含煤廢水系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行探討

李勝振，趙振宇

（神華三河發(fā)電有限責任公司，河北 三河 065201）

1 概 述

在環(huán)保要求日益嚴格的今天，如何確保含煤廢水系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行，保證外排水質(zhì)合格，已成為各火力發(fā)電廠關(guān)注的重點。含煤廢水中含有大量細小的煤粉塵顆粒，這種煤粉塵顆粒的比重與水的比重極其相近，難以靠重力進行自然沉淀。為了及時收回含煤廢水中存在的煤粉，減少能源的浪費，同時，使廢水得到凈化，并符合國家的排放標準，所以，在火力發(fā)電廠中都增設(shè)了含煤廢水凈化處理系統(tǒng)。

圖1 含煤廢水處理系統(tǒng)工藝流程

含煤廢水處理系統(tǒng)的工藝流程，見圖1所示。含煤廢水通過輸煤廊道內(nèi)排污泵與煤場排水溝收集后，進入含煤廢水處理系統(tǒng)一級沉淀池，經(jīng)過一級、二級、三級沉淀池沉淀后，廢水通過提升泵輸送到集成式污水凈化器，輸送過程中，分別投加無機混凝劑（聚合氯化鋁）和有機復(fù)合絮凝劑（聚丙烯酰胺），藥劑與廢水充分混合后，通過切線方向進入凈化器，產(chǎn)生旋流式上升，較大顆粒懸浮物靠自身重力沿罐壁下沉到煤泥濃縮區(qū)，細小顆粒懸浮物通過混凝和絮凝作用又凝聚成較大顆粒懸浮物，經(jīng)旋流產(chǎn)生固液分離，大部分懸浮物下沉至煤泥濃縮區(qū)，尚有少量細顆粒懸浮物隨著旋流上升至動態(tài)過濾區(qū)，經(jīng)懸浮濾料層吸附截留，同時使水凈化并上升至清水區(qū)，再通過頂部出水管自流入外排管。集成式污水凈化器的底部煤泥，需定期進行排泥及反沖洗，產(chǎn)生的煤泥污水均排入一級沉淀池中。一級沉淀池中的沉淀煤泥通過煤泥抓斗機定期清理至煤場。

2 水質(zhì)不合格原因

造成含煤廢水水質(zhì)不合格主要有藥劑（助凝劑、混凝劑）的配置濃度、配置方法、提升泵入口廢水濃度、設(shè)備運行情況以及人為操作、設(shè)備檢修維護等幾個方面的因素。

2.1 藥劑濃度不符合要求

加藥時未嚴格按照相關(guān)要求進行，致使加藥濃度不夠，達不到應(yīng)有的效果。同時，如果混凝劑加藥速度太快，極易在藥箱中出現(xiàn)絮狀藥塊不能溶解，也會降低藥劑的整體濃度。另外，受季節(jié)溫度變化、提升泵入口廢水濃度大小等因素的影響，藥劑濃度也應(yīng)該根據(jù)實際情況進行調(diào)整。

2.2 藥劑溶解不充分

正常情況下，加藥箱加藥時要同時投運攪拌器，經(jīng)過攪拌后，才能使藥劑充分溶解，從而發(fā)揮應(yīng)有的藥效。如果加藥箱加藥后，立即啟動加藥泵運行，沒有完全溶解的藥劑根本無法起到正常的“混凝”與“助凝”的作用，造成藥劑的浪費。

2.3 藥劑無法正常加入

在實際操作過程中，有時藥劑無法正常加入管道混合器的原因：（1）加藥濃度過大或混凝劑加藥太快出現(xiàn)絮狀藥塊，造成加藥管路堵塞；（2）系統(tǒng)停運后，未及時對加藥管進行反沖洗，導(dǎo)致殘存在加藥管中的藥劑凝固，從而堵塞加藥管；（3）未按要求定期清理加藥箱，藥箱底部沉積雜物堵塞加藥管入口；（4）加藥泵入口濾網(wǎng)及管道混合器處的濾網(wǎng)長時間沒有進行清理造成堵塞。

2.4 含煤廢水的濃度高

含煤廢水系統(tǒng)運行期間，一級沉淀池內(nèi)的煤泥如果沒有按照要求進行清理，會導(dǎo)致沉淀池內(nèi)煤泥的位置升高，廢水在沉淀池內(nèi)的沉淀空間與時間都會受到影響，造成沉淀效果不佳。嚴重時，因煤泥的位置過高，廢水無法進行沉淀直接流入下一級沉淀池，最終造成含煤廢水提升泵入口煤泥濃度升高。不僅需要加大藥劑（助凝劑、混凝劑）的配置濃度，造成藥劑費用增加，而且也會加劇提升泵等設(shè)備的磨損老化，影響凈化器的凈化效果與外排水質(zhì)。

2.5 未進行定期排泥

與藥劑充分混合后的含煤廢水進入凈化器后旋轉(zhuǎn)上升，在此期間，煤泥在藥劑的作用下，不斷地沉淀至凈化器的底部。如果長時間不對凈化器進行排泥，煤泥會越積越高，使進入凈化器的含煤廢水凈化空間縮小，從而影響凈化效果。

2.6 未對凈化器進行反沖洗

含煤廢水凈化器經(jīng)過一段時間運行，上部的濾料層會截獲部分懸浮物或煤泥。反沖洗的作用就是對濾料層進行沖洗，將濾料上粘附的懸浮物沖洗下去。如果不按要求進行反沖洗，不僅會影響系統(tǒng)的正常凈化效果，嚴重時濾料堵塞嚴重，造成系統(tǒng)出力降低。

2.7 檢修人員維護不到位

檢修人員維護不到位主要表現(xiàn)在定期工作上：（1）對加藥泵、提升泵等設(shè)備沒有定期進行檢查維護，導(dǎo)致設(shè)備磨損，出力降低，影響系統(tǒng)正常運行；（2）沒有定期清理加藥泵入口與管道混合器處的濾網(wǎng)；（3）經(jīng)常反洗沖刷使濾料的直徑減小，沒有對凈化器內(nèi)的濾料層進行定期檢查及補充濾料。

3 確保系統(tǒng)安全運行的措施

通過分析可知，藥劑（助凝劑、混凝劑）品質(zhì)、提升泵入口廢水濃度、人為因素等原因都會造成含煤廢水系統(tǒng)水質(zhì)不合格。為此，需采取各種相關(guān)措施。

3.1 合理配置混凝劑與助凝劑的濃度

正常情況下，混聚劑的投加量常為50～70mg／L，配藥濃度在5%左右；助凝劑投加量為2.5～3mg／L，濃度在0.1%左右。夏季溫度高，加藥量可適當減少；冬季氣溫低，加藥量要適當加大，也可根據(jù)含煤廢水濃度、凈化器出口水的凈化效果等情況適度調(diào)整藥量。同時，加入助凝劑時一定要緩慢均勻加入，防止藥劑溶解不開，出現(xiàn)絮狀藥塊堵塞加藥管或加藥泵。

3.2 待藥劑充分溶解后再使用

加藥箱加藥后，混凝劑攪拌至少需要1h，方可使用，助凝劑須攪拌4h后，才可使用，以確保藥劑在藥箱內(nèi)完全溶解，發(fā)揮藥劑的最大藥效。

3.3 確保加藥系統(tǒng)正常運行

系統(tǒng)運行中，要不斷觀察加藥箱液位的變化，確定藥劑是否正常加入管道混合器。如發(fā)現(xiàn)加藥箱液位下降速度較慢或不動，要及時查找原因或聯(lián)系檢修人員協(xié)助處理。每次停運系統(tǒng)運行后，要及時開啟加藥管路的反沖洗閥門，對加藥管路進行沖洗，防止殘存藥劑堵塞設(shè)備。同時，每周都要對加藥箱進行徹底清理，防止雜物沉積堵塞加藥系統(tǒng)。

3.4 降低提升泵入口含煤廢水濃度

最初設(shè)計的含煤廢水沉淀池是二級沉淀，經(jīng)過數(shù)據(jù)檢測，沉淀后的廢水濃度（提升泵入口廢水濃度）是2000～3000mg／L，相對較高。此濃度的廢水在凈化中，不僅需要的藥劑濃度較高，也加大了提升泵及其他設(shè)備的磨損。為此，對沉淀池系統(tǒng)進行了改造，使二級沉淀變成了三級沉淀，三級沉淀后的廢水濃度（提升泵入口廢水濃度）降至100～200mg／L，廢水濃度的降低，有效地節(jié)約了投放藥劑，也減少了對提升泵等設(shè)備的磨損。

含煤廢水系統(tǒng)運行期間，要常對含煤廢水系統(tǒng)一級沉淀池進行清理，盡量使沉淀池內(nèi)的煤泥保持在較低的煤位。同時，二級沉淀池每半年要清理1次，三級沉淀池每年清理1次，也可根據(jù)實際情況調(diào)整清理時間，以便有效降低提升泵入口的含煤廢水濃度。各級沉淀池盡量保持低水位運行，不能同水位運行。

3.5 定期排泥

含煤廢水系統(tǒng)啟動運行后，每隔6～8h，打開凈化器底部排泥門進行排泥，排泥5min后關(guān)閉。也可以根據(jù)凈化器的凈化效果調(diào)整排泥時間。排泥時，應(yīng)將排泥門全開，必要時可開啟反沖洗閥門，防止煤泥過多導(dǎo)致排泥門關(guān)閉不嚴。

3.6 定期進行反沖洗

設(shè)計上考慮，當凈化器運行1個月或凈化器壓力變送器顯示的壓力值達到0.2MPa時，進行反沖洗，即不主張頻繁進行反沖洗，這是為防止濾料因頻繁的反沖洗被沖出濾料網(wǎng)。在實際運行中，并未發(fā)生濾料被沖走的現(xiàn)象，一般情況下，為確保凈化器的凈化效果，每3～5天對凈化器進行1次反沖洗。每次反沖洗的時間控制在5min左右，也可待排泥管出口排出凈水后再停止反沖洗。

3.7 確保系統(tǒng)正常啟動

嚴格按照含煤廢水系統(tǒng)的啟動步驟與順序進行操作，啟動系統(tǒng)之前，要先開啟或關(guān)閉相關(guān)閥門，然后啟動加藥泵，最后再啟動提升泵運行。防止對閥門的誤操作或啟動與運行系統(tǒng)無關(guān)的設(shè)備，注意檢查加藥泵與提升泵出口壓力表指示是否正確。在凈化器出水后及時通過SS濃度測量儀顯示的數(shù)值，對凈化后的水質(zhì)進行確認。

3.8 含煤廢水系統(tǒng)的定期維護

檢修人員應(yīng)做好三項工作：（1）定期對加藥泵、提升泵等設(shè)備進行檢查維護，使設(shè)備完好率保持在較高水平；（2）定期清理加藥泵入口與管道混合器處的濾網(wǎng)，保證加藥系統(tǒng)的暢通；（3）定期對凈化器內(nèi)的濾料層進行檢查，發(fā)現(xiàn)濾料出現(xiàn)問題，要及時補充或更換濾料。

4 其它注意事項

4.1 凈化效果的監(jiān)測

凈化器配置1號～4號監(jiān)控取樣管，分別安裝在凈化器本體不同的高度上。系統(tǒng)運行期間，應(yīng)每隔0.5～1h取檢凈化器的出水，觀察系統(tǒng)的運行狀況。1號～3號取樣管設(shè)置在絮凝反應(yīng)區(qū)、重力和離心分離區(qū)，分別監(jiān)測絮凝和離心分離的運行狀況；4號取樣管設(shè)置在過濾層上部清水區(qū)，監(jiān)測過濾及出水水質(zhì)狀況。

4.2 注意檢查三級沉淀池水位

三級沉淀池的水位過低時，要及時停止提升泵運行。避免因水位過低，廢水無法進入提升泵，設(shè)備長時間空載運行將使設(shè)備損毀。同時也要加強對提升泵出口壓力、振動、聲音、溫度等參數(shù)的檢查，發(fā)現(xiàn)異常及時停運，查找原因進行處理。

4.3 系統(tǒng)停運期間的注意事項

凈化器如果長時間停運（2天以上），必須打開排泥閥排空凈化器罐體內(nèi)廢水及煤泥，防止煤泥沉淀凝固。凈化器停運期間，藥箱內(nèi)的混凝劑保存時間一般不超過3天，助凝劑不超過7天。

5 結(jié) 語

通過采取上述方法，含煤廢水處理系統(tǒng)不僅使廢水中的煤粉得到了有效的回收利用，從2009年至今，未出現(xiàn)外排水質(zhì)不合格現(xiàn)象，助凝劑、混凝劑等藥劑費用也明顯降低。含煤廢水提升泵入口廢水濃度的降低也減少了設(shè)備的磨損老化，在達到環(huán)保要求的同時，實現(xiàn)了系統(tǒng)安全經(jīng)濟穩(wěn)定運行的目標。

神華三河發(fā)電有限責任公司.輸煤運行規(guī)程［R］.P64—P71.