一、项目概况
本工程为新建（2×300MW）发电项目，属坑口电站，所处地域属于温带大陆性气候，属水资源极度匮乏地区，工农业生产用水和城乡居民生活供水十分紧张。全市人均水资源占有量仅178 m3，低于省平均水平的0.54倍。本项目设计采用间接空冷纯凝发电方式，电厂设计年生产补充用水量约为203.1万m3（日补水量夏季约为7200m3，冬季约为6700 m3；小时补水量夏季约为299.27 m3，冬季约为277.44m3）；
距离厂区1公里有一在产煤矿井，煤矿二坑副立井及某煤矿管子井矿井排水，排水量合计为512 m3/h；一坑副井排水，排水量在678 m3/h；矿井排水的悬浮物含量平时为200～1000mg/h，每年雨季前清理水仓时在1600～2500mg/L左右。
以前，煤矿疏干水直接排入矿井附近的季节性河流，由于疏干水为高悬浮物性质，对当地环境造成了影响。
为实现综合利用和减少环境污染问题，本工程采用煤矿疏干水作为生产水源。
二、实施方案
(一)矿井水一级预处理系统
1、矿井水源输送管线由某煤矿副井送至二坑矿井水预处理站，管道采用螺旋焊缝钢管，焊接连接，管道采用直埋敷设方式，管道埋深原则上不低于1.0m；过铁路时采取顶管措施。
2、矿井水源提升泵站由一座水源提升泵房和一座矿井水缓冲调节水池组成。
3、矿井水预处理利用混合絮凝沉淀机理，采用穿孔旋流反应斜管沉淀池处理工艺。处理站内设置一座处理能力为2×300 m3/h的穿孔旋流反应沉淀池，配套设置一座2×2000 m3的矿井原水调节水池、一座矿井原水提升泵房和加药间及总控制室，二座相应的煤泥水沉淀过滤池及一座煤泥澄清水泵房，一座300 m3的中间水池及座中间水泵房。反应池总停留反应时间为25分钟左右，沉淀池上升流速控制在1.5mm/s左右，系统自用水量为10～15%。
矿井来水先进入原水调节水池，经原水提升泵匀速送至穿孔旋流反应斜管沉淀池（进反应池前先经过直列式管道混合加药器），进行絮凝沉淀处理后，上部澄清水自流进入中间水池，由中间水泵加压提升送至电厂矿井水处理系统作进一步处理；沉淀池底部排污泥水进入煤泥水沉淀过滤池，经过平流沉淀、过滤后，清水经澄清水泵送至中间水池，煤泥定期由桥式挖泥机挖出装车外运（也可作为电厂煤泥燃料）。
4、工艺流程：
经过一级预处理后，出水浊度小于200NTU，进入二级预处理系统进一步降低水的浊度。
（二）二级预处理系统
二级预处理系统仍然采用混合凝聚澄清沉淀过滤的工艺，但是在该工艺中采用了“微水澄清给水处理工艺技术”。根据微水动力学原理、胶体物理化学理论，融合流体边界层及边界层分离、澄清池接触絮凝理论，提出的絮凝沉淀机理，并形成了“微水澄清给水处理工艺技术”，
采用如下工艺设备：
1、直列式混合器
主要原理是使水流通过列管时，在边界层的作用下，产生系列涡旋，并在其后的空间衰减，产生高频涡流，从而使混凝剂复杂的水解产物与原水中的胶体颗粒得到充分混合。相比管式静态混合器混合和机械混合具有对水量、水质的变化适应能力强。构造简单、制作安装方便、水头损失较小，可节约药剂20％～30％，运行费用较低。具有直接安装在管道上，不占地的特点。
2、星形絮凝设备
主要原理是利用边界层脱离理论和颗粒碰撞的惯性效应，在絮凝池中顺水流方向布置隔板，垂直水流方向设置翼片，使水流产生高频漩涡，为药剂和水中颗粒的充分接触提供了微水动力学条件，并产生密实的矾花，可进行水力分级和流态的控制，得到理想的絮凝效果，对原水水量和水质的变化适应性较强，絮凝效果稳定。
3、V形沉淀池
主要原理是利用设备截面差，造成沿重力方向的速度差，从而在上向水流的顶托作用下，斜板沉淀单元内部形成一定厚度的具有自我更新能力的絮体粒子动态悬浮泥渣层，利用接触絮凝和沉淀原理提高沉淀去除率及沉淀负荷。斜板的材料为乙丙共聚，它具有外部美观、表面光滑、有利于排泥、表面负荷高、上升流速大、沉淀效果好等特点。
4、工艺流程
根据工艺的选择及对用水水量、水质的要求，采用以下工艺流程：
混合絮凝沉淀池排泥采用重力斗式排泥，采用DN150的排泥管，每根排泥管管端（池壁外侧）设手动蝶阀、电动蝶阀各一台，快开排泥。混合絮凝沉淀池出水通过重力流入普快滤池过滤。经过滤处理后出水直接进入水工清水池，以供循环水补水、化学车间用水以及全厂服务性用水，
经过二级预处理系统后，出水浊度小于5NTU。系统出力为400吨/时，进入生产水池，采取一级反渗透+EDI处理工艺，作为后续发电生产、辅助用水。
（三）生产水处理系统
1、生产水处理系统采取一级反渗透+EDI处理工艺：
工艺流程：生水→200m3生水箱→2×93t/h超滤（UF）→2×100m3超滤水箱→一级升压泵→5u保安过滤器→一级高压泵→2×70t/h一级RO→除二氧化碳器→2×180m3中间水池→二级升压泵→2×63t/h二级RO→2×100m3反渗透水箱→EDI给水泵→2×57t/h EDI→2×1500m3除盐水箱→经除盐水泵至主厂房。
2、工艺优点：EDI除盐率达99%，一般电导率＜0.15us/cm，SiO2：＜15ug/l，多级EDI产水后离子浓度甚至可达ppt级，接近甚至低于可探测极限。EDI出水水质高且保持稳定。
EDI方案工艺系统连接简单，自动化程度高，运行操作方便，产水连续不间断，配套附属设施少。
EDI方案不需要人员操作，可实现无人值班，水处理站仅设置工程师站，减少了控制室占地。
EDI方案无需废水处理，EDI方案中的EDI浓水直接返回至一级反渗透进口，环保效益好。
三、综合效益
本工程就近充分利用煤矿的矿井疏干排水作为电厂的工业生产补充水源，项目建成投运后，每年输水量为275万吨。
实现了矿井疏干排水的综合利用，变废为宝，节约有限的水资源，降低电厂的水资源成本，减少矿井疏干排水带来的生态环境污染，改善矿区生态环境。
本工程经过水平衡的优化设计，将机力通风冷却塔的排水反渗透的浓水用于脱硫系统用水、煤泥掺烧用水；工业废水将工业废水处理站处理后作为输煤系统用水，生活污水经生活污水处理站处理后作为全厂绿化用水，真正做到了废水“零”排放，
符合国家水资源政策和煤炭矿井排水综合利用政策及节能减排政策，具有较好的经济效益和社会环境效益。
论文作者:袁伟
论文发表刊物:《电力设备》2018年第27期
论文发表时间:2019/3/12
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