火電廠脫硫廢水零排放設備改造探討

陳嘉倫

摘 要：結合大唐潮州電廠的實際情況，將脫硫廢水引入渣水系統綜合處理，對渣水系統處理后的水質指標、影響因素經濟性能進行長期的跟蹤分析

關鍵詞：脫硫廢水處理；渣水系統；化驗

前言

廣東大唐國際潮州發電有限公司現有裝機容量3200MW，一期兩臺600MW機組，二期兩臺1000MW機組。四臺機組均采用美國常凈公司的脫硫設備，采用石灰石-石膏濕法脫硫工藝技術。濕式除渣系統設備由青島四洲公司提供。

1 脫硫廢水處理系統和渣水系統概述

1.1 脫硫廢水處理系統概述

脫硫廢水處理系統包括：廢水處理系統；化學加藥系統；污泥壓縮系統及排污系統。

1.1.1 廢水處理系統

脫硫裝置產生的廢水經由廢水旋流器送至廢水處理系統，進入三聯箱：中和箱、沉降箱、絮凝箱，廢水在經過三聯箱期間采用化學加藥和接觸泥漿連續處理廢水，沉淀出來的固形物在澄清/濃縮器中分離出來，清水達到標準排放。經澄清/濃縮器沉降濃縮的泥漿送至廂式壓濾機脫水外運，設備處理出力27m3/h，如圖1所示。

1.1.2 化學加藥系統物理化學過程

（1）采用石灰漿[Ca（OH）2]進行堿化處理，以沉淀部分重金屬。PH值范圍在9.0～9.5之間較合適。加藥位置中和箱進口管道。（2）采用有機硫化物沉淀重金屬，有機硫化物TMT15可與鎘和汞形成微溶的化合物，以固體形式沉淀出來。加藥位置在于沉降箱進口管道。（3）固體沉淀物的絮凝。為使固體沉淀物形成較大的更易沉降的絮凝物，應向廢水中加入絮凝劑（FeClSO4），形成氫氧化鐵Fe（OH）3絮凝物。加藥位置沉降箱進口管道；為了降低粒子的表面張力，使其形成易于沉降的大粒子絮凝物，廢水中應加入助凝劑。絮凝劑和助凝劑的加入量使出水濁度<100NTU。（4）沉降-固形物從廢水中分離在沉降階段，固體物質在澄清/濃縮器中在重力作用下從液相中分離出來。分離出來的固體物質污泥經污泥輸送泵送至壓濾機脫水，脫水后形成泥餅掉入集料斗中。此時泥餅含水率約為40%～60%，并最終由外包環保公司運走繼續處理。分離出來的水改造前作為煤場噴淋的補充水源。

1.2 渣水系統

鍋爐除渣系統采用固態連續排渣和封閉循環供水方式，渣水處理系統經過沉淀過濾最后斜板分離處理過程，將渣塊從渣水中分離，渣塊由外包環保公司運走進行后續處理。處理后的澄清渣水回撈渣機循環使用。

2 脫硫廢水處理系統和渣水系統的不足之處

脫硫廢水處理系統處理量為27m3/h，改造前為輸煤煤場、輸煤皮帶做沖洗噴淋用水，雖解決了輸煤上煤卸煤期間現場粉塵超標的現狀，但是因為系統的設計限制脫硫廢水處理最終出水的濁度是100NTU，用肉眼直觀就可判斷出水質不澄清，在用于輸煤噴淋時長期出現噴頭堵塞，造成輸煤車間粉塵超標，嚴重影響到了輸煤系統的文明生產和員工的身體健康。

渣水系統有自身的閉路循環系統，渣水系統的水質要求低且無對外排污口，渣水系統的水損失途徑有渣塊冷卻蒸發、渣塊帶水、濕灰攪拌用水；補充水源有灰庫沖洗回用水、脫水倉沖洗回用水、化學中水補充水。其中化學中水因水質PH波動大長期使用造成管路腐蝕破損，且脫硫吸收塔用水量大中水長期供給于脫硫使用，現已不使用。另外灰庫沖洗水、脫水倉沖洗水由公司工業水網供給，使用量由燃煤中灰分和易結焦性決定的，若燃煤灰分、渣塊少以上兩處沖洗水使用量將減少。一旦出現渣塊溫度高、氣候炎熱等情況渣水蒸發量高時只能使用工業水補充，不利于公司的節能降耗。

3 設想將脫硫廢水引入渣水系統的方案以及脫硫廢水、渣水的化驗

經過脫硫廢水處理后的水收集于出水箱，將出水泵由原供煤場噴淋管道改至渣水系統的初沉池入口作為渣水系統的補充水。渣水系統的沉淀過濾池作為脫硫廢水的二次過濾裝置。脫硫系統的出水水質公司內部規定需小于100NTU，但是當排入渣水系統后將會造成廢水中的石膏顆粒進入渣水系統容易堵塞管道。需化驗脫硫廢水出水水質進行，公司需對設備進行改造，以適合渣水系統的需要。

以表1、2分析得出渣水系統的PH較低且氯離子較多。脫硫廢水的PH較高，進入渣水系統可以改善渣水的PH，防止PH低設備腐蝕；脫硫廢水的濁度高進入渣水系統內會增加清理沉淀池工作量和堵塞管道的危害；另外因為渣水系統未對外排放，長期進行補水-蒸發-補水的循環使得渣水不斷得到濃縮，氯離子不斷增加。脫硫廢水進入渣水，渣水氯離子含量將會增加必會腐蝕設備造成設備老化以及損壞。因此，必須對設備進行改造，否則將會損害設備。

4 脫硫廢水系統、渣水系統改造以及運行方式的改變

4.1 脫硫廢水系統改造內容

（1）脫硫廢水三聯箱底部排污門由原來排至地坑改為排至污泥澄清池。（2）廢水區域地坑泵出口管道原來排至中和箱，現改為排至澄清濃縮池。（3）壓濾水箱的壓濾水泵出口由原來排至出水箱，改造至污泥澄清池。（4）二期廢水旋流器增加在線壓力監視，防止旋流子堵塞，嚴格控制廢水旋流器的運行旋流子數量，限制進入廢水系統的流量。（5）一期、二期廢水旋流子溢流管道原共用一根管道，改造為兩根分別進入中和箱。改造前后如圖1、2所示。

脫硫廢水三聯箱底部排污門由原來排至地坑改為排至污泥澄清池，是提高澄清濃縮池的利用率，將廢水中的顆粒、沉降物、絮凝物從水中分離出來，減少進入渣水系統的固態廢棄物；廢水區域地坑泵出口管道原來排至中和箱，現改為排至澄清濃縮池，是為了減少三聯箱的負荷，防止三聯箱運行過程中加藥量與進水量不匹配造成廢水排放濁度高；壓濾水箱的壓濾水泵出口由原來排至出水箱，改造至污泥澄清池，是為了防止壓濾過程出現壓濾水含固量高，進入澄清濃縮池繼續分離固態廢棄物。一期、二期廢水旋流子溢流管道原共用一根管道，改造為兩根分別進入中和箱，防止脫硫廢水旋流器運行效率低。

4.2 渣水系統改造

脫硫廢水出水箱利用出水泵輸送經過處理的合格脫硫廢水從初沉池進入渣水系統。除渣系統的撈渣機鏈條螺栓由原普通碳素鋼更換為哈氏合金材料；撈渣機撈渣底面有碳素板更換為鑄石板。渣水管道由不銹鋼管道全部更換內襯耐磨鑄鐵管道。脫硫廢水進入渣水系統的沉淀過濾池處理后進入回水池供除渣設備使用，渣水的沉淀過濾池作為二次處理減少來水的濁度，保證渣水輸送通暢。撈渣機鏈條螺栓和底板更換耐腐蝕新材質是為了防止渣水氯離子增加腐蝕設備表面損害設備。

4.3 運行方式改變

三聯箱每天定期排污、加藥箱每天定期溶藥并檢查加藥泵運行情況加藥管是否泄漏。脫硫廢水旋流器旋流子一期采用二運一備、二期采用四運二備，運行壓力嚴格控制在220-240kpa，廢水處理系統三聯箱入口流量控制在20-25t/h，防止廢水攜帶固態物質增加，與加藥量不匹配。渣水系統提高回水泵、渣漿泵、沖洗水泵的運行出來，保證渣水循環量不低，防止固態物質在管道內、設備中沉淀堵塞，從表X中看出中和箱、沉降箱、絮凝箱的體積分別25、25、37.5m3，取最高流量測得經過三聯箱各箱體時間大于30min，符合《DL5046-2006-T火力發電廠廢水治理設計技術規程》要求[1]。渣水系統沉淀過濾池是露天設備，在中雨以上氣象出現，應適度減少脫硫廢水旋流器的進水量以減少脫硫廢水排放量，避免渣水系統出現溢流進入雨水井污染環境的事故發生。

5 改造后的檢驗

改造后運行1年時間，化驗脫硫廢水和渣水的水質情況。

脫硫廢水設備改造后，出水水質濁度明顯下降。而且脫硫廢水的PH值高進入渣水系統后明顯的提高了渣水的PH值，但是帶來了渣水系統中氯離子含量的增加，月平均上漲了27%。另外渣水的月平均濁度也增加，但是上漲的幅度只有7.2%。因為據文獻記載，經過常規處理具有高PH的脫硫廢水直接排入電廠水力排渣系統， 一方面渣水處理系統的過濾作用可以截留脫硫廢水中的雜質以及渣水與脫硫廢水中和反應生成的固體物質，達到去除脫離廢水中雜質的目的[2]。

渣水系統由于更換了具有耐氯腐蝕鋼材，設備運行正常改造前與改造后維護檢修次數未出現變化，但是渣水系統污泥排放量逐漸增加，直接增加了清渣清泥的工作量。另外渣水系統補充工業水量大幅度下降；同時公司增加了兩套煤水處理系統，煤場雨水收集后重新作為煤場噴淋使用，使得公司整體工業水補充量明顯下降。如表5所示。

表5 改造前后的對比

脫硫廢水中的水作為渣水系統水源的補充，減少渣水系統的新鮮水用量，還起到一定的節能作用。以一頓工業水2.5元算，日平均節省697噸約費用1743元，每年可節省63萬元人民幣。另外，檢修費用和維護費用大幅度下降，為公司節約了運行成本。

6 結束語

隨著社會進步，國家對各種污染物的排放標準逐步提高，企業為滿足SO2達標排放，投入大量資金，但是對于脫硫廢水的利用一直沒有找到較為理想的提純工藝和技術導致脫硫廢水無法有效的利用。對脫硫廢水系統和渣水系統進行改造，從設計上實現優化，巧妙的避開了故障頻發點，減少了原來脫硫廢水下游用戶的檢修工作量，節省投資和運行費用，大幅降低了運行維護成本，有效的提升了脫硫廢水系統和濕式除渣系統運行的經濟性和可靠性，具有行業內推廣的實際意義。

參考文獻

[1]DL5046-2006-T.火力發電廠廢水治理設計技術規程[S].

[2]李匯才.石灰石-石膏濕法脫硫廢水再處理方法探討[S].電力科技與環保，2014，2（30）：39.