濕法脫硫廢水處理系統(tǒng)運(yùn)行問(wèn)題分析及改造

徐 鵬

(大慶油田電力集團(tuán)電力工程技術(shù)服務(wù)公司，黑龍江 大慶 163411)

濕法脫硫廢水處理系統(tǒng)運(yùn)行問(wèn)題分析及改造

徐 鵬

(大慶油田電力集團(tuán)電力工程技術(shù)服務(wù)公司，黑龍江 大慶 163411)

針對(duì)宏偉熱電廠石灰石-石膏濕法脫硫廢水處理系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行中出現(xiàn)的旋流器經(jīng)常堵塞、助凝劑加藥系統(tǒng)堵塞、污泥脫水系統(tǒng)堵塞、廢水系統(tǒng)出水指標(biāo)超標(biāo)等問(wèn)題，闡述了脫硫廢水處理系統(tǒng)的工藝流程，分析了脫硫廢水系統(tǒng)運(yùn)行中出現(xiàn)問(wèn)題的原因，提出了提高三聯(lián)箱攪拌器轉(zhuǎn)數(shù)、優(yōu)化加藥配比、改造旋流子管路以及污泥泵沖洗系統(tǒng)等改造措施，并對(duì)脫硫廢水系統(tǒng)改造后的經(jīng)濟(jì)效益進(jìn)行了分析。分析結(jié)果表明，脫硫廢水系統(tǒng)改造后運(yùn)行狀態(tài)良好，沒(méi)有出現(xiàn)旋流器堵塞、助凝劑加藥系統(tǒng)堵塞、污泥脫水系統(tǒng)堵塞以及廢水出水中Hg、Cr、懸浮物和COD超標(biāo)等問(wèn)題。

脫硫廢水；改造；攪拌器；污泥

宏偉熱電廠煙氣脫硫系統(tǒng)采用石灰石-石膏濕法脫硫工藝，廢水系統(tǒng)設(shè)計(jì)廢水處理量15.7 m3/h。系統(tǒng)投運(yùn)初期脫硫廢水處理系統(tǒng)缺陷較多，廢水旋流器、污泥脫水泵經(jīng)常堵塞，旋流效果不佳，導(dǎo)致清理困難，污泥脫水系統(tǒng)無(wú)法正常運(yùn)行，澄清器泥位過(guò)高，造成出水渾濁；廢水系統(tǒng)出水指標(biāo)中Hg、Cr、懸浮物和COD超標(biāo)。本文針對(duì)煙氣脫硫系統(tǒng)投運(yùn)初期脫硫廢水處理系統(tǒng)相關(guān)問(wèn)題，提出并實(shí)施了提高三聯(lián)箱攪拌器轉(zhuǎn)數(shù)、優(yōu)化加藥配比、改造旋流子管路以及改造污泥泵沖洗系統(tǒng)等改造措施，系統(tǒng)經(jīng)改造后，系統(tǒng)運(yùn)行平穩(wěn)，出水指標(biāo)合格，經(jīng)濟(jì)效益明顯。

1 脫硫廢水處理系統(tǒng)的工藝流程

宏偉熱電廠脫硫廢水處理系統(tǒng)為沉淀分離系統(tǒng)，系統(tǒng)包括反應(yīng)系統(tǒng)、加藥系統(tǒng)以及污泥脫水系統(tǒng)[1]。反應(yīng)系統(tǒng)由廢水旋流器、廢水箱、廢水泵、水處理三聯(lián)箱、澄清器、出水箱等組成；加藥系統(tǒng)由石灰乳計(jì)量加藥設(shè)備、有機(jī)硫計(jì)量加藥設(shè)備、絮凝劑計(jì)量加藥設(shè)備、助凝劑計(jì)量加藥設(shè)備、鹽酸計(jì)量加藥設(shè)備組成；污泥脫水系統(tǒng)由污泥泵、離心脫水機(jī)、濾出液水箱及泥斗組成。系統(tǒng)工藝流程如圖1所示。

圖1 廢水系統(tǒng)工藝流程圖

廢水經(jīng)旋流器頂流進(jìn)入廢水箱，由廢水泵送至三聯(lián)箱進(jìn)行處理。在中和箱，通過(guò)添加石灰乳將廢水的pH值調(diào)節(jié)到8.5～9.5[2]，廢水進(jìn)入反應(yīng)箱與加入的有機(jī)硫和絮凝劑反應(yīng)，使重金屬生成難以溶解的硫化物，懸浮物生成大顆粒的絮狀物，在絮凝箱加入助凝劑，絮凝產(chǎn)生的小顆粒懸浮物長(zhǎng)大，使懸浮物變?yōu)楦壮恋矸蛛x的大顆粒， 便于最終的分離。三聯(lián)箱出來(lái)的渾濁廢水溢流到澄清器內(nèi)，廢水中的大顆粒懸浮物在重力的作用下沉淀到澄清器下部，在刮泥機(jī)攪動(dòng)下形成泥漿，泥漿經(jīng)污泥脫水后進(jìn)入泥斗。清水通過(guò)澄清器頂部環(huán)形三角溢流堰自流到清水箱內(nèi)，鹽酸的投加用于控制出水pH值，控制pH在6～9排放。

2 脫硫廢水系統(tǒng)運(yùn)行出現(xiàn)問(wèn)題原因分析

2.1 攪拌器轉(zhuǎn)數(shù)低引起反應(yīng)效果不好

系統(tǒng)調(diào)試投運(yùn)后，澄清器出水懸浮物超標(biāo)出水渾濁，延長(zhǎng)污泥脫水時(shí)間也無(wú)法控制。同時(shí)，出水指標(biāo)經(jīng)化驗(yàn)后，重金屬離子少量超標(biāo)，懸浮物含量不達(dá)標(biāo)。增加加藥量后效果也不明顯。廢水系統(tǒng)指標(biāo)對(duì)比分析如表1所示。

由表1中化驗(yàn)指標(biāo)與DL/T997—2006《火電廠石灰石-石膏濕法脫硫廢水水質(zhì)控制指標(biāo)》[6]標(biāo)準(zhǔn)要求限制對(duì)比，可以看出脫硫廢水系統(tǒng)超標(biāo)項(xiàng)目為Hg、Cr兩種重金屬離子超標(biāo)，懸浮物及COD超標(biāo)較多。重金屬離子指標(biāo)超標(biāo)并不是有機(jī)硫加藥量不足引起的，主要是三聯(lián)箱攪拌器出力不足導(dǎo)致藥劑反應(yīng)不完全[3]，特別是絮凝反應(yīng)效果不好，致使懸浮物無(wú)法形成大顆粒絮凝團(tuán)，只以小顆粒形式漂浮于水中，無(wú)法實(shí)現(xiàn)沉淀分離，導(dǎo)致廢水出水懸浮物超標(biāo)，出水渾濁。

2.2 加藥配比不合理

在廢水系統(tǒng)調(diào)試過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)通過(guò)提高加藥量和增加配藥濃度增強(qiáng)反應(yīng)效果的方法并不能徹底解決水質(zhì)不達(dá)標(biāo)問(wèn)題。由于助凝劑配藥濃度過(guò)大，計(jì)量系統(tǒng)常出現(xiàn)堵塞情況，因此導(dǎo)致助凝劑加藥反應(yīng)不充分。中和箱pH控制在9.5，石灰乳投加量較大[4]。同時(shí)，后續(xù)鹽酸調(diào)整量也較大，加藥量濃度過(guò)高并未完全反應(yīng)造成大量的藥劑浪費(fèi)。

2.3 旋流子堵塞廢水含固量過(guò)高

脫硫廢水處理系統(tǒng)入口水設(shè)計(jì)的含固量為3%～5%，由于吸收塔內(nèi)的漿液受入口煙氣中粉塵、脫硫劑中雜質(zhì)、鍋爐投油穩(wěn)燃等因素影響，因此導(dǎo)致入口水水質(zhì)變差，廢水旋流器經(jīng)常污堵，導(dǎo)致廢水固液分離不好，造成廢水原水含固量在5%～7%。致使系統(tǒng)管路經(jīng)常堵塞， 箱罐底部淤積； 三聯(lián)箱攪拌器轉(zhuǎn)速達(dá)不到要求，處理不夠，三聯(lián)箱溢流管堵塞，出水不通暢。

表1 2016年1月10日廢水系統(tǒng)出入口水質(zhì)分析表

2.4 污泥脫水系統(tǒng)故障

污泥泵入口未設(shè)置沖洗水系統(tǒng)，導(dǎo)致污泥脫水系統(tǒng)管路長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行后出現(xiàn)泥漿堵塞管路，管路輸送泥漿不暢。污泥脫水系統(tǒng)出現(xiàn)故障后，澄清器泥位升高，造成澄清器底部泥漿無(wú)法及時(shí)脫水，泥位過(guò)高，致使澄清器出水渾濁。

3 脫硫廢水系統(tǒng)改造措施

3.1 提高三聯(lián)箱箱攪拌器轉(zhuǎn)速

三聯(lián)箱中的攪拌器主要起加強(qiáng)反應(yīng)的作用，由于廢水中的懸浮物含量過(guò)高，并且極易沉淀，因此攪拌器攪拌效果不好會(huì)導(dǎo)致懸浮物沉積在三聯(lián)箱底部，特別是加藥后快速形成的大顆粒絮凝體快速沉淀。由于攪拌器攪拌效果不好，將導(dǎo)致加藥未完全反應(yīng)便沉積到三聯(lián)箱底部，因此提高三聯(lián)箱攪拌器轉(zhuǎn)速，加大攪拌強(qiáng)度，既能解決反應(yīng)效果不好的問(wèn)題，同時(shí)也能避免三聯(lián)箱底部積泥。絮凝箱原電機(jī)功率2.2 kW，攪拌器轉(zhuǎn)速80 r/min，軸長(zhǎng) 2 100 mm，攪拌葉片為斜漿式。通過(guò)更換攪拌器電機(jī)，提高電機(jī)功率，改造后將攪拌器轉(zhuǎn)速提高至160 r/min，強(qiáng)化了三聯(lián)箱反應(yīng)傳質(zhì)過(guò)程，反應(yīng)效果明顯提高。

3.2 優(yōu)化加藥配比

根據(jù)各種重金屬形成沉淀所需的pH值，由于廢水排放允許的pH值為6～9，因此選取的中和沉降最佳pH值為8.5，并根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)水質(zhì)重新調(diào)整三聯(lián)箱加藥參數(shù)。加藥濃度調(diào)整對(duì)比如表2所示。

按照表2中濃度值將原有配藥濃度進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整，為保證pH自動(dòng)調(diào)整準(zhǔn)確率，避免石灰乳加藥過(guò)量，將石灰乳加藥濃度調(diào)整為5%。 由于廢水設(shè)計(jì)懸浮物含量為15 000 mg/L，而實(shí)際含固量約為8 200 mg/L，因此將絮凝劑調(diào)整為3%，助凝劑調(diào)整為3%。同時(shí)將助凝劑由原來(lái)分子量1 000萬(wàn)改為分子量700萬(wàn)的粉劑解決計(jì)量管路污堵問(wèn)題[5]，有機(jī)硫調(diào)整為2%。

表2 加藥濃度調(diào)整對(duì)比表

3．3 更換廢水旋流器旋流子并及時(shí)清理污堵

由于脫硫廢水固體顆粒物較多，旋流子入口孔徑較小，經(jīng)常出現(xiàn)廢水旋流器堵塞問(wèn)題，導(dǎo)致旋流效果不好；固液分離效果差，造成廢水含固量過(guò)高。將廢水旋流器旋流子入口由原來(lái)直徑50 mm改為76 mm并及時(shí)疏通污堵。改進(jìn)后底流固體濃度達(dá)到40%～60%，溢流含固量可降低至2%～5%。

3．4 加裝污泥泵沖洗管線

由于脫硫污泥固體顆粒較大，對(duì)過(guò)流部件磨損較為嚴(yán)重，同時(shí)由于污泥泵設(shè)計(jì)缺陷，無(wú)沖洗水，系統(tǒng)常出現(xiàn)污堵情況，因此在污泥輸送泵前后增設(shè)壓力沖洗水管道，防止泵和管道堵塞。經(jīng)過(guò)改造后，污泥脫水系統(tǒng)未出現(xiàn)污堵問(wèn)題，澄清器淤泥可以及時(shí)脫水，避免了翻泥現(xiàn)象。污泥泵沖洗管線改造前后對(duì)比如圖2所示。

4 脫硫廢水系統(tǒng)改造后效益分析

脫硫廢水系統(tǒng)經(jīng)過(guò)改造后，廢水處理系統(tǒng)運(yùn)行效果良好，各項(xiàng)指標(biāo)均能滿足DL/T997-2006《火電廠石灰石-石膏濕法脫硫廢水水質(zhì)控制指標(biāo)》標(biāo)準(zhǔn)要求。設(shè)備缺陷減少，大大降低了檢修維護(hù)工作量。

圖2 污泥泵沖洗管線改造前后對(duì)比圖Fig.2 Comparison diagram of sludge pump watering Pipeline before and after reformation

通過(guò)加藥配比調(diào)整后，加藥量明顯下降，運(yùn)行費(fèi)用明顯下降。調(diào)整后各藥品月消耗對(duì)比如表3所示。如按氫氧化鈣2元/kg、聚合氯化鋁4.5元/kg、聚丙烯酰胺3.8元/kg、有機(jī)硫21元/kg、鹽酸0.8元/kg計(jì)算，則

月節(jié)約加藥費(fèi)用

540×2+191×4.5+84×3.8+176×21+624×0.8=6453.9元

年節(jié)約加藥費(fèi)用

6453.9×12=77 446.8元

表3 藥品月消耗對(duì)比表

5 結(jié) 論

1) 宏偉熱電廠煙氣脫硫系統(tǒng)經(jīng)過(guò)改造后，提高了三聯(lián)箱攪拌器轉(zhuǎn)數(shù)，使藥品反應(yīng)更加充分，解決了廢水系統(tǒng)出水指標(biāo)不合格問(wèn)題。

2) 在保證加藥反應(yīng)充分的前提下，優(yōu)化加藥配比，保證了反應(yīng)效果，降低了藥品消耗，經(jīng)濟(jì)效益明顯。

3) 將廢水旋流器入口由直徑50mm改為76mm，解決了堵塞問(wèn)題，提高了旋流效果，減少?gòu)U水懸浮顆粒物含量。

4) 污泥脫水系統(tǒng)加裝沖洗水系統(tǒng)后，解決了管路堵塞問(wèn)題，保證污泥系統(tǒng)及時(shí)脫水，避免澄清器泥位過(guò)高造成的出水渾濁問(wèn)題。

[1] 周衛(wèi)清，李進(jìn).火電廠石灰石濕法煙氣脫硫廢水處理方法[J].電力環(huán)境保護(hù)，2006，22(1)：29-31.

ZHOU Weiqing, LI Jin. Methods to waste water from limestone wet flue gas desulfurization in power plant[J]. Electric Power Environment Protection, 206, 22(1): 29-31.

[2] 應(yīng)春華，楊寶紅，劉伯輝，等.火力發(fā)電廠脫硫廢水處理實(shí)驗(yàn)研究[J].熱力發(fā)電，2005，34(5)：45-47.

YING Chunhua, YANG Baohong, LIU Bohui, et al. Experimental study on desulfurized wastewater treatment in thermal power plant[J]. Thermal Power Generation, 2005, 34(5): 45-47.

[3] 諸劍鋒.脫硫廢水水質(zhì)超標(biāo)原因分析及解決對(duì)策[J].工業(yè)用水與廢水，2015，46(3)：32-34.

ZHU Jianfeng. Reason analysis on standard-exceeding of desulfurization wastewater quality and countermeasures thereof[J]. Industrial Water & Wastewater, 2015, 46(3): 32-34.

[4] 楊發(fā)祥.淺談電廠脫硫廢水及其處理工藝[J].中國(guó)高新技術(shù)企業(yè)，2010，16(4)：105-106.

YANG Faxiang. On the desulfurized wastewater and its treatment process in power plant[J]. China High-tech Enterprises, 2010, 16(4): 105-106.

[5] 祝業(yè)青，傅高建，顧興俊.脫硫廢水處理裝置運(yùn)行現(xiàn)狀及優(yōu)化建議[J].電力工程技術(shù)，2014，33(1)：72-75.

ZHU Yeqing, FU Gaojian, GU Xingjun. Operation condition and optimization measures of treatment equipment for desulfurization waste water[J]. Electric Power Engineering Technology, 2014, 33(1): 72-75.

[6] 中華人民共和國(guó)國(guó)家發(fā)展和改革委員會(huì).DL/T997-2006火電廠石灰石-石膏濕法脫硫廢水水質(zhì)控制指標(biāo)[S].

Problem analysis in operating wet desulfurization waste water treatment system and transformation measures

XU peng

(Electric Power Group, Daqing Oilfield Limited Company, Daqing 163411, China)

In the actual operation of the limestone-gypsum wet desulfurization waste water treatment system, there appears some problems in Hongwei Power Plant such as frequent clogging in the cyclone, the coagulant dosing system, the sludge dewatering system and the excessive effluent index of waste water system. In view of the problems, the process flow of desulfurization waste water treatment system is described and the causes of the problems in the operation of the desulfurization waste water system are analyzed. Also, the measures to improve the revolutions of the triple box agitator, optimize the dosing ratio and transform the cyclone pipeline and the sludge pump washing system. Then, the economic benefits of the reformed desulfurization waste water system are analyzed. The results show that after reformation, the desulfurization waste water system operates in good condition and there are no such problems such as clogging in the cyclone, the coagulant dosing system and the sludge dewatering system as well as the excess of Hg, Cr, suspended matter and COD in the waste water effluent.

desulfurization wastewater; transformation; agitator; sludge

2017-05-19;

2017-08-15。

徐 鵬(1970—)，男，工程師，主要從事電廠鍋爐及脫硫系統(tǒng)生產(chǎn)管理工作。

X773

A

2095-6843(2017)05-0461-04

(編輯侯世春)