濕法煙氣脫硫廢水處理系統(tǒng)運(yùn)行現(xiàn)狀及改進(jìn)措施

時(shí)寶興

（天津市海岸帶工程有限公司天津300384）

濕法煙氣脫硫廢水處理系統(tǒng)運(yùn)行現(xiàn)狀及改進(jìn)措施

時(shí)寶興

（天津市海岸帶工程有限公司天津300384）

通過(guò)對(duì)王灘電廠(chǎng)濕法煙氣脫硫廢水處理系統(tǒng)工藝流程、運(yùn)行現(xiàn)狀及改進(jìn)措施的詳細(xì)介紹，使讀者了解目前國(guó)內(nèi)脫硫廢水處理系統(tǒng)運(yùn)行效果及存在的問(wèn)題。

脫硫廢水；三聯(lián)箱；pH調(diào)節(jié)；混合；絮凝；澄清；沉淀；懸浮物濃度；廢水旋流器

1　引言

截至2015年底，全國(guó)已投運(yùn)火電廠(chǎng)煙氣脫硫機(jī)組容量約8.2×108kW，占全國(guó)火電機(jī)組容量的82.8%，占全國(guó)煤電機(jī)組容量的92.8%。作為煙氣脫硫的主要方法，石灰石—石膏濕法脫硫在2015年全國(guó)新投運(yùn)煙氣脫硫項(xiàng)目中占到市場(chǎng)份額的90%以上，該法已成為國(guó)內(nèi)火電廠(chǎng)煙氣脫硫工藝的首選。

2　濕法煙氣脫硫廢水的產(chǎn)生、水質(zhì)特點(diǎn)

在石灰石-石膏濕法煙氣脫硫工藝中，隨著煙氣中氯化物的溶解，吸收液中氯離子的濃度會(huì)不斷提高，氯離子濃度過(guò)高會(huì)使脫硫產(chǎn)物石膏的品質(zhì)降低，無(wú)法滿(mǎn)足商業(yè)出售的要求，故通?？刂莆找褐新入x子含量低于20000mg/L。這就需要排放一定量的廢水，這就是脫硫廢水，脫硫廢水主要來(lái)自石膏水力旋流器、漿液分離系統(tǒng)以及清洗系統(tǒng)。

脫硫廢水的水量和水質(zhì)與脫硫工藝、煙氣成分（受煤的成分影響）和吸收漿液（受石灰粉品質(zhì)影響）有關(guān)。其主要污染特點(diǎn)為pH值較低、懸浮物和重金屬元素含量較高。

脫硫廢水的主要處理方法有以下3種：（1）灰場(chǎng)堆放；（2）蒸發(fā)；（3）通過(guò)中和、混凝、沉淀、澄清等一系列工藝對(duì)廢水進(jìn)行處理后排放，該方法為目前國(guó)內(nèi)電廠(chǎng)脫硫廢水普遍采取的處理方法。

3　脫硫廢水處理工藝流程介紹

河北大唐王灘發(fā)電廠(chǎng)一期工程建設(shè)4臺(tái)60×104kW燃煤汽輪發(fā)電機(jī)組,廢水產(chǎn)生量為25t/h，設(shè)計(jì)日處理能力600 m3/d，設(shè)計(jì)進(jìn)水懸浮物濃度1%。該廢水是弱酸性的高鹽廢水，其主要的污染因子為較低的CODcr、酸堿度、SS、氟化物及一些標(biāo)準(zhǔn)限制的金屬離子。濕法脫硫廢水處理工藝應(yīng)該說(shuō)是比較成熟地，“pH調(diào)節(jié)+混合絮凝+澄清沉淀”是國(guó)內(nèi)較為普遍采用的處理工藝，一般可以使之達(dá)標(biāo)排放，工藝流程如圖1所示。

圖1　王灘電廠(chǎng)脫硫廢水工藝流程圖

3.1pH調(diào)節(jié)

從石膏脫水間送來(lái)的脫硫廢水先進(jìn)入調(diào)節(jié)池，調(diào)節(jié)池底部設(shè)曝氣管，對(duì)廢水進(jìn)行攪拌調(diào)節(jié)；然后經(jīng)泵提升進(jìn)入中和、混合、絮凝三聯(lián)箱，在中和箱向廢水添加NaOH溶液，調(diào)節(jié)pH值至8～9，廢水經(jīng)PH調(diào)整后一方面將部分酸根、鹵族離子中和為相應(yīng)的無(wú)機(jī)鹽，另一方面將使部分輕、重金屬離子反應(yīng)生成氫氧化物以便沉淀析出。

3.2混合絮凝

在混合反應(yīng)槽1內(nèi)添加有機(jī)硫（TMT-15），有機(jī)硫是選擇性重金屬絡(luò)合物，對(duì)Cr3+/Hg2+/Cd2+等重金屬離子有很強(qiáng)的絡(luò)合能力，且絡(luò)合后生成的重金屬絡(luò)合物的溶度積大都在10～20以下，可以保證對(duì)廢水中重金屬離子的處理達(dá)標(biāo)。在混合反應(yīng)槽2中投加PFS（復(fù)合鐵，硫酸氯鐵）和PAM（聚丙烯酰胺），PFS和PAM的配合使用，可使已結(jié)晶析出的無(wú)機(jī)鹽、重金屬絡(luò)合物及SS的細(xì)小礬花積聚成為較大顆粒，以便于在廢水進(jìn)入沉淀槽后更快的沉降。

3.3澄清沉淀

廢水經(jīng)中和絮凝后溢流進(jìn)入斜板沉淀槽，斜板沉淀槽依據(jù)淺層沉淀理論設(shè)計(jì)，由下部進(jìn)水，經(jīng)配水管配水后對(duì)廢水進(jìn)行澄清，上清液自流入清水池，達(dá)標(biāo)后排放。

3.4污泥處理

沉淀槽沉淀污泥靜壓排至污泥濃縮池，經(jīng)濃縮后由泵提升至板框壓濾機(jī)脫水后外運(yùn)。部分污泥回流至中和箱，為三聯(lián)箱的結(jié)晶反應(yīng)提供晶種，回流量通過(guò)變頻調(diào)節(jié)。脫水機(jī)排出的濾液及脫水機(jī)清洗污水重力流入廢水調(diào)節(jié)池，廢水間沖洗水和設(shè)備放空水通過(guò)室內(nèi)明溝匯入廢水調(diào)節(jié)池，設(shè)污水泵(一開(kāi)一備)將濾液送入調(diào)節(jié)池處理。

3.5加藥系統(tǒng)

氫氧化鈉、有機(jī)硫、復(fù)合鐵、絮凝劑等加藥系統(tǒng)設(shè)4組配藥箱和4組計(jì)量泵（一用一備,變頻調(diào)速），完成向三聯(lián)箱自動(dòng)在線(xiàn)調(diào)節(jié)計(jì)量加藥。污泥濃縮池投加絮凝劑。廢水處理系統(tǒng)的加藥管路和污泥管路設(shè)自動(dòng)沖洗裝置以防止管路阻塞。

3.6控制邏輯

整個(gè)系統(tǒng)設(shè)置在線(xiàn)pH計(jì)、濁度儀、污泥界面儀、超聲波液位計(jì)、壓力傳感器等自動(dòng)化儀器，保證系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化運(yùn)行。同時(shí)系統(tǒng)設(shè)置出水旁路，當(dāng)廢水出水達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)（pH、濁度儀），出水旁路上的電動(dòng)門(mén)自動(dòng)打開(kāi)，同時(shí)自動(dòng)關(guān)閉排放管線(xiàn)上的電動(dòng)門(mén)，廢水回到廢水調(diào)節(jié)池；當(dāng)出水達(dá)標(biāo)，則系統(tǒng)排放管線(xiàn)上的電動(dòng)門(mén)自動(dòng)打開(kāi)，旁路門(mén)自動(dòng)關(guān)閉，正常向外排放。

4　運(yùn)行中存在的問(wèn)題及改進(jìn)措施

脫硫廢水處理系統(tǒng)自投運(yùn)以來(lái)，對(duì)出水水質(zhì)進(jìn)行了監(jiān)測(cè)，事實(shí)證明處理效果能夠達(dá)到《火電廠(chǎng)石灰石—石濕法脫硫廢水水質(zhì)控制指標(biāo)》（DL-T997-2006）的規(guī)定要求，但經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的運(yùn)行后也存在著一些問(wèn)題。

4.1主要問(wèn)題

系統(tǒng)按4臺(tái)機(jī)組設(shè)計(jì)，運(yùn)行初期投運(yùn)的只有2臺(tái)機(jī)組，且進(jìn)水量約為150 m3/d，僅為設(shè)計(jì)處理能力的1/4，廢水處理系統(tǒng)不能連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)處于開(kāi)開(kāi)停停的狀態(tài)，即使在4臺(tái)機(jī)組投運(yùn)后也未能滿(mǎn)負(fù)荷運(yùn)行；同時(shí)由于電廠(chǎng)本身降低成本的需要，外購(gòu)的石灰粉和粉煤灰含雜質(zhì)較多，造成脫硫漿液本身的品質(zhì)不好，而且脫硫漿液一、二級(jí)旋流效果也非常不好，廢水中懸浮物濃度高達(dá)8%，與1%的設(shè)計(jì)濃度相差8倍，嚴(yán)重超出了各構(gòu)筑物的設(shè)計(jì)處理能力，造成廢水調(diào)節(jié)池、pH調(diào)節(jié)槽、混合反應(yīng)槽1.混合反應(yīng)槽2.沉淀槽等構(gòu)筑物底部污泥沉積、排污管堵塞；尤其由于懸浮物濃度過(guò)高超出沉淀槽的處理能力，造成沉淀槽下部斜板被壓塌變形，使沉淀槽基本喪失了沉淀澄清的功能，也就是說(shuō)由于懸浮物濃度過(guò)高，嚴(yán)重影響澄清沉淀效果，出水無(wú)法達(dá)標(biāo)，需重新進(jìn)行處理，如此惡性循環(huán)造成廢水處理系統(tǒng)無(wú)法正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

4.2改進(jìn)措施

2010年初，受業(yè)主委托，我們組織技術(shù)人員對(duì)脫硫廢水處理系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)考察并進(jìn)行了提升改造：（1）將原有廢水旋流器改造成高效廢水旋流器，并定期更換石膏旋流器噴嘴，提高漿液一、二級(jí)旋流系統(tǒng)的旋流水平，大幅度降低進(jìn)水懸浮物濃度；（2）在脫硫廢水進(jìn)入廢水調(diào)節(jié)池前設(shè)置初沉池，對(duì)廢水中的大顆粒懸浮物進(jìn)行固液分離，減小了脫硫廢水后續(xù)工序的負(fù)荷；（3）將澄清沉淀槽的斜管支撐上移1m，擴(kuò)大污泥區(qū)，延長(zhǎng)水力停留時(shí)間，以適應(yīng)進(jìn)水濃度較高的水質(zhì)變化，確保出水懸浮物達(dá)標(biāo)；（4）增大加藥量，由于氫氧化鈉是根據(jù)pH在線(xiàn)自動(dòng)調(diào)節(jié)加藥量的不需要改造，而有機(jī)硫、復(fù)合鐵、絮凝劑等是根據(jù)之前的設(shè)計(jì)負(fù)荷和進(jìn)水量定時(shí)調(diào)節(jié)加藥量的，現(xiàn)在進(jìn)水水質(zhì)發(fā)生了較大變化，需加大有機(jī)硫、復(fù)合鐵、絮凝劑的加藥量以適應(yīng)水質(zhì)的變化；（5）縮短加藥管路和污泥管路反沖洗的時(shí)間間隔，由于進(jìn)水懸浮物濃度增大使各構(gòu)筑物更容易沉積污泥，為此，需重新進(jìn)行調(diào)試，縮短反沖洗的時(shí)間間隔以適應(yīng)水質(zhì)的變化；（6）將板框壓濾機(jī)濾液排至清水池，由于廢水懸浮物濃度較大造成污泥產(chǎn)生量成倍增長(zhǎng)，每天產(chǎn)生的濾液有60m3～70m3，經(jīng)化驗(yàn)其水質(zhì)符合排放標(biāo)準(zhǔn)，為此可將這部分濾液直接排至清水池，以減輕系統(tǒng)負(fù)擔(dān)，節(jié)約能源。通過(guò)對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行的這些改造，并重新進(jìn)行系統(tǒng)調(diào)試，系統(tǒng)運(yùn)行良好，各項(xiàng)排放指標(biāo)均符合標(biāo)準(zhǔn)。同時(shí)由于系統(tǒng)能夠正常連續(xù)運(yùn)行，避免了間斷運(yùn)行造成的污泥沉積，排泥管路堵塞的問(wèn)題。

5　結(jié)語(yǔ)

“pH調(diào)節(jié)+混合絮凝+澄清沉淀”的處理工藝是非常成熟的脫硫廢水處理工藝，處理工藝簡(jiǎn)單、工程投資少、運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用低，處理效果良好，但由于脫硫廢水處理系統(tǒng)和脫硫系統(tǒng)必須同時(shí)投運(yùn)，設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)時(shí)不能準(zhǔn)確確定水質(zhì)水量情況，脫硫廢水的水質(zhì)和水量受脫硫系統(tǒng)工藝、燃煤品質(zhì)、石灰粉品質(zhì)影響，變化幅度較大，投運(yùn)后極易造成系統(tǒng)超負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)，故障率較高，維護(hù)工作量大，甚至無(wú)法正常投運(yùn)。為此在進(jìn)行脫硫廢水處理工藝設(shè)計(jì)時(shí)，加強(qiáng)對(duì)已投運(yùn)項(xiàng)目進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研，適度提高系統(tǒng)處理能力是保證脫硫廢水處理系統(tǒng)正常運(yùn)行的必由之路。

[1]聶鵬飛.600MW機(jī)組濕法脫硫廢水處理系統(tǒng)的優(yōu)化改造[J].熱力發(fā)電,2011,40(10):62-65.