热力站项目中水回用分析
——以河北昌泰纸业有限公司资源综合利用热力站为例

赵宏亮，李建林，史东超

(1.河北省唐山水文水资源勘测局，河北 唐山 063000；2.唐山市引滦工程管理局邱庄水库枢纽管理处，河北 唐山 064007)



热力站项目中水回用分析
——以河北昌泰纸业有限公司资源综合利用热力站为例

赵宏亮1，李建林2，史东超1

(1.河北省唐山水文水资源勘测局，河北 唐山 063000；2.唐山市引滦工程管理局邱庄水库枢纽管理处，河北 唐山 064007)

[摘要]以河北昌泰纸业有限公司资源综合利用热力站中水回用为例，分析污水经过深度处理工艺处理以后，用于热力站项目生产用水，指出污水再生回用即提高了水资源利用率，有效节约水资源，减轻水污染，保护水环境，是实施可持续发展战略的重要措施。

[关键词]污水；中水回用；水资源

我国是能源消费大国，工业能源消费量约占全国能源消费总量的70%。能源是制约我国国民经济发展的一个重要因素，节约能源是国家的一项基本国策。热力站既是热能的生产大户，也是能源的消耗大户，如何加强节能措施、提高热力站的效率、降低能源消耗，直接关系到热力站本身的经济效益。

1项目概况

河北昌泰纸业有限公司位于河北省唐山市玉田县轻工业聚集区，2009年成立，公司建设年产40万 t低定量高强瓦楞原纸和40万 t石膏板护面纸项目(以下简称“造纸项目”)，配套建设3×180 t/h高温高压循环流化床锅炉(以下简称“热力站项目”)。总投资274 234.2万元，总定员1 606人，年生产340 d，于2010年开工，2012年底建成投产。

“造纸项目”为2010年河北省重点建设项目，在玉田县工业促进局制定的《关于加大玉田县造纸产业结构调整力度促进造纸产业转型升级的实施意见》中为重点扶持项目，以替代2010年9月30前拆除的产能低于1万t的10家造纸企业的生产线，生产规模合计17.8万 t/a。该项目投资256 231万元，总定员1 500人，占地面积60.025 hm2。

“热力站项目”采用3×180 t/h高温高压循环流化床锅炉，该项目投资18 003.2万元，总定员106人，占地面积4.9 hm2，年产蒸汽量216.61万 t，年供热量645.71万 GJ。

2生产需水量[1]

“热力站项目”生产用水主要包括锅炉补给水、循环冷却系统用水、烟气脱硫系统用水、输煤系统用水、灰渣冷却用水、干灰加湿用水、环境用水和未预见用水。

锅炉补给水采用化学处理过的中水，再经除氧、加热、加压，在锅炉中产生具有一定压力和温度的过热蒸气，蒸汽通过汽水换热器换热后，凝结水回收至除氧器，热网循环水加热至95℃～110℃后送至主厂房及其他辅助车间等，回水温度70℃。循环冷却系统用水主要为自然通风冷却塔用水，其内部循环用水系统为除灰冷却系统、汽动泵凝汽器系统、辅机密闭式循环冷却系统，经以上三个用水系统后，大部分回水重新回到冷却塔重复使用，外排水进入回用水池再利用。烟气脱硫系统用水利用回用水池净化处理后的锅炉和循冷却系统排水及用户冷凝回水，一部分水被消耗，少量排水进入回用水池再利用。输煤系统用水包括冲洗、输煤除尘、抑尘和煤场洒水等。灰渣冷却、干灰加湿用水采用回用水，用水量全部消耗。环境用水包括厂区道路、绿化、干灰场喷洒、地面冲洗等用水，大部分消耗，少量排水排入回用水池再利用。未预见用水是按设计规范考虑一部分用水来满足设计遗漏或非正常工况下的特殊用水，为给热力站留有一定的余量，未预见用水量按总耗水的5%计算。经计算，“热力站项目”生产需水量95.5万 m3/a，见表1。

表1　“热力站项目”需水量成果表

3中水回用分析

3.1污水处理站概况

河北昌泰纸业有限公司自建污水深度处理站，工程总投资2 700万元，设计日处理污水2万 m3/d，位于厂区西南面，2012年建成。污水处理站处理单元有集水池、曝气池、混凝沉淀池、事故池、污泥脱水机房、污泥浓缩池等设施，污水处理站各处理单元设施见表2。

表2　污水处理站各处理单元设计参数

污水处理站处理来自石膏板护面纸制浆造纸车间PM1、PM4和低定量高强度瓦楞纸制制浆造纸车间PM2、PM3的生产污水，以及河北昌泰纸业有限公司全厂员工的生活废水。生产废水包括ONP制浆过程中脱墨浆料的洗涤、筛选和净化后的脱墨污水和经气浮机预处理后的脱墨污水、OCC制浆污水和造纸生产线污水混合后的其他污水。

3.2污水处理工艺

脱墨污水采用物理法进行预处理，处理工艺为采用涡凹气浮机处理和斜网过滤处理。脱墨产生污水经涡凹气浮机处理后，再经斜网过滤，然后和其他污水一起进行深度处理。过滤下来的油墨和纤维经压滤机压滤成泥饼后送顺发热电厂用作燃料。

预处理后的脱墨污水和其他污水一起进行深度处理，处理工艺采用“格栅—集水池—沉砂池—微滤机—酸化水解池—好氧组合生化(悬挂链曝气)—混凝沉淀—高效纤维过滤—生物碳塔”的工艺。污水经格栅截留固体物后进入集水池；集水池中混合均匀的污水进沉砂池进行沉沙处理，去除较大沙粒，再经泵提升进入微滤机进一步回收细小纤维；出水自流入酸化水解池和悬挂链生物曝气池，经生化处理后入沉清池；然后进入混凝沉淀工段，经混凝沉淀处理后进行深度处理阶段。深度处理工艺为混凝沉淀—高效纤维过滤—生物碳塔，主要是通过物理和化学方法进一步降低曝气池出水中的悬浮物、色度和COD，确保污水稳定达标，包括加药混合、反应及泥水分离3个过程，反应后出水首先回用于厂区满足生产需求，其余通过专用管道排放至绿源污水处理站。

悬挂链曝气池和沉砂池中的污泥经泵提升，部分回流到悬挂链生物曝气池前端，部分进污泥浓缩池浓缩，经泵打入带压机形成泥饼。污泥浓缩池的上清液和带压机的滤液返回集水池。

污水处理工艺流程见图1。

图1　污水处理工艺流程图

3.3生产废水量

公司污水处理站收集废污水量主要来“造纸项目”的生产废水和生活污水。其中，生产废水包括两部分：一是脱墨污水；二是经气浮机预处理后的脱墨污水、OCC制浆污水和造纸生产线污水混合后的其他污水。

脱墨污水中的悬浮物主要为印刷油墨、纤维、填料及助剂，污水的污染负荷较之非脱墨工艺高的多，主要特点是：污水中的SS、COD和BOD5含量较高，并具有很深的颜色；COD 含量一般是BOD含量的3倍。

经气浮机预处理后的脱墨污水、OCC制浆污水和造纸生产线污水混合后的其他污水，污染物浓度较低，但由于造纸原料品种多杂物含量高，加之有些废纸经过多次回收再生产，导致污水的成分非常复杂；废纸在生产过程中经过碎浆、筛选、洗涤等工序，产生了大量的细小纤维和其它细小固体颗粒，这些悬浮物在污水中造成了很高的浊度和色度；同时，污水因含大量的细小纤维、树脂、色料及其它化学和物理杂质，使COD、BOD5、SS、色度的污染负荷增大。

“造纸项目”生产退水总量645 m3/h(526.32万 m3/a)[2]，污水排放项的主要污染物及其排放规律见表3。

表3　污水处理站收集污水水量及水质统计表

3.4中水回用分析

中水回用是污水处理后的再利用，是污水处理的延伸和开发[3]。河北昌泰纸业有限公司污水处理站污水处理量526.32万 m3/a，按处理损失水量20%计算，中水可利用量421.06万 m3/a， “造纸项目”用中水量319.87万 m3/a，剩余中水量为101.19万 m3/a，用于“热力站项目”生产用水95.5万 m3/a和消防取水0.04万 m3/a。

表4　污水处理站进出水水质状况表

污水处理站在传统“悬挂链生物曝气”深度污水处理工艺的基础上进行改进，增加了“高效纤维过滤—生物炭”处理单元。由水质处理结果可以看出，见表4，污水处理站污水经深度处理后，CODcr去除率超99.0%，BOD5去除率99.3%，悬浮物去除率99.8%，出水水质达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)一级A标准，经深度处理后，满足《城市污水再利用工业用水水质》(GB/T19923-2005)中要求。

4结语

“热力站项目”以“造纸项目”的生产废水为水源，经河北昌泰纸业有限公司自建污水深度处理站处理后用于“热力站项目”锅炉补给水、循环冷却系统用水、烟气脱硫系统用水、输煤系统用水、灰渣冷却用水、干灰加湿用水、环境用水。中水回用彻底解决“造纸项目”污水处理问题，实现污水资源化利用，提高了水资源利用率，减轻了水环境污染，达到了节能、环保的目的。

参考文献

[1]河北昌泰纸业有限公司资源综合利用热力站项目水资源论证报告书[R].河北省唐秦水文水资源勘测局.2014.

[2]河北昌泰纸业有限公司年产40万吨低定量高强瓦楞原纸和40万吨石膏板护面纸新建工程水资源论证报告[R].石家庄:河北省水利科学研究院.河北天和咨询有限公司.2010.

[3]赵宏亮.钢铁企业中水回用分析[J].地下水.2010，32(2)：78-79.

[收稿日期]2015-10-28

[作者简介]赵宏亮(1977-)，男，河北乐亭人，高级工程师，主要从事水文水资源分析与评价工作。

[中图分类号]X52

[文献标识码]B

[文章编号]1004-1184(2016)01-0094-03