600MW 機(jī)組在線空預(yù)器水洗廢水優(yōu)化處理

郭永森

（華陽電業(yè)有限公司漳州后石電廠，福建 龍海363104）

1 我廠AH 沖洗廢水處理現(xiàn)狀

漳州后石電廠共有7 臺(tái)600MW 超臨界機(jī)組， 均采用回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器(AH)，受熱面是由厚度為0.5mm 和1.2mm 的薄鋼板軋制成波紋板后疊在一起壓緊組裝而成,通流間隙很小,容易造成積灰;而且燃煤中的硫在燃燒時(shí)生成二氧化硫,一部分二氧化硫又會(huì)轉(zhuǎn)化成三氧化硫,三氧化硫與水蒸氣化合生成硫酸蒸汽,當(dāng)煙氣沖刷受熱面時(shí),硫酸蒸汽在低溫金屬壁面上凝結(jié)，使金屬產(chǎn)生低溫腐蝕。 空預(yù)器受熱面玷污和積灰,又反過來影響受熱面?zhèn)鳠幔M(jìn)一步降低金屬壁溫，從而加劇低溫腐蝕，這種惡性循環(huán)使預(yù)熱器堵灰現(xiàn)象更加嚴(yán)重。 我廠機(jī)組運(yùn)行時(shí)均出現(xiàn)AH 差壓高，CP5 最高達(dá)194mmH2O,最終采用在線水洗得以解決。由于水洗的經(jīng)濟(jì)性，為防止空預(yù)器停用期間的腐蝕，減少空預(yù)器運(yùn)轉(zhuǎn)期間的壓差，我廠機(jī)組出現(xiàn)AH 積灰、差壓高，均會(huì)利用在線、停機(jī)檢修或調(diào)停機(jī)會(huì)進(jìn)行水洗。 隨著空預(yù)器水洗頻率增加，產(chǎn)生的沖洗廢水也相應(yīng)增多， 沖洗廢水排至機(jī)組排水槽再輸送至廢水站集中處理。 原有的處理方法處理量小，出水濁度高，懸浮物含量大，廢水嚴(yán)重積壓，進(jìn)一步影響機(jī)組啟動(dòng)進(jìn)程；若大流量處理則出水水質(zhì)不能滿足環(huán)保排放標(biāo)準(zhǔn)。 自7 臺(tái)機(jī)組全部投產(chǎn)并采用在線水洗以來，我廠原有設(shè)計(jì)廢水處理流程已不能滿足2 臺(tái)以上機(jī)組同時(shí)水洗或單臺(tái)機(jī)組水洗與清管同時(shí)進(jìn)行。廢水處理問題已成為困擾我廠機(jī)組排程的一個(gè)主要因素，因而在不進(jìn)行廢水處理系統(tǒng)擴(kuò)容的前提下，亟需對(duì)當(dāng)前處理流程及處理方法進(jìn)行優(yōu)化和改善。

我廠AH 水洗采用工業(yè)水沖洗，A/B 側(cè)冷、熱端交替3-4 循環(huán)，加藥量約5 噸，沖洗廢水產(chǎn)生量約250T/h，總量約6000t-8000t。 廢水中主要含有硫酸、亞硫酸等酸性物質(zhì)，其pH 值在1.1～6.2 之間，懸浮物主要是空預(yù)器中煙灰及大量的重金屬等物質(zhì)。原設(shè)計(jì)處理流程為沖洗廢水進(jìn)重金屬廢水儲(chǔ)槽E1-E3，處理量最大可達(dá)200T/h。 廢水經(jīng)處理后排放達(dá)《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB8978-1996）第二類污染物最高允許排放濃度一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)(工業(yè)廢水)：

pH:6～9, CODcr≤100mg/l, BOD5≤20mg/l, 懸浮物≤70mg/l。

設(shè)計(jì)流程中， 重金屬離子廢水在儲(chǔ)槽中通過羅茨風(fēng)機(jī)攪拌后，由廢水轉(zhuǎn)運(yùn)泵送至氧化箱，加入30%堿液后，經(jīng)反應(yīng)箱進(jìn)入pH 調(diào)整箱。在pH 調(diào)整箱加堿提高pH 值至9～12，并加入混凝劑，同時(shí)啟動(dòng)攪拌機(jī)，以使其充分反應(yīng)。 pH 調(diào)整箱的廢水溢流至混合箱，再加入助凝劑并攪拌。混合箱出水流至斜板澄清器，通過污泥再循環(huán)加速澄淀。澄清器出水有pH 檢測(cè)并控制加酸。 如pH 合格排至出水監(jiān)督池，不合格排至中和池。 當(dāng)出水監(jiān)督池出口pH 表和濁度表檢測(cè)到出水pH 值或懸浮物不合格時(shí)，出水監(jiān)督池上回流管的閥門自動(dòng)開啟，將該不合格水引入廢水貯存槽C 或E2。

下圖1 為我廠AH 沖洗水等含懸浮物重金屬廢水處理工藝流程圖。

圖1

經(jīng)多年運(yùn)行實(shí)踐，我們發(fā)現(xiàn)原設(shè)計(jì)流程處理AH 沖洗廢水的處理方式存在著一些缺陷，主要表現(xiàn)為AH 沖洗廢水進(jìn)水量較大，再加上廢水站還要處理沉煤池及輸煤棧橋沖洗廢水，水處理、精處理再生廢水，因此經(jīng)常造成廢水的積壓，影響機(jī)組啟動(dòng)進(jìn)程。同時(shí)在空預(yù)器水洗初期廢水呈強(qiáng)酸性，pH 在1.1～6.2 左右，重金屬及懸浮物含量高，需長時(shí)間沉降后采用60-80T/h 的小流量運(yùn)行，并適當(dāng)增大凝聚劑、助凝劑的加藥量加速泥渣沉降，加強(qiáng)斜板澄清器排泥頻率，這樣方能保證廢水達(dá)排放標(biāo)準(zhǔn)。而在實(shí)際操作中，從發(fā)電效益上考慮，機(jī)組排程根本不允許有足夠長的時(shí)間來讓慢慢處理該類廢水。 60-80T/h 處理流量與200-250T/h 的排放量相比而言，可以想象廢水處理的壓力有多大了。

2 試驗(yàn)分析與結(jié)果

在近期的水洗過程中，我們多次采集了AH 沖洗初段、中段、后段廢水，不管是納爾科執(zhí)行水洗操作的CP1～PC4，還是鑫雅執(zhí)行操作的CP5～CP7， 初期排放廢水基本特征為呈青灰色， 懸浮物SS 高于2000mg/l,pH 值介于1.1-3.0 左右，中期廢水一般呈紅褐色，pH 值介于3.0-5.0 左右。

從設(shè)備設(shè)計(jì)方面分析，參照我廠設(shè)計(jì)，斜板澄清器設(shè)計(jì)爐本體沖洗水進(jìn)水水質(zhì)限于＜500mg/l，最大出力200T/h。 《DL/T5046-2006 廢水治理設(shè)計(jì)規(guī)程》5.5 規(guī)定：含鐵銅金屬廢水工藝的反應(yīng)箱設(shè)計(jì)停留時(shí)間5-10min，我廠反應(yīng)箱設(shè)計(jì)16m3,實(shí)有效容積為14m3(下為錐斗及便于攪拌上表面應(yīng)至少留10cm 空間）， 依10min 停留時(shí)間計(jì)算處理流量:Q=14m3÷（10min÷60min/h)=84T/h。

我廠AH 廢水不但含高懸浮物，又含高鐵、鈣、鋁等重金屬，停留時(shí)間只有大于10min 以上才能處理合格。 而在實(shí)際操作中，經(jīng)斜板澄清器沉降的出水色度大，懸浮物高，流量稍大點(diǎn)即滿足不了排放要求。

通過多次燒杯試驗(yàn)， 反復(fù)模擬我廠重金屬離子廢水處理流程：加堿調(diào)pH 至8.5，水樣產(chǎn)生青灰色或紅褐色礬花不沉降，加混凝劑（聚合氯化鋁）充分?jǐn)嚢韬箪o止，礬花進(jìn)一步絮凝并沉降。經(jīng)約10 分鐘，泥渣可完全沉降，水質(zhì)濁度約6～8NTU,pH 約8.22-8.6 左右。

運(yùn)行中，我們注意到，原設(shè)計(jì)裝酸洗廢水的D 儲(chǔ)槽中有預(yù)設(shè)堿管道，可預(yù)先往儲(chǔ)槽加堿中和；在裝有水處理排放的再生堿性水槽中，再進(jìn)AH 中后段沖洗廢水后，很容易沉淀、澄清。轉(zhuǎn)換思路,可試先將加在重金屬離子廢水處理系統(tǒng)（四聯(lián)箱）的堿液，事先加進(jìn)儲(chǔ)槽中，提升空預(yù)器廢水pH 再混凝。 經(jīng)過反復(fù)實(shí)踐：我們把儲(chǔ)在各槽的空預(yù)器酸性水通過與其他槽倒池混合提升pH 或預(yù)先加堿液入E1-E3 儲(chǔ)槽，提升pH 至排放合格范圍8.0～9.0，經(jīng)過羅茨風(fēng)機(jī)充分混合、曝氣，絮凝沉降，澄清后廢水通過原有重金屬離子廢水處理系統(tǒng)四聯(lián)箱，加入混凝劑進(jìn)一步混凝，再微調(diào)pH 至排放標(biāo)準(zhǔn)，從而使廢水能夠合格并通過回收水池排放。 儲(chǔ)槽底部沉降泥渣通過倒池操作至B 污泥水儲(chǔ)槽，進(jìn)入濃縮池，投運(yùn)脫水機(jī)處理掉。

分析其原理，AH 廢水中含有大量Fe3+、Fe2+、AL3+等， 在堿性條件下這些鐵及鋁離子生成多羥基絡(luò)合物，從而形成大的絮凝體，發(fā)生網(wǎng)捕作用使SS 沉降，另一方面在強(qiáng)堿加入時(shí)也會(huì)形成氫氧化鐵及氫氧化鋁沉淀。 各槽泥渣經(jīng)沉降，懸浮物含量大量降低后，經(jīng)重金屬離子廢水處理系統(tǒng)四聯(lián)箱容易處理合格，也即有可能能增大處理流量。 關(guān)鍵點(diǎn)在于，要有充分的絮凝反應(yīng)和沉降時(shí)間。

3 AH 沖洗廢水處理優(yōu)化對(duì)策探討

至此，我們對(duì)我廠廢水處理流程進(jìn)行以下優(yōu)化：

1）延伸D 儲(chǔ)槽加堿管道至E1/E2/E3 儲(chǔ)槽，可分別對(duì)各槽加堿液。

2）后續(xù)AH 水洗前一天必須把儲(chǔ)槽液位處理到最低液位。

3）預(yù)留預(yù)估該AH 廢水進(jìn)哪幾個(gè)儲(chǔ)槽，再分別提前加堿，須預(yù)留不加堿的槽盛裝水洗后期廢水，AH 廢水以總共7500 立方估算， 水洗初期pH 可低至1.1 結(jié)束時(shí)為6.2 左右。

（1）如果進(jìn)E1/E2/E3 槽，則預(yù)先加堿約1000kg/槽。 （設(shè)每槽進(jìn)水1800 噸，進(jìn)水pH 平均3.5，攪拌后最終pH8，則：

加堿量=40×1800×1000×（10-3.5-10-8）÷（30%×1.33×60）=951kg）。

（2）如果進(jìn)A/C/D 類槽，則預(yù)先加堿450kg /槽。 （設(shè)每槽進(jìn)水800噸，進(jìn)水pH 平均3.5，攪拌后最終pH8，則：

加堿量=40×800×1000×（10-3.5-10-8）÷（30%×1.33×60）=423kg)。

4）到水洗后期pH 已升高,同時(shí)懸浮物也低，此時(shí)的廢水可進(jìn)入沒有預(yù)先加堿的儲(chǔ)槽，后續(xù)依原設(shè)計(jì)流程處理，加酸、堿調(diào)出水pH 即可。

5）需要注意的是，進(jìn)AH 沖洗廢水時(shí)要邊進(jìn)水邊啟動(dòng)羅茨風(fēng)機(jī)充分?jǐn)嚢瑁惨踊?yàn)并適時(shí)加酸堿調(diào)pH 在8.0～8.8 范圍，待pH 均勻后停止攪拌。 時(shí)間進(jìn)程允許的話可待澄清后再大流量進(jìn)入回收池，否則要合適流量通過四聯(lián)箱處理。

4 結(jié)束語

空預(yù)器沖洗廢水處理不難，但依照常規(guī)處理流程，要處理合格并排放是需要足夠的時(shí)間的。 經(jīng)將加堿時(shí)間提前至儲(chǔ)槽優(yōu)化改善后，這種處理方式可大大縮短空預(yù)器沖洗廢水的處理時(shí)間，減少影響機(jī)組的進(jìn)程的可能性。 而且經(jīng)優(yōu)化后的處理方式，節(jié)省了處理過程反復(fù)進(jìn)行pH 調(diào)整產(chǎn)生的酸堿耗量，減少廢水的重復(fù)處理次數(shù)，減輕了廢水站人員的工作強(qiáng)度和勞動(dòng)量。 更重要的是排放廢水的色度、濁度也較以前有明顯改觀，保證了電廠的工業(yè)廢水達(dá)排放標(biāo)準(zhǔn)及回收利用要求。

［1］王曉菁.空預(yù)器沖洗廢水處理的探索與實(shí)踐[J].山西科技，2013(04).

［2］后石電廠空預(yù)器在線清洗監(jiān)督[J].

［3］華陽后石電廠化學(xué)運(yùn)行規(guī)程[S].2008,1.

［4］GB8978-1996 污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)[S].

［5］DL/T5046-2006 廢水治理設(shè)計(jì)規(guī)程[S].

［6］漳州后石電廠新建工程施工設(shè)計(jì)化學(xué)部分第01 卷第01 冊(cè)電廠化學(xué)部分說明書（圖號(hào)： Fl 135-HOIOI-01)[Z].