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火電廠脫硫廢水處理系統的改造及運行調整
時間:2019-08-16 09:31:38

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摘要:華潤鎮江電廠脫硫廢水處理系統采用“三聯箱+澄清器”經典脫硫廢水治理技術,本次技改增加了高效無機吸附劑投加系統處理脫硫廢水,取消了原三聯箱加藥系統,并對三聯箱攪拌機轉速進行提速,且對廢水調節池內曝氣裝置進行了擴容;現運行出力達到設計水平,且出水水質達到現在的環保排放要求,從而實現達標排放或回用。

關鍵詞:脫硫廢水、運行調整、三聯箱處理、高效無機吸附劑

1、前言

華潤鎮江電廠600MW機組煙氣脫硫系統均采用石灰石-石膏濕法脫硫工藝,該工藝中為了維持脫硫吸收塔漿液循環的物質平衡,防止漿液中氯離子等雜質高濃度聚集,同時也防止氯離子等對脫硫系統的管道、設備造成腐蝕損壞,必須嚴格保證漿液和石膏品質,從而必須要在脫硫系統中排放一定量的廢水。廢水中含有的雜質主要包括懸浮物、亞硫酸鹽、硫酸鹽以及重金屬,且pH值偏酸性、氯離子含量超高、濁度大、腐蝕性強,因此處理難度大;隨著國家對環保要求的提高,脫硫廢水必須實現凈處理達標排放。鎮江電廠脫硫廢水處理系統在自投產以來的運行中遇到了一系列的問題:達不到設計出力、出水水質不達標、設備故障率高、廢水含固量高等問題,在今年的恢復性技改大修后,現已正常運行,各項指標均符合國家標準。

2、脫硫廢水處理系統的工藝流程

2.1 鎮江電廠脫硫廢水處理系統的工藝流程如下:由廢水處理、污泥脫水以及化學加藥這3個部分組成。其中,廢水處理系統包括廢水調節前池、三聯箱(中和箱、沉降箱、絮凝箱)、濃縮澄清器、清水池組成;污泥脫水系統由污泥螺桿泵、板框式壓濾機等配套組成;化學加藥系統由酸、堿、次氯酸鈉、有機硫、絮凝劑、助凝劑以及石灰乳加藥系統組成。

2.2 脫硫廢水來自脫硫島廢水旋流站的溢流液,經廢水箱收集后,由廢水泵輸送到廢水調節前池中,由布置在池底的曝氣裝置對其進行曝氣、攪拌,從而降低廢水中的COD值,后經廢水提升水泵輸送至中和箱,在中和箱內添加來自石灰乳制備裝置的石灰乳,將脫硫廢水的pH值調整到9.5以上,使得一些重金屬離子,如Fe3+、Cu2+等生成氫氧化物的沉淀。脫硫廢水經過溢流至沉降箱,與加入的有機硫(TMT15)充分混合,使得Hg2+、Cu2+和Pb2+等重金屬離子生成難溶的硫化物,并與加入的絮凝劑(PAC)生成大量的絮凝物,脫硫廢水經過溢流至絮凝箱,以及在濃縮澄清器的入口管處加入助凝劑(PAM)進一步強化顆粒的形成,使得細小的絮凝物慢慢的變成粗大結實、更易沉積的絮凝體,以便于自由沉淀、分離。2.3脫硫廢水從絮凝箱自溢流進入濃縮澄清器,廢水中的絮狀體在重力的作用下沉積在澄清器的底部,濃縮池高濃度的泥漿,由布置在底部的刮泥裝置進行清除,清水則上升經過蜂窩斜管進一步過濾后至頂部通過環形三角溢流堰自流至清水池。

3、脫硫廢水運行中出現的問題

3.1 廢水中含固量超標

鎮江電廠脫硫廢水處理系統設計來水的含固量為1%左右,但是在實際生產過程中,易受到鍋爐燃燒煤種、外購石灰石粉等因素的影響,再加上脫硫漿液自身品質不佳,以及脫硫島石膏旋流站、廢水旋流站旋流效果不佳,從而造成脫硫廢水實際來水的含固量在2%~5%波動,最大時達到了18%左右,導致脫硫廢水整個系統長期超負荷的運轉,且由于廢水調節前池內曝氣管道的不合理布置,容易造成池底積泥;三聯箱攪拌器速度和強度與脫硫廢水中的固體物質濃度不匹配,造成三聯箱底部積泥嚴重。

3.2 運行調整方式不合理

(1)加藥量與實際廢水濃度不匹配,脫硫廢水中的沉淀物沉降、絮凝沒有達到預期效果;

(2)板框式壓濾機壓泥過程中產生的濾液通過地溝回流至廢水調節前池,增加了系統負荷;

(3)沉降箱pH計缺少維護,表計測量有偏差,對石灰乳的加藥量不易控制。

3.3 板框式壓濾機故障頻繁

板框式壓濾機在運行中不穩定,有時污泥含水率太高而導致泥餅不成形;有時污泥含水率太低而導致中孔完全堵塞,泥餅粘結濾布嚴重,造成不能自動卸泥,增加了人工干預的難度。

4、運行方式的優化及改進

4.1 對脫硫島廢水旋流器進行改造,定期清理或更換旋流器噴嘴,提高旋流水平,盡量降低脫硫廢水的含固量;

4.2 由于脫硫廢水中的懸浮物主要是由硅、鋁等化合物組成,其本身沉降、濃縮性較好,直接沉淀即可去除大量的懸浮物。因此在脫硫廢水進入廢水調節前池前設置預沉池,對廢水中的大顆粒懸浮物進行固液分離,池底的積泥可以直接輸送至板框式壓濾機進行壓泥,也可以將積泥再輸送回吸收塔中進行漿液循環;上清液則經過水泵輸送至廢水調節前池;

4.3 三聯箱中的攪拌器主要起加強反應的作用,由于脫硫廢水來水的懸浮物含量較高,且懸浮物的沉降性能也很好,使得脫硫廢水中的懸浮物極易沉降在箱體中,特別是加入藥劑后很快形成較大的絮凝顆粒沉降下來。所以,在不將形成的絮凝大顆粒打碎的前提下,使攪拌器處于較高的轉速,以防止三聯箱箱底固體物質發生沉積。為此,將原設計的攪拌機轉速提高,加大攪拌強度,很好地解決了箱底積泥的現象,

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4.4 對廢水調節前池內進行曝氣,促使廢水中亞硫酸鹽進一步氧化,有利于降低廢水中的COD,但是由于原設計中池底的曝氣裝置布置不合理,易發生固體沉淀,因此對脫硫廢水前池內的曝氣裝置進行優化布局改造,從而防止固體沉淀。

4.5 增加高效無機吸附劑加藥投加系統,與原有廢水處理系統并聯,可隨時切換原有的加藥系統。

4.5.1 高效無機吸附劑是利用高效無機吸附劑對水中氨氮、各種重金屬的吸附作用,有效去除廢水中的氨氮及各種重金屬離子,從而使排放的廢水達到國家規定的行業標準,在工藝條件恰當的前提下,該型分子篩對大部分重金屬離子的吸附率達到80%以上,處理效果顯著,同時該分子篩由天然礦物組成,對人及環境沒有任何危害,吸附重金屬離子后其所吸附的重金屬離子的解吸率小于0.3%,不會對環境產生二次污染。

4.5.2 通過一個多月的調整及試驗,最終確定按脫硫廢水15T/h的處理能力來算,高效無機吸附劑的加藥量為300-400ppm時,脫硫廢水的出水水質達到了預期效果,詳見下圖3第三方的監測報告。

(1)對懸浮物去除效果明顯,懸浮物從3050ppm下降至29ppm

(2)對重金屬處理去除吸附效果良好,鎮江電廠脫硫廢水重金屬主要以總鎘、總鎳、總鋅為主,處理前總鎘含量超標,處理后重金屬各項指標均達到標準處理要求。

(3)對pH值有微調作用,處理前pH值為6.38,處理后為7.32,完全滿足處理要求。

(4)對氟化物也有較好的吸附去除作用,處理前為15.9ppm,處理后為7.66ppm。

(5)對COD去除效果也比較明顯,處理前為372ppm、處理后為209ppm(根據《火電廠石灰石-石膏濕法脫硫廢水水質控制指標》DL/T 997-2006標準要求COD需要扣除隨工藝水帶入系統的部分,此報告中COD未扣除。)由于無機改性絮凝劑主要去除的是懸浮狀COD,從報告結果看若扣除工藝補給水帶入部分的COD含量,也達到了處理的預期要求。

4.6 新老加藥系統的經濟性對比,

以兩臺600MW機組每天的脫硫廢水排放量為100噸左右計算。

(1)高效無機吸附劑:每月藥劑消耗900Kg(每天30Kg),藥劑單價3.16萬元/噸,每月的

藥劑費用為2.84萬元。全年藥劑費用:34.13萬元,其年度維護成本和電耗基本可忽略不計。

(2)采用傳統藥劑的每月消耗:

a、氫氧化鈣:15噸,單價0.08萬元/噸,每月氫氧化鈣費用1.2萬元;

b、有機硫:1.5噸,單價1萬元/噸,每月有機硫費用1.5萬元;

c、PAC及PAM:7.5噸,單價0.08萬元/噸,每月PAC及PAM費用0.6萬元;

(3)采用傳統藥劑每月藥劑費用合計大約3.3萬元,全年藥劑費用大約39.6萬元;

采用傳統藥劑加藥系統年度電耗約2.4萬元,年度設備維護成本約12萬元;

采用傳統藥劑方案年度綜合費用大約為54萬元,而使用高效無機吸附劑全年綜合費用大約為34.13萬元;具有較高的運行經濟性;且運行人員工作量減輕,安全性提高。傳統藥劑需添加四種藥品,接卸溶藥頻繁,存在較大的安全風險。

5、結論語

通過以上的改造,截止發稿時鎮江電廠脫硫廢水技改后的運行出力達到了設計出力,出水水質穩定,達到國家環保標準,文中所列出的問題大都是各大電廠所遇到的困境,此次技改方案是在多次調研的基礎上提出的,并已在多個電廠得到運用且效果良好,可作為同類型電廠脫硫廢水處理系統所借鑒。

參考文獻:

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