火電廠脫硫廢水處理工藝的設計

馬久力

[摘要]文章首先介紹了脫硫廢水處理技術原理，在此基礎上提出了一種使得脫硫廢水達到排放標準的處理流程和藥品添加方案，在實際應用中取得良好的效果。

[關鍵詞]火電廠；脫硫；廢水處理；系統

[DOI]1013939/jcnkizgsc201533067

山西魯能河曲發電有限公司脫硫廢水系統自二期機組投產以來，一直未能正常投入使用，主要原因是脫硫系統排出的廢水固含量太高，同時存在閥門通流量過小、埋于地下的玻璃鋼管道經常堵塞、三聯箱容量小、脫泥機不能適應脫硫廢水中的硅性晶狀體固體物等多種因素。隨著環境保護和可持續發展意識的日益加強，脫硫廢水需要經過處理，使得廢水達到《綜合污水排放》的一級標準，本文提出了一種脫硫廢水處理工藝流程完滿地解決了這一問題。

1脫硫廢水處理技術原理

11廢水中和

脫硫廢水處理系統中的反應池是由3個隔槽組成的，每個隔槽充滿后自流進入下一個隔槽，在脫硫廢水進入第1隔槽的同時加入一定量的石灰漿液，通過不斷攪拌，其pH值可從55左右升至90以上。

12重金屬沉淀

Ca（OH）2的加入不但升高了廢水的pH值，而且使Fe3+、Zn2+、Cu2+、Ni2+、Cr3+等重金屬離子生成氫氧化物沉淀。一般情況下3價重金屬離子比2價離子更容易沉淀，當pH值達到90～95時，大多數重金屬離子均形成了難溶氫氧化物。同時石灰漿液中的Ca2+還能與廢水中的部分F-反應，生成難溶的CaF2；與As3+絡合生成Ca（AsO3）2等難溶物質。此時Pb2+、Hg2+仍以離子形態留在廢水中，所以在第2隔槽中加入有機硫化物（TMT15），使其與Pb2+、Hg2+反應形成難溶的硫化物沉積下來。

13絮凝反應

經前兩步化學沉淀反應后，廢水中還含有許多細小而分散的顆粒和膠體物質，所以在第3隔槽中加入一定比例的絮凝劑FeClSO4，使它們凝聚成大顆粒而沉積下來，在廢水反應池的出口加入陽離子高分子聚合電解質作為助凝劑，來降低顆粒的表面張力，強化顆粒的長大過程，進一步促進氫氧化物和硫化物的沉淀，使細小的絮凝物慢慢變成更大、更容易沉積的絮狀物，同時脫硫廢水中的懸浮物也沉降下來。

14濃縮/澄清

絮凝后的廢水從反應池溢流進入裝有攪拌器的澄清/濃縮池中，絮凝物沉積在底部并通過污泥輸送泵輸送至污泥調節池中，污泥調節池的作用是作為板框壓濾機的前端調節池，可以調節污泥的性質等影響壓濾機運行的因素，從而起到保障壓濾機系統正常運行的作用。另外，污泥調節池的另一作用是為污泥系統提供緩沖空間，保障澄清池內污泥的及時輸出，從而改善澄清池的內部運行環境，達到對澄清池內部設備的保護。絮凝物在污泥調節池中再次通過污泥輸送泵輸送至箱式壓濾機濃縮成污泥，濾液水回流至三聯箱。大部分污泥經污泥泵排到壓濾機，小部分污泥作為接觸污泥返回廢水反應池，提供沉淀所需的晶核。上部凈水通過澄清/濃縮池周邊的溢流口自流到出水箱，出水箱設置了監測凈水pH值和懸浮物的在線監測儀表，如果pH值和懸浮物達到排水設計標準則通過出水泵外排，否則將其送回廢水反應池繼續處理，直到合格為止。

2試劑添加方案設計

21鹽酸添加系統

鹽酸由槽車通過鹽酸液體抽吸泵輸送到鹽酸儲液箱，由鹽酸隔膜計量泵投加到出水箱，鹽酸計量泵的運行由設于出水箱中的pH在線監測儀控制，當pH值高于設定值時，鹽酸計量泵自動啟動，將鹽酸貯存箱內的鹽酸投加到澄清器出水口，調節出水pH值在60～90，達到排放標準的要求。

鹽酸添加系統操作流程如下：

槽車→鹽酸液體抽吸泵→鹽酸儲液箱→鹽酸隔膜計量泵→出水箱

22石灰乳添加系統

石灰乳為粉狀，Ca（OH）2含量>95%。人工加入料斗后通過斗式提升機加入石灰儲倉，自動加水稀釋到大約10%的濃度，10%的石灰漿通過石灰加藥泵加到中和箱中，用作中和劑/沉淀劑，以達到設定的pH值。石灰乳投加量根據通過沉淀箱上的pH計自動調節試劑量。

石灰添加系統流程如下：

石灰→制備箱→儲液箱→計量泵→中和箱

23助凝劑添加系統

助凝劑為粉狀袋裝聚合電解質，貯存在加藥裝置旁的藥品堆放區域，人工加入干粉定量進料機的料斗中，由干粉定量進料機自動定量加入溶液箱中，配置為濃度大約01%的溶液，通過精密計量泵投加到絮凝箱，助凝劑投加量根據廢水量按比例自動加入。

聚合電解質添加系統流程如下：

聚合電解質→干粉定量進料機→溶液箱→助凝劑隔膜計量泵→絮凝箱

24有機硫化物添加系統

有機硫藥液為桶裝藥液，儲存在投藥裝置附近的化學藥品堆放區域，設液體抽吸泵1臺，可將桶裝藥液加注到有機硫貯存箱中，有機硫化物濃度大約15%，通過精密計量泵投加到沉降箱，有機硫化物投加量根據廢水量按比例自動加入。

有機硫化物添加系統流程如下：

桶裝藥液→有機硫化物液體抽吸泵→有機硫化物儲液箱→有機硫化物隔膜計量泵→沉降箱

25絮凝劑FeClSO4添加系統

FeClSO4藥液為桶裝藥液，儲存在投藥裝置附近的藥品堆放區域，設液體抽吸泵1臺，可將桶裝藥液加注到FeClSO4儲液箱中，FeClSO4濃度大約40%，通過精密計量泵投加到絮凝箱，藥品投加量根據廢水量按比例自動加入。

絮凝劑添加系統流程如下：

桶裝藥液→FeClSO4液體抽吸泵→FeClSO4儲液箱→FeClSO4隔膜計量泵→絮凝箱

3污泥處理系統

污泥處理系統的工藝流程如下圖所示。

由污泥處理系統的工藝流程圖可以看出污泥處理步驟為：澄清器底部的剩余污泥，一部分污泥作為接觸污泥通過污泥循環泵返回到中和箱，以提供沉淀所需的晶核，獲得更好地沉降。一部分通過污泥輸送泵輸送至污泥緩沖池，污泥緩沖池內的污泥通過污泥輸送泵加壓，進入板框式壓濾機脫水，生成的泥餅外運。濾液自流入濾液箱，經濾液泵回流到中和池。

4系統運行

41啟動前的檢查與準備

（1）檢修工作結束，工作票終結，安全措施已拆除，設備及周圍環境清潔、無積油、積水和其他雜物，照明充足；

（2）減速器、軸承油室油位正常、油鏡清晰、油質良好、高低油位標志清晰。

（3）聯軸器連接牢固、盤車靈活無卡澀、地腳螺栓緊固、保護罩安裝完整牢固。

（4）電動機絕緣合格、電源線接地線連接良好、方向正確、電流表、啟動、停止開關指示燈完好、電流表應標有額定電流的紅線。

（5）軸承及電動機線圈溫度測量裝置完好、可靠。

（6）各傳動皮帶輪連接牢固、手盤靈活、皮帶無打滑、跑偏現象。

（7）檢查系統電氣、控制、機械設備的調試和實驗已完成。

（8）檢查廢水系統各閥門狀態正確。

（9）檢查流量計、液位計及各表記已送電且顯示正常；pH計等化學監督儀表顯示正常并且準確。

（10）各加藥泵，水泵處于良好備用狀態。

（11）各箱、池、井及其管道閥門完好無泄漏，管道暢通無堵塞，攪拌器運行正常。

（12）箱式壓濾機完好，監控設備完整且正常工作，污泥輸送泵做好運行準備。

（13）處理廢水所需藥品熟氫氧化鈉、有機硫、聚鐵、助凝劑及鹽酸準備充足。

（14）鹽酸酸霧吸收器已經投運，鹽酸計量箱附近無酸霧，無明顯刺激性氣味。

（15）檢查管道法蘭安裝及連接正確、無裂紋，并已沖洗干凈。

（16）檢查各水箱無雜物，入孔門封閉牢固、本體無裂縫、泄漏點，溢流、排水管道完好，排空管道暢通，確認水箱中液位符合要求（2/3以上）。

（17）檢查必要的堵板已裝。

（18）就地控制盤就地/遠方控制選定。

42脫硫廢水處理設備試運轉

脫硫廢水處理設備初次投運、檢修結束后須進行試運轉。

（1）離心泵的試運轉

① 廢水提升泵、出水輸送泵等均為離心式渣漿泵，試運轉方法相同。

② 啟動：按下啟動按鈕，連續運行一定時間，檢查電機溫度、軸承溫度、振動狀態，如有異常，立即停機檢查；試運過程中，繼續調整軸封泄漏量，保持水滴滲；如果一切正常，滿足試運轉時間后，按下停機按鈕，試運完成。

（2）污泥輸送泵的試運轉

① 污泥輸送泵是英國MONO泵業有限公司的產品，是推進式容積泵，即“螺桿泵”。

② 澄清器液位大于2米。

③ 啟動：按下啟動按鈕，連續運行一定時間，檢查電機溫度、軸承溫度、振動狀態，如有異常，立即停機檢查；如果一切正常，滿足試運轉時間后，按下停機按鈕，試運完成。

（3）攪拌機類的試運轉

① 三聯箱攪拌機和澄清器刮泥機以及出水箱攪拌機的試運方法基本相同。

② 啟動：連續運行一定時間，檢查電機溫度、軸承溫度、振動狀態，如有異常，立即停機檢查；如果一切正常，滿足試運轉時間后，按下停機按鈕，試運完成。

（4）計量泵類的試運轉

① 包括：助凝劑計量泵、FeClSO4計量泵、有機硫計量泵、鹽酸加藥計量泵。

② 各溶液箱液位充足，溶液箱出口門、計量泵出入口門已打開。

③ 啟動：啟動計量泵，調節計量泵行程，直至將泵體內的空氣排凈。打開計量泵出口門，連續運轉一定時間，核定計量泵出力正常，檢查加藥系統各連接件無滲漏，壓力表指示正常，計量泵無震動及異常聲響。

④ 停運：停泵后，方可允許關閉各溶液箱出口門、計量泵出入口門。

（5）三聯箱組合式廢水處理裝置試運轉

① 箱內液位>1/2。

② 啟動：依次運行三臺攪拌機后，啟動石灰乳、FeClSO4、有機硫加藥系統，開始出水，啟動助凝劑加藥系統。

（6）澄清池的試運轉

① 三聯箱組合式廢水處理裝置已投入，澄清池水位大于30m時，啟動刮泥機。

② 啟動：開啟污泥回流閥，并啟動1臺污泥循環泵，污泥回流至中和箱；當污泥界面儀顯示高度大于10m時，開啟污泥外排氣動閥，并啟動污泥輸送泵，外排污泥；運行一段時間，停污泥輸送泵，關閉污泥外排氣動閥，停止外排污泥。

③ 停運：依次停止進水、污泥輸送泵、污泥循環泵、刮泥機，并打開沖水系統，以沖洗污泥管路。必要時，排空澄清器存水，用工業水沖洗。

（7）出水箱的試運轉

① 液位高于5米時啟動攪拌器。

② 啟動：廢水處理裝置開始出水時，開啟出水閥，并啟動1臺出水輸送泵，檢查運行狀況。

43系統的啟動與停止

（1）廢水處理投運

① 向廢水緩沖池液位達2/3時，啟動廢水提升泵，向三聯箱處理裝置送水，調整提升泵出口閥門開度，使廢水流量達到要求值。

② 啟動石灰乳加藥泵，開始加藥；加藥量根據中和箱pH計指示的pH值進行控制，使pH值維持在95左右。

③ 啟動FeClSO4加藥泵，調整計量泵量程開度。

④ 啟動有機硫加藥泵，調整計量泵量程開度。

⑤ 當三聯箱處理裝置的液位>2/3時，依次啟動中和箱攪拌機、沉降箱攪拌機、絮凝箱攪拌機。

⑥ 當三聯箱處理裝置出水后，啟動助凝劑加藥泵，按最佳加藥量開始加藥。

⑦ 當澄清器內液位達到一半高度時，啟動澄清器刮泥機。

⑧ 當出水箱液位超過1/2液位時，啟動攪拌機，同時啟動鹽酸計量泵，開始加酸。加酸量根據清水的pH值進行調整，應將pH值控制在6～9的范圍內。

⑨ 當出水箱水位達到2/3滿液位時，啟動一臺出水輸送泵，并打開出水管上的氣動出口門。取樣進行檢測，是否達標，若不合格則關閉氣動排放門，手動打開返回閥門，將水返回至中和箱進行循環處理。

⑩ 啟動污泥循環泵，打開相應的閥門，將澄清器底部的污泥送回至中和箱。污泥輸送泵定時啟動。

（2）運行中的檢查

① 系統內各轉動機械油站或減速箱油位在正常油位線以上，無滲漏油現象，油質良好；

② 系統內各轉動機械軸承溫度、振動無異常；機械密封無泄漏；

③ 系統內各轉動機械電機電流在正常范圍內，冷卻風扇運行正常無破損，線圈溫度在正常范圍內；

④ 檢查系統內所有管道、閥門及設備無漏油、漏水、漏漿現象；

⑤ 檢查系統內各漿液管道無堵塞，廢水反應箱、酸液箱、堿液箱、絮凝劑藥箱無泄漏、無溢流；

⑥ 檢查助凝劑配制設備運行正常；

⑦ 檢查各藥劑計量泵工作正常，無泄漏、無堵塞；

⑧ 檢查系統內各熱工、化學測量裝置工作正常，必要時進行手工測量；

⑨ 檢查污泥循環泵、污泥排出泵出口流量無異常，發現堵塞及時處理；

⑩ 檢查箱式壓濾機濾布無破損，無漏水現象，若出現漏水時及時調整廢水處理流量；定期對箱式壓濾機軸承加油潤滑。

（3）運行中的調整

① 廢水澄清池液位調整。運行中，應根據廢水排放量、污泥排放泵流量及箱式壓濾機的廢水處理量等情況盡量將廢水澄清池液位調整至穩定。

② 澄清池廢水pH值的調整。要求外排廢水pH值應在60～90，過高或過低則須加入酸堿進行中和。

（4）脫硫廢水處理系統停運步驟

① 全開真空罐去回收水箱閥門，逐漸關閉真空罐去廢水緩沖池閥門。

② 將廢水提升泵，石灰乳、有機硫、聚鐵、絮凝劑、鹽酸計量泵連鎖解除并停運。

③ 沖洗石灰乳計量泵。

④ 打開石灰乳計量泵入口沖洗水門，關閉石灰乳計量泵入口母管手動門，對計量泵出口管路及泵體進行沖洗3分鐘。

⑤ 關閉石灰乳計量泵入口門，打開石灰乳計量泵入口母管手動門，對石灰乳計量泵入口管道反沖洗一分鐘。

⑥ 沖洗完畢后關閉石灰乳計量泵入口門、關閉石灰乳計量泵入口母管手動門，關閉石灰乳計量泵入口沖洗水門，石灰乳計量泵備用，下次啟動前打開相關手動門。

⑦ 根據具體情況停運污泥循環泵，關閉出口門，打開入口電動門用沖洗水反沖入口3分鐘，沖洗入口管路。沖洗完畢入口管路后，關閉入口電動門，關閉沖洗水手動門，打開出口門、排放門將出口管道存水放凈后關閉排放門，打開沖洗水門沖洗出口管道5分鐘，沖洗完畢關閉沖洗水門，打開排放門將出口管道內水排空。

⑧ 待箱式壓濾機內泥餅卸載后將濾布沖洗干凈停運備用。

44廢水處理藥品加入量

廢水加藥標準為：石灰乳：3000 mg/L；有機硫：45mg/L；聚合鐵：300mg/L；絮凝劑（PAM）：50mg/L；鹽酸：根據出水pH值控制在6～9。

（1）石灰乳的配置方法（標準3000 mg/L）

石灰乳設備的啟動：設備啟動前先開進水總門，再開冷卻水。

自動：啟動石灰乳制備系統即可，整套系統連續運行，當液位降至06m時，自動補水下料。當液位升至12m時下料停止，補水關閉。

啟動石灰乳加藥系統，設備正常運行，當需要停運時，選擇停止步序，按啟動，此時設備繼續運行至液位03m時，進入自動沖洗，然后設備處于備用狀態。

手動：

① 往石灰乳溶解箱中注水至1/2時啟動溶解箱攪拌器。

② 啟動石灰粉給料機，確定其正常工作，有石灰粉加入。

③ 配置濃度為5%～10%的石灰乳，在PLC中控制給料量和時間（從06～12的高度，頻率15～20赫茲，補水時間3分鐘左右）。

④ 當廢水進入中和箱時，同時啟動石灰乳加藥泵（先開冷卻水）加石灰乳。按每10噸廢水加入025 m3（8%計算）石灰乳（泵：10t/h）。

⑤ 若沉降箱pH值達不到9以上時則需調整石灰乳的加藥量，使pH值在95～10范圍內。

（2）有機硫的配置方法（標準45mg/L）

1噸廢水加入0045千克有機硫。具體配置方法為：有機硫濃度為15%，如果處理1噸廢水需要用0045千克有機硫，則處理1噸廢水需要15%的有機硫溶液約03千克。要配置一噸5%濃度的有機硫溶液需要333千克15%有機硫溶液。

（3）聚合鐵的配置（標準300mg/L）

1噸廢水加入03千克硫酸氯化鐵。具體配置方法為：聚合鐵濃度為40%，如果處理1噸廢水需要用03千克聚合鐵，則處理1噸廢水需要40%的聚合鐵溶液約075千克。

（4）助凝劑的配置方法（標準50mg/L）

1噸廢水加005千克。具體配置方法為：按02%的助凝劑溶液溶解，液位降到一定高度時，電磁閥自動開啟，往助凝劑箱中注入工業水，開啟攪拌器，給料機緩慢加入助凝劑。控制好絮凝劑和工業水進料比例，加工業水直至水位達到一定高度后，自動停電磁閥，停給料機。

（5）鹽酸的配置方法

出水箱的排放標準是pH值在6～9。所以加入鹽酸的量要根據出水箱的pH值來調節。

45水質異常的原因及處理

在脫硫廢水處理系統運行過程中產生故障、故障產生原因以及對應的處理方法如下表所示。

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