優(yōu)化FGD脫硫廢水處理工藝的建議與措施

任美澤，周業(yè)凱

（1.永清環(huán)保股份有限公司，長沙 410001；2.湖南永清水務(wù)有限公司，長沙 410001）

火力發(fā)電廠的排放煙氣主要采用石灰石-石膏濕法進(jìn)行脫硫處理，在脫硫過程中會(huì)產(chǎn)生一定量的廢水。其廢水水質(zhì)成分復(fù)雜，污染物種類多，其中含有多種《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB8978-1996）中嚴(yán)格控制的第一類污染物，必須進(jìn)行單獨(dú)處理。某項(xiàng)目配套（5×330MW）電力設(shè)施工程的脫硫系統(tǒng)采用石灰石-石膏濕法脫硫工藝系統(tǒng)，脫硫效率要求不小于95%，采用一爐一塔，共五爐五塔，脫硫系統(tǒng)不設(shè)GGH、不設(shè)旁路煙道，設(shè)增風(fēng)壓機(jī)。五套脫硫裝置公用一套石灰石制備采用濕磨系統(tǒng)，石膏脫水采用真空皮帶脫水系統(tǒng)。設(shè)置一套公用脫硫廢水處理系統(tǒng)，脫硫廢水引自廢水旋流器溢流水，廢水處理量為15t/h，處理工藝流程為“三聯(lián)箱處理+澄清濃縮+最終中和”，處理水質(zhì)要求達(dá)到《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB8978-1996）第二時(shí)段一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。針對(duì)該項(xiàng)目中廢水處理系統(tǒng)在實(shí)際運(yùn)行中存在的問題進(jìn)行分析，并給出優(yōu)化建議與措施。

1 脫硫廢水產(chǎn)生的原因

1.1 FGD系統(tǒng)需要排放Cl-

煤、石灰石和工藝水是氯離子的主要來源。一般煤中氯含量為0.1%～0.01%，普通石灰石中含氯量約為0.01%，工藝水中含氯量為20～200mg/L，脫硫系統(tǒng)石灰石漿液不斷循環(huán)使用，導(dǎo)致氯離子在漿液中逐漸富集，但同離子效應(yīng)導(dǎo)致石灰石耗量增加、脫硫效率下降，需要排放廢水，降低濾液中Cl-的含量，提高脫硫效率。

1.2 系統(tǒng)需要排放灰分

脫硫系統(tǒng)的煙氣會(huì)產(chǎn)生灰分，長時(shí)間不外排，灰塵含量會(huì)不斷累積，導(dǎo)致石膏純度下降，并使脫硫效率降低，因此必須排放一定量的廢水，提高石膏純度。

1.3 系統(tǒng)需要排放惰性物質(zhì)

石膏的純度和系統(tǒng)漿液的正常物化性能受惰性物質(zhì)的影響，脫硫劑（石灰石）中的惰性物質(zhì)隨著漿液的循環(huán)使用也會(huì)在系統(tǒng)內(nèi)積累，惰性物質(zhì)積聚過多，會(huì)導(dǎo)致脫硫劑失效，通過排放一定量的廢水，可提高石膏的純度和系統(tǒng)漿液的正常物化性能。

2 脫硫廢水水質(zhì)水量

脫硫廢水的水質(zhì)水量受煤種、工藝補(bǔ)水、脫硫系統(tǒng)的運(yùn)行控制參數(shù)等因數(shù)影響。脫硫廢水的水量具有波動(dòng)性大、不連續(xù)的特點(diǎn)。不同火力發(fā)電廠的水質(zhì)情況會(huì)有所不同。一般情況下，脫硫廢水具有高鹽量、偏酸性、高濁度、高硬度及污染物種類多等特點(diǎn)，脫硫廢水所含的污染物主要為懸浮物，含有氟化物、重金屬、過飽和亞硫酸鹽及硫酸鹽等，其中廢水中Cl-含量在8000～18,800mg/L，脫硫廢水腐蝕性強(qiáng)。

3 脫硫廢水處理工藝

該項(xiàng)目采用常規(guī)FGD脫硫廢水處理工藝流程為：“三聯(lián)箱處理+澄清濃縮+最終中和”，三聯(lián)箱為一體式箱體，分成3個(gè)隔槽，分別包括中和箱、反應(yīng)箱和絮凝箱，工藝流程如下圖。

FGD脫硫廢水處理工藝流程

3.1 中和

在中和箱中投加石灰乳快速攪拌，使原來酸性的廢水呈堿性，中和箱內(nèi)設(shè)置在線儀表監(jiān)測(cè)pH值，控制pH值在8.8～9.5，在此條件下，大部分重金屬能形成微溶的氫氧化物從廢水中沉淀出來。采用石灰乳作中和劑，還能與F-發(fā)生反應(yīng)生成難溶的CaF2沉淀，具有脫氟的作用。同時(shí)石灰對(duì)廢水中的雜質(zhì)有絮凝作用[1]。

3.2 反應(yīng)沉降

工程實(shí)踐表明，在反應(yīng)箱中加入有機(jī)硫化劑TMT-15，使不能以氫氧化物形式沉淀的重金屬離子形成溶度積更小的硫化物沉淀下來。重金屬硫化物溶解度小，對(duì)廢水中的鎘、鋅、汞等有很好的處理效果，且沉淀體積小、化學(xué)穩(wěn)定性好、不易返溶[2]。

3.3 絮凝

廢水中懸浮物含量較高，進(jìn)行化學(xué)沉淀的同時(shí)必須進(jìn)行絮凝處理。在絮凝箱中加入聚鐵，使微絮體逐漸形成較大的絮凝體，在絮凝箱的出水管上加入高分子聚電解質(zhì)（PAM）作為助凝劑，進(jìn)一步使絮凝物增大，使其更易沉降[1]。

3.4 澄清濃縮

脫硫廢水從絮凝箱溢流進(jìn)入澄清濃縮池的中心導(dǎo)流筒內(nèi)，在重力的作用下實(shí)現(xiàn)固液分離，上清液從堰板溢流進(jìn)入最終中和箱進(jìn)行后結(jié)處理；下部沉積的污泥通過污泥輸送泵排出。

3.5 最終中和

脫硫廢水在沉淀分離反應(yīng)完成后，由于pH值大于9，超過了排放標(biāo)準(zhǔn)，需在出水箱中加入30%左右的工業(yè)鹽酸進(jìn)行中和反應(yīng)，使水的pH值中和至6 ～ 9。出水箱設(shè)置了在線監(jiān)測(cè)pH值和懸浮物儀表，當(dāng)廢水中的懸浮物和pH值均滿足排放標(biāo)準(zhǔn)后，清水達(dá)標(biāo)排放。若廢水中的懸浮物或pH值未滿足排放標(biāo)準(zhǔn)，廢水返回中和箱重新處理，直到達(dá)標(biāo)為止。

3.6 污泥脫水處理

設(shè)置在線監(jiān)測(cè)泥位計(jì)，對(duì)澄清濃縮池底部的污泥高度進(jìn)行監(jiān)測(cè)，當(dāng)超過設(shè)定范圍時(shí)，啟動(dòng)污泥輸送泵，污泥經(jīng)泵送入板框壓濾機(jī)進(jìn)行脫水，泥餅暫時(shí)貯存在泥斗，然后裝車外運(yùn)。

4 存在問題分析

4.1 設(shè)計(jì)方面

（1）脫硫廢水處理系統(tǒng)未設(shè)置廢水緩沖池。脫硫廢水從廢水旋流器溢流直接進(jìn)入三聯(lián)箱進(jìn)行處理。脫硫廢水采用間斷排放方式，且流量變化大，懸浮物含量高，廢水處理系統(tǒng)前端沒有設(shè)計(jì)廢水緩沖池，無法對(duì)水質(zhì)與水量進(jìn)行調(diào)節(jié)，容易造成絮凝箱攪拌器負(fù)荷過大，造成斷裂；同時(shí)，也會(huì)造成澄清濃縮池短時(shí)負(fù)荷過大，影響出水水質(zhì)[3]。

（2）沖洗管路設(shè)計(jì)不完善。脫硫廢水系統(tǒng)易發(fā)生堵塞，該脫硫廢水系統(tǒng)未對(duì)中和、反應(yīng)和絮凝箱設(shè)置沖洗管道，箱體排凈后，無法得到清洗。

（3）鹽酸加藥裝置設(shè)計(jì)在獨(dú)立的圍堰內(nèi)，但未設(shè)置安全洗眼器，存在一定的安全隱患。

4.2 運(yùn)行方面

（1）設(shè)備及管路堵塞問題。廢水系統(tǒng)泵停止運(yùn)行后，未及時(shí)沖洗污泥泵、石灰乳循環(huán)泵及污泥管路、石灰乳管道，造成污泥管路堵塞，系統(tǒng)無法重新啟動(dòng)。

（2）壓濾機(jī)運(yùn)行問題。壓濾機(jī)是污泥脫水系統(tǒng)的關(guān)鍵設(shè)備，該工程脫硫污泥系統(tǒng)采用國產(chǎn)普通板框壓濾機(jī)。運(yùn)行實(shí)踐表明，普通板框壓濾機(jī)故障高，污泥脫水后含水率仍較高，泥餅易黏結(jié)在濾布上，造成不能自動(dòng)卸泥，增加了運(yùn)行人員的工作量；同時(shí)，在向板框壓濾機(jī)輸送泥漿過程中，污泥螺桿泵經(jīng)常壓力過載，導(dǎo)致頻繁跳閘，泥餅厚度達(dá)不到要求，處理能力降低；普通板框壓濾機(jī)沒有設(shè)置自動(dòng)沖洗裝置，濾布堵塞時(shí)需要人工清洗，增加了運(yùn)行人員的工作量。

5 優(yōu)化建議與措施

（1）增設(shè)預(yù)沉池。脫硫廢水中懸浮物過高會(huì)增加三聯(lián)箱的處理壓力，造成三聯(lián)箱中攪拌器運(yùn)行不穩(wěn)定，混凝效果差。設(shè)置預(yù)沉池，通過重力沉淀，有效去除50%以上的懸浮物，預(yù)沉池停留時(shí)間至少為4h；廢水再進(jìn)入后續(xù)工藝進(jìn)行處理。另外預(yù)沉池還能對(duì)進(jìn)水水質(zhì)水量進(jìn)行調(diào)節(jié)，保證三聯(lián)箱系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行，提高系統(tǒng)出水效果[3]。

（2）完善沖洗管路。在中和、反應(yīng)和絮凝箱設(shè)置沖洗管道，定期對(duì)三聯(lián)箱進(jìn)行沖洗。

（3）鹽酸加藥裝置設(shè)計(jì)在獨(dú)立的圍堰內(nèi)，并設(shè)置一套安全洗眼器，消除安全隱患。

（4）與廢水接觸的設(shè)備及管道均需考慮腐蝕問題，箱罐采用襯膠或襯鱗片樹脂，管道采用襯膠（塑）管道或其他防腐管道。同時(shí)在管道中設(shè)置沖洗水管和排凈水管，當(dāng)泵停止運(yùn)行后，要及時(shí)沖洗泵與管道并排凈廢水。特別是污泥泵、石灰乳循環(huán)泵和污泥管路、石灰乳管道。

（5）選用全自動(dòng)隔膜壓濾機(jī)。污泥螺桿泵采用低壓泵與高壓泵混合搭配，先低壓泵進(jìn)泥，達(dá)到一定壓力換成高壓泵保壓，合理利用，解決壓濾機(jī)輸送泥漿過程中泵壓經(jīng)常過載的問題。全自動(dòng)隔膜壓濾機(jī)配有自動(dòng)清洗濾布裝置，可實(shí)現(xiàn)濾布自動(dòng)清洗，保證壓濾機(jī)的壓泥性能穩(wěn)定，減少人工干預(yù)的工作量。隔膜壓濾機(jī)對(duì)污泥進(jìn)行二次壓榨，進(jìn)一步減少污泥含水率，隔膜壓濾機(jī)脫水后的污泥含水率可達(dá)50%～60%，大大減少了污泥的體積。

6 結(jié)語

該工程采用“三聯(lián)箱處理+澄清+最終中和”工藝對(duì)脫硫廢水進(jìn)行處理，經(jīng)過中和、反應(yīng)沉降、絮凝、澄清濃縮等處理能夠達(dá)到《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB8978-1996）第二時(shí)段一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，但在實(shí)際運(yùn)行過程中還會(huì)存在影響運(yùn)行的問題。在后期改造過程中應(yīng)綜合考慮，切實(shí)提高運(yùn)行效果。隨著環(huán)境保護(hù)和水資源節(jié)約要求的不斷提高，污水零排放是未來發(fā)展的方向，為了保證整個(gè)電廠污水零排放，脫硫廢水處理流程中應(yīng)預(yù)留后續(xù)終端處理接口，保證在將來實(shí)現(xiàn)電廠廢水零排放工藝時(shí)能夠作為預(yù)處理系統(tǒng)，不發(fā)生重復(fù)建設(shè)。

參考文獻(xiàn)：

[1] 石灰石-石膏濕法煙氣脫硫廢水處理設(shè)計(jì)導(dǎo)則[S].中國電力工程顧問集團(tuán)公司企業(yè)標(biāo)準(zhǔn).

[2] 潘娟琴，李建華，胡將軍.火力發(fā)電廠煙氣脫硫廢水處理[J].工業(yè)水處理，2005， 25（9）：5-7.

[3] 王冬梅，夏春雷，崔偉強(qiáng)，等.脫硫廢水處理系統(tǒng)設(shè)計(jì)問題和運(yùn)行難點(diǎn)對(duì)策分析[J].水處理技術(shù)，2015（12）：126-128.