對燃煤發(fā)電企業(yè)脫硫廢水實現(xiàn) “零排放”的探究與分析

文_李保衛(wèi) 滄州市節(jié)能監(jiān)察監(jiān)測中心

1 項目概況

1.1 項目情況簡述

華潤電力（渤海新區(qū)）有限公司有2臺1150T/h燃煤鍋爐帶2×350MW發(fā)電機組， 采用石灰石/石膏濕法脫硫技術(shù)，一爐一塔，共設(shè)置兩座吸收塔，單臺吸收塔漿液容積約 2400m3；機組燃煤硫分約0.4%，入口含硫量約1000mg/Nm3，兩臺爐每天脫硫廢水出水量約100t（包括約70t廢水原水和約30t廢水處理工藝中配藥用的清水）才能維持兩臺吸收塔氯離子在20000mg/L 的標(biāo)準(zhǔn)之下，保證脫硫系統(tǒng)正常運行。但脫硫廢水消耗壓力較大，經(jīng)常出現(xiàn)處理后廢水存量較高消耗量小無法投運脫硫廢水處理系統(tǒng)的現(xiàn)象，廢水有外排風(fēng)險，造成吸收塔氯離子最高達(dá)到40000mg/L。環(huán)保要求所有脫硫處理后廢水必須“零排放”，且內(nèi)部消耗不得外排。

1.2 改造思路

按照脫硫廢水“節(jié)源開流”的原則，根據(jù)脫硫廢水處理后出水量大、消耗量小、內(nèi)部消耗壓力較大的現(xiàn)狀，對脫硫廢水處理工藝中廢水收集系統(tǒng)（即需處理的脫硫廢水原水）、廢水加藥及處理系統(tǒng)、廢水排出系統(tǒng)分別分析并進(jìn)行相應(yīng)改造。保證吸收塔氯離子含量達(dá)標(biāo)的同時減少脫硫出水總量，同時增加脫硫出水的消耗量。在現(xiàn)有設(shè)備的基礎(chǔ)上，根據(jù)“盡量修舊利廢、不新購置設(shè)備”“系統(tǒng)力求簡單化，減少運行維護(hù)壓力”的原則，通過對系統(tǒng)工藝流程和廢水處理藥品的優(yōu)化，達(dá)到脫硫廢水“零排放”的目的。

2 優(yōu)化改造方案及效果效益

2.1 廢水收集系統(tǒng)

2.1.1 原工藝流程

原脫硫廢水處理系統(tǒng)原水取自濾液箱濾液，經(jīng)廢水旋流器旋流后含固量較高的底流進(jìn)入濾液箱回用到吸收塔，含固量較低的溢流進(jìn)入廢水緩沖箱，再由廢水緩沖泵打至三聯(lián)箱進(jìn)行廢水處理。濾液箱濾液除石膏旋流器溢流水外，還會進(jìn)入一些濾布沖洗水箱溢流、脫水區(qū)地坑水（多為機封回水、地面沖洗水）等清水水源，這部分低氯離子的水源會將濾液箱的濾液進(jìn)行稀釋。

2.1.2 優(yōu)化改造方案

優(yōu)化改造后脫硫廢水處理系統(tǒng)原水直接取自石膏旋流器溢流，通過現(xiàn)場管路布置自流進(jìn)廢水緩沖箱，通過廢水緩沖泵打入廢水旋流器進(jìn)行旋流，含固量較高的底流進(jìn)入濾液箱回用至吸收塔，含固量較低的溢流進(jìn)入三聯(lián)箱進(jìn)行廢水處理，此部分濾液為高氯離子濾液。如果系統(tǒng)運行不需要投運脫硫廢水處理系統(tǒng)，則廢水緩沖箱液位高后通過箱體溢流管或排放管進(jìn)入濾液箱。

2.1.3 改造效果

因廢水緩沖箱在二樓，濾液箱在一樓，改造后不但能節(jié)省電耗費用，而且減少了循環(huán)，減少了管路磨損。經(jīng)過運行試驗結(jié)果比對，原工藝脫硫廢水系統(tǒng)需日處理原水量在70t左右，廢水原水才能達(dá)到脫硫系統(tǒng)安全運行設(shè)計吸收塔氯離子低于 20000mg/L的要求。而脫硫廢水取水水源改造后，日處理原水約 50 t即可保證吸收塔氯離子低于 20000mg/L。改造前后脫硫廢水原水化驗結(jié)果如表1所示，因每次化驗結(jié)果不同，取平均約數(shù)。從化驗結(jié)果看，改造后脫硫廢水原水的懸浮物和氯離子都稍增加，詳見表1。

表1 改造前后脫硫廢水原水化驗結(jié)果

改造后吸收塔氯離子含量與脫硫廢水處理量關(guān)系對比如圖1所示， 試驗周期一個月，化驗數(shù)據(jù)12次。從實驗結(jié)果看，脫硫廢水日處理原水量可少約20t/d。

圖1 吸收塔氯離子含量與脫硫廢水處理量折線圖

2.2 廢水加藥及處理統(tǒng)

2.2.1 原工藝流程

原脫硫廢水處理系統(tǒng)分為中和（調(diào)節(jié)pH值）、有機硫沉降水中的重金屬、絮凝劑去除水中的懸浮物、濃縮澄清、加藥氧化降低COD幾個步驟處理脫硫廢水，處理后廢水符合國家標(biāo)準(zhǔn)后，內(nèi)部消耗使用。

2.2.2 優(yōu)化改造方案

通過充分調(diào)研，確定優(yōu)化改造后只用一種藥劑（高效混凝劑粉末，無需加水配制），就可以代替原來的石灰乳調(diào)節(jié)pH 值、有機硫、絮凝劑、助凝劑、氧化劑（用射流曝氣器曝氣 代替降低COD）這幾種藥劑，此方案可節(jié)省原加藥系統(tǒng)配制藥品所需的清水約30t/d，此部分水量全部隨藥品進(jìn)入廢水處理系統(tǒng)，轉(zhuǎn)換為脫硫廢水出水，變相增加了脫硫廢水出水的總量。

2.2.3 改造效果

原工藝每處理1t脫硫廢水需消耗的藥劑見表2，折合處理1t脫硫廢水需消耗藥品約15.5元。

表2 原工藝每處理1t脫硫廢水需消耗的藥劑

根據(jù)運行試驗結(jié)果，改造后每處理1t脫硫廢水加藥約 300g， 且改造后直接用粉末投加，不需先加水溶解，每天約可節(jié)水約33t（原工藝每天溶解水量：石灰乳約30t、有機硫約1t、助凝劑約1t、絮凝劑約1t，以每年運行300d，每天運行10h計），每年可節(jié)水約9900t，目前水價4.3元/t，每年可節(jié)省水費約4.3萬元。改造后每年少加氫氧化鈣粉約120t，這些氫氧化鈣粉都會轉(zhuǎn)化成泥餅，折合每年少出泥餅200t以上（氫氧化鈣粉加水的質(zhì)量）,這些泥餅都用裝載機運至煤場摻燒，可節(jié)約裝載機用油消耗（約20h油耗，約折合400L油）和煤場摻燒的壓力。

新工藝比原使用工藝每t水處理費用少花費約6.5元，折合每年少花費藥品費用約13萬元（以每年處理脫硫廢水2萬t計）。

2.3 廢水排出系統(tǒng)

2.3.1 原工藝流程

原脫硫處理后廢水符合國家標(biāo)準(zhǔn)后，通過出水泵（流量 20t/h，揚程25m）打至各系統(tǒng)內(nèi)部消耗使用，其中至渣倉干渣加濕因管路較長（約200m），廢水到渣倉加濕攪拌器處流 量僅不到15t/h，放渣耗水量小、水壓較小無法形成有效噴淋，放渣揚塵偏大。其余一部分水打至煤場噴淋，有時為保障吸收塔正常運行，不得不大量向煤場噴淋，導(dǎo)致煤場內(nèi)燃煤濕度大，容易發(fā)生堵煤情況影響機組正常運行。原工藝流程如圖2所示。

圖2 原工藝流程

2.3.2 優(yōu)化改造方案

去灰?guī)旒訚窕液兔簣龀恋沓貎陕肺醋龈脑欤ㄒ蚋脑旌笳Ｇ闆r下僅至渣倉干渣加濕即可將脫硫廢水全部消耗，此兩路僅緊急備用）。脫硫廢水出水至渣倉干渣加濕系統(tǒng)將原渣倉沖渣循環(huán)集水池（約25m3）利用起來，脫硫廢水出水通過出水泵先將集水池打到高液位存儲， 在集水池上新增一臺立式泵（吸收塔地坑泵增容后閑置地坑泵，修舊利廢未購買新設(shè)備，材質(zhì)滿足脫硫漿液使用，耐高氯離子，流量30t/h，揚程25m），需要放渣時直接啟動此泵打到渣倉加濕攪拌器進(jìn)行加濕，水壓、流量較大，加濕流量可維持在25t/h 左右，對比改造前同樣的放渣量多消耗水量約10t/h，并且有效地控制了卸渣揚塵。因渣倉消耗水量增多，煤場噴淋水量大大減少甚至不用再為了消耗廢水而噴淋，只在煤場身需要時才噴淋，大大減輕了因燃煤濕度大而產(chǎn)生的堵煤風(fēng)險，改造后工藝流程如圖3所示。

圖3 改造后工藝流程

2.3.3 改造效果

原系統(tǒng)每天排出脫硫處理后廢水約100t，分三路使用，渣倉干渣加濕、煤場沉淀池緩沖后至煤場噴灑、灰?guī)旄苫壹訚?。兩臺爐每天產(chǎn)渣量約150t（4～6車，每車30min左右放滿），可消耗廢水約25t；其余煤場和灰?guī)煜?，煤場噴灑過多會導(dǎo)致煤倉堵煤，影響機組安全運行，灰?guī)旆艥窕視斐森h(huán)境污染（放濕灰時非密閉環(huán)境，會有揚塵逸出），而且干濕灰價格差距非常大，影響經(jīng)濟效益（干灰約30元/t，濕灰約5元/t，行情不好時甚至免費贈送）。

為了盡量減少廢水出水量，現(xiàn)在運行時刻意增大石膏帶水量，石膏帶水量由原來10%增加到現(xiàn)在的20%左右。正常運行工況每天石膏產(chǎn)量約為150t左右，可增加帶水量 10～15t，這部分水相當(dāng)于直接減少了等量的脫硫廢水出水。

改造加運行刻意控制后每天排出處理后廢水約35t（壓泥系統(tǒng)帶出一部分水），僅渣倉干渣加濕一路即可消耗完畢（改造后渣倉干渣加濕可消耗水量約 40t/d）。

3 綜合分析

改造前每天需內(nèi)部消耗約100t脫硫廢水出水才能保證脫硫系統(tǒng)安全運行，其中干渣加濕分配約30t，煤場、灰?guī)旆峙浼s70t，壓力非常大，環(huán)保風(fēng)險、經(jīng)濟損失、機組安全運行都可能受到影響；改造后每天內(nèi)部消耗 45t脫硫廢水出水即可保證脫硫系統(tǒng)安全運行,只用渣倉干渣加濕即可全部消耗完畢，即脫硫廢水出水只用干渣加濕即實現(xiàn)了脫硫廢水“零排放”，較之“蒸發(fā)結(jié)晶零排放技術(shù)”改造和運行成本節(jié)省數(shù)千萬元。

改造后每年至少節(jié)約藥品、水、油等成本17.5萬元。改造設(shè)備部分全部以“修舊利廢”形式開展，未購買新設(shè)備；工程部分廢水收集和排出部分經(jīng)技術(shù)部、發(fā)電部充分溝通縝密安排，在不影響系統(tǒng)運行的情況下將改造工作分部實施。加藥系統(tǒng)改造經(jīng)協(xié)調(diào)爭取由藥品廠家免費改造，幾乎未花費用就完成了改造工作。

改造后系統(tǒng)更加簡單，可靠性高，可以大大減少運行人員的工作量。改造后運行設(shè)備大大減少，可以節(jié)約大量設(shè)備維護(hù)工作和備品備件等相關(guān)費用。改造后避免了添加氫氧化鈣粉時大量揚粉的環(huán)保風(fēng)險，符合安健環(huán)管理體系（NOSA）要求。

改造后避免了渣倉卸渣時大量揚塵的環(huán)保風(fēng)險。原渣倉干渣加濕系統(tǒng)脫硫出水進(jìn)入渣倉 加濕攪拌器加濕，加濕水壓、流量較小，卸渣揚塵較大；渣倉增加集水坑泵改造后加濕水壓、流量大大增加，卸渣揚塵大大降低。

4 結(jié)語

通過對脫硫廢水技術(shù)改造，華潤電力（渤海新區(qū)）有限公司脫硫廢水出水只用干渣加濕即可實現(xiàn)脫硫廢水“零排放”，系統(tǒng)簡單，運行可靠性非常高，為其他同類機組燃煤電企業(yè)及其他相關(guān)企業(yè)的脫硫廢水“零排放”運行提供了可借鑒經(jīng)驗。