基于浓缩倍比的火电厂排水对河流水质影响分析.pdf
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1、第43卷第23期 2012年12月 人民长 江 Y angt ze Ri ver V 0143N O23 D ec2012 文章编号:t 0014179( 2012)23007804 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
2、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
3、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
4、 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 BT251732010) 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
5、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 121028 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
6、 ai l :70048201 qqcom 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 21 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 BT2517320
7、t 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
8、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 22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、
9、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。 23 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
10、果表明:95的污染物的实测与计算 值之比小于12,92的污染物小于或等于1,875 的污染物处于0312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 31 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 177567Tm 3。电厂正常运行时,仅对外排放循环冷 却
11、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 3h( 冷季265 m3h)。 32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 3h) 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=90+130+265=485Il l 3
12、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+ 160+660+200=1040m 3h。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=( 485+1580+42)485=434。 33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 38382002)类水,且退水河段无其他用水 要求,故仅选取不满足类水要求的污染
13、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222m gL,远大于污水综合排放限值01m gL的 要求,经发电厂处理后可达标排放,满足类水要求; 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,但不能满足类水要求,应 作为控制指标进一步进行水质混合计算。 34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(GBT251732010), 水质分析模
14、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 gL;C。为 排放的废污水污染物浓度,m gL;C。为初始时刻断面 的污染物浓度,IngL;Q。为废污水排放流量,Ls;Q。 为初始时刻断面的流量,Ls。 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 3h取用;Q 。取水库下泄环境水流
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