．013m 3／s。 表2电厂正常排放情况下退水水质控制指标选择成果 m 【g／L 注氯化物排放限值为贵州省环境污染物排放标准D B 52／12 1999规定的限值，其余指标排放限值为污水综合排放标准 G B89781996规定的限值。 清江发电厂正常排放的退水口断面水质预测成果 见表3。 表3电厂正常排放退水口河段水质预测成果m g／L 3．5加大处理排放 从表3可以看出，电厂排水与河水混合后阴离子 表面活性剂能满足Ⅲ类水要求，而氟化物、铅、镉等3 个指标不满足Ⅲ类水要求，故电厂应对氟化物、铅、镉 等3个指标加大处理后成排放。按目标水质Ⅲ类水纳 污能力，反算可得电厂退水氟化物、铅、镉的允许排放 浓度分别为1．10，0．055，0．006m g／L，削减量分别为 0．59，0．032，0．016m g／L表4，通常可采用钙盐沉淀 法 即向退水中加入石灰生成沉淀物 去除3种超标 污染物。 表4 电厂加大处理排放退水口河段水质预测成果m g／L 4 结语 本文提出的火电厂循环冷却退水污染物控制指标 的选取方法，仅考虑了温度、浓缩倍比两个主要因素对 退水污染物浓度的影响，未对其他次要因素的影响进 行分析，而从已建电厂循环冷却水理论计算结果与实 际污染物排放浓度实测结果对比来看，本文方法计算 的部分污染物浓度偏高，但作为水资源论证阶段控制 污染物排放指标选择来看是可行的。贵州清江发电厂 水资源论证实例计算结果已通过专家评审，与目前常 用方法相比，本文方法更为科学、严谨，可以为火电厂 水资源论证中循环冷却排水对水功能区及第三方用水 水质的影响分析提供参考。 参考文献 [1] SLZ3222005建设项目水资源论证导则试行 [S]． [2]G B／T25173--2010水域纳污能力计算规程[S]． 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RiverChannel Regul at i on B ur eauofH ubei Province，Q i anj i ang433100，Chi na；2．BureauofPl anni ng，Changji ang W aterResour cesC om m i ssi on，W uhan 430010，Chi na A bs t r act D uri ng Ter m i t e dam ageinves ti gat ionforem bankm ent oft heH anji angRiveri nH ubei Pr ovi nce，w ef oundt hat the m ai nhar m f ul species oftermit ear eOdont ot erm es osanus，Copt ot erm esf or m osanusandRet i cul i term es．Fi ve ofO． osa nushazar dsw er ef oundi n Zhongxi ang r eachof H anji angRi ver ，andal s o800hi ddendanger scausedbyC 。f or m os anusandR et i c uli t er m esw er ef oundwithi n 10kmof D ongj i ng Ri ver em bankm ent ．Com pr ehensi ve m easur esw eret akenforO dont ot erm esfor m o sanust hathas dam aged t heem bankm entm ost severel y，includingdiggi nggroove t o des tr oynest，specim encol lect i on，capturi ng ant kingandantqueen，conedri l l i nggrout ingwithpest i cide，com pact ingt heem bankm entbody．W epresentt hetermit edam age st a t usof H anji ang Riverem bankm ent ，descri 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