脫硫廢水處理系統(tǒng)改造優(yōu)化

李永寧（華潤(rùn)電力登封有限公司，河南登封 452473）

脫硫廢水處理系統(tǒng)改造優(yōu)化

李永寧
（華潤(rùn)電力登封有限公司，河南登封 452473）

常規(guī)的脫硫廢水處理系統(tǒng)運(yùn)行可靠性較差，主要原因是脫硫廢水含固量較高。為解決此問題，利用配備有脈沖懸浮系統(tǒng)的事故漿液箱對(duì)石膏漿液進(jìn)行預(yù)沉淀。實(shí)踐證明，此改造可使脫硫廢水設(shè)備的可靠性大幅提高。

脫硫廢水；事故漿液箱；預(yù)沉淀；改造優(yōu)化

脫硫廢水中含有的雜質(zhì)主要包括懸浮物、過飽和的亞硫酸鹽、硫酸鹽及重金屬，其中很多是國家環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)中要求嚴(yán)格控制的第Ⅰ類污染物，由此造成的環(huán)境污染日趨嚴(yán)重，采取脫硫廢水處理已迫在眉睫［1］。而常規(guī)脫硫廢水處理系統(tǒng)存在著一些問題，影響著廢水處理效果。針對(duì)此，合理改造優(yōu)化常規(guī)脫硫廢水處理系統(tǒng)，以提高常規(guī)的脫硫廢水處理系統(tǒng)運(yùn)行可靠性，達(dá)到脫硫廢水零排放的目的。

1 常規(guī)脫硫廢水處理系統(tǒng)存在的問題

常規(guī)的脫硫廢水處理系統(tǒng)，使用廢水給料泵將回收水箱的石膏漿液送至廢水旋流站，廢水旋流站溢流進(jìn)入中和、沉降、絮凝三聯(lián)箱，然后進(jìn)入澄清器和出水箱，最后，合格廢水外排，澄清器的污泥經(jīng)污泥輸送泵排往板框壓濾機(jī)，形成泥餅后外運(yùn)［2］。該系統(tǒng)存在的問題如下［3］。

1.1 板框式壓濾機(jī)

板框式壓濾機(jī)的問題有：第一，濾餅含水率高，泥餅不易脫落；第二，壓泥過程中，濾板間易漏料污染環(huán)境；第三，濾布使用壽命較短。

1.2 一體化澄清器

一體化澄清器存在的主要問題有：第一，污泥濁度儀指示不準(zhǔn)，不能準(zhǔn)確判斷澄清器內(nèi)的泥位，澄清器易淤堵，嚴(yán)重時(shí)會(huì)造成機(jī)械損壞；第二，澄清器底部的污泥輸送泵極易堵塞，導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)無法正常運(yùn)行。

1.3 脫硫泥餅

脫硫泥餅屬于工業(yè)垃圾，因其含重金屬，需要進(jìn)行填埋處理。由于壓濾機(jī)工作不穩(wěn)定，濾餅含水率高，泥餅裝載、運(yùn)輸過程中易造成污染，若脫硫泥餅填埋處理不當(dāng)，還會(huì)產(chǎn)生二次污染。

2 問題分析

2.1 脫硫廢水含固量影響因素

首先，常規(guī)的脫硫廢水系統(tǒng)中，一體化澄清器、板框式壓濾機(jī)、污泥輸送泵等有關(guān)處理“泥”的設(shè)備問題頻發(fā)，根源在于脫硫廢水含固量高。脫硫廢水取自回收水箱，經(jīng)過廢水旋流站初級(jí)分離后，進(jìn)入三聯(lián)箱時(shí)，石膏漿液密度仍高達(dá)1 090kg/m3，含固量為15%。脫硫廢水含固量高，使整個(gè)廢水處理系統(tǒng)不堪重負(fù)。

其次，脫硫廢水中固體懸浮物的分離，除了使用旋流器離心分離［4］的傳統(tǒng)方法外，還可使用自然沉淀法。

脫硫廢水自然沉淀法需要有足夠的時(shí)間和空間。這主要是因?yàn)椋旱谝唬瑥U水系統(tǒng)只要能滿足控制漿液品質(zhì)的要求，無需連續(xù)運(yùn)行，自然沉淀的時(shí)間條件能滿足；第二，脫硫事故漿液箱若不采用側(cè)進(jìn)式攪拌器，而是采用脈沖懸浮系統(tǒng)，利用長(zhǎng)期閑置的脫硫事故漿液箱進(jìn)行脫硫廢水自然沉淀，空間條件可以滿足。所以，利用現(xiàn)有的事故漿液箱進(jìn)行脫硫廢水自然沉淀是降低廢水含固量的最佳選擇。

2.2 自由沉淀試驗(yàn)

2.2.1 自由沉淀計(jì)算

顆粒自由沉降速度公式：us=（ρS-ρL）×g×d2/ μ/18。

其中，μ=μ0/［1+0.337×t+0.000 221×t2］；us表示顆粒沉降速度；ρS表示顆粒密度；ρL表示水的密度；d表示顆粒直徑；μ表示動(dòng)力粘度；μ0表示水在0℃時(shí)的動(dòng)力粘度；t表示溫度。

由上述公式可以看出，漿液中顆粒沉降速度由顆粒特性（ρS、d等）、流體物性（ρ、μ、t）等因素所決定。

2.2.2 沉淀試驗(yàn)取樣

圖1 石膏漿液取樣沉淀試驗(yàn)照片

表1 石膏漿液自由沉淀試驗(yàn)數(shù)據(jù)

石膏漿液取樣沉淀試驗(yàn)，詳見圖1和表1。漿液中的石膏顆粒密度較大，沉淀速度較快，而漿液中的懸浮物雜質(zhì)密度低，沉淀速度較慢；第三，由表1可以看出，在工況9之前，由清濁分界線刻度變化粗略計(jì)算的沉淀速度基本保持不變，平均為16.8mm/h，與顆粒自由沉淀速度恒定的理論分析相吻合，在沉淀后期，清濁分界線變化緩慢，屬于沉淀逐漸終止階段［5］。

2.2.3 事故漿液箱沉淀試驗(yàn)

事故漿液箱參數(shù)見表2。

表2 2*600MW機(jī)組脫硫事故漿液箱參數(shù)

經(jīng)過事故漿液箱自然沉淀試驗(yàn)，總結(jié)得出：第一，石膏漿液沉淀澄清1m高度液位，耗時(shí)約為10～12h；第二，石膏漿液沉淀澄清時(shí)間冬季稍長(zhǎng)，夏季稍短，主要是因?yàn)樗膭?dòng)力粘度隨溫度的不同而有所變化；第三，在漿液靜置沉淀時(shí)，要避免其他工質(zhì)誤入事故漿液箱擾動(dòng)漿液，使澄清時(shí)間延長(zhǎng)。

3 新的脫硫廢水處理工藝流程

3.1 事故漿液箱改造

為提高事故漿液箱上清液排放速度，維持足夠的脫硫廢水排放量，保證吸收塔石膏漿液品質(zhì)，對(duì)事故漿液箱進(jìn)行改造，在標(biāo)高6m、5m、4m處增加了三個(gè)上清液排放門。具體的事故漿液箱排放標(biāo)準(zhǔn)流程見表3。

表3 事故漿液箱排放標(biāo)準(zhǔn)流程

改造后的脫硫廢水處理系統(tǒng)與原設(shè)計(jì)的主要區(qū)別有兩點(diǎn)：一是進(jìn)入三聯(lián)箱的廢水來源不同，傳統(tǒng)方式為廢水旋流站溢流，新工藝為吸收塔內(nèi)石膏漿液倒至事故漿液箱后，經(jīng)自然沉淀得到上清液；二是新的系統(tǒng)取消了污泥處理設(shè)備，更加簡(jiǎn)單可靠。總的來說，與改造前相比，新工藝所得上清液排放量能滿足運(yùn)行需要，保證石膏漿液品質(zhì)。

3.2 新的廢水處理工藝系統(tǒng)運(yùn)行效果

石膏漿液經(jīng)過沉淀預(yù)處理后，濁度大大降低，上清液密度一般在1 050kg/m3以下，各類重金屬含量均低于設(shè)計(jì)值（見表4），表明新的廢水處理工藝系統(tǒng)運(yùn)行效果較佳，適宜推廣應(yīng)用。

表4 處理前的脫硫廢水化驗(yàn)數(shù)據(jù)

而且由于待處理的脫硫廢水含固量大幅降低，且其中石膏含量極少，主要為懸浮物類雜質(zhì)，使廢水加藥系統(tǒng)運(yùn)行工況大為改善［6］，采用新的廢水處理工藝后，有機(jī)硫、混凝劑等藥品消耗明顯減少，降幅達(dá)80%（見表5）。同時(shí)經(jīng)過處理后的脫硫廢水滿足達(dá)標(biāo)排放要求（見表6），可以主要應(yīng)用于煤場(chǎng)噴淋、干渣調(diào)濕、運(yùn)煤道路噴灑等，同樣表明新工藝具有較高的實(shí)用性和可靠性。

表5 廢水處理藥品消耗比較

表6 處理后的脫硫廢水化驗(yàn)數(shù)據(jù)

此外，事故漿液箱增設(shè)上清液排放門后，脫硫廢水日排放量達(dá)180t左右，兩臺(tái)600MW機(jī)組吸收塔的石膏漿液氯離子含量均可保持在10 000ppm左右，滿足運(yùn)行要求。新工藝不再產(chǎn)生工業(yè)垃圾—脫硫泥餅。在運(yùn)行實(shí)踐中，我們利用石膏漿液中不同成分沉降速率不同的特性，在一般情況下，可以待上清液層分界線位于排放口時(shí)開始排放，也可根據(jù)情況適當(dāng)提前開啟排放門，排出一部分懸浮物雜質(zhì)。實(shí)踐表明，根據(jù)不同工況，合理控制沉淀時(shí)間，可以保證石膏漿液、脫硫石膏的品質(zhì)；而且要保持足夠的脈沖懸浮時(shí)間，防止事故漿液箱內(nèi)石膏堆積。

4 結(jié)語

第一，事故漿液箱上清液排放口的高度設(shè)計(jì)。實(shí)踐表明，利用事故漿液箱作為脫硫廢水預(yù)沉淀箱時(shí)，上清液排放口位置設(shè)定值較為關(guān)鍵，應(yīng)兼顧兩個(gè)方面：一方面，上清液排放量能滿足運(yùn)行需要，從而保證石膏漿液品質(zhì)；另一方面，事故漿液箱底部沉積的漿液量不宜過多，應(yīng)保證可以一次性倒向一臺(tái)運(yùn)行中的吸收塔。如果新增一座脫硫廢水預(yù)沉箱，要注意選擇合適的箱體直徑及排放口高度。

第二，事故漿液箱底部沉積石膏漿液的回收。事故漿液箱上清液排空后，底部沉積的石膏漿液要打回吸收塔。進(jìn)行操作時(shí)，要保證漿液充分?jǐn)嚢杈鶆颍幢３肿銐虻拿}沖懸浮時(shí)間，防止事故漿液箱內(nèi)石膏堆積。實(shí)踐證明，做好事故漿液箱底部沉積漿液的回收利用，是順利運(yùn)行新的脫硫廢水處理系統(tǒng)的關(guān)鍵。

綜合上述分析，采用事故漿液箱預(yù)先沉淀澄清石膏漿液的辦法，可以充分利用原有脫硫系統(tǒng)設(shè)備，如事故漿液箱、三聯(lián)箱等，徹底拋棄傳統(tǒng)系統(tǒng)中故障率高的設(shè)備，如一體化澄清器、壓濾機(jī)、污泥輸送泵等，改造小，收益大，是解決脫硫廢水處理難題的一種簡(jiǎn)單、可靠的新方法。

[1] 蔡向東,陳志良,李永和.脫硫廢水處理系統(tǒng)的改造與優(yōu)化[J].華北電力技術(shù),2012(5):33-35.

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[3] 何偉,鄧保建,李延平,等.火電廠脫硫廢水及脫水系統(tǒng)節(jié)能優(yōu)化改造[J].內(nèi)蒙古電力技術(shù)，2014,32(2):62-65.

[4] 陳卓如,金朝銘,王成敏,包鋼.工程流體力學(xué)[M].北京:高等教育出版社,1992.

[5] 高原,陳智勝.新型脫硫廢水零排放處理方案[J].華電技術(shù),2008,30(4):73-75.

[6] 華潤(rùn)電力登封有限公司.華潤(rùn)電力登封有限公司2×630MW除灰脫硫運(yùn)行規(guī)程[R].登封:華潤(rùn)電力登封有限公司,2012.

Transformation and Optimization of Desulfurization Wastewater Treatment System

LI Yong-ning
(China Resources Power Dengfeng Ltd.,HenanDengfeng 452473)

The operation reliability of the conventional desulfurization wastewater treatment system is poor, mainly due to high solids in desulfurization wastewater. To solve this problem, the pre-precipitation of gypsum slurry was realized by employing the emergency storage equipped with pulse suspension system. The result indicates that the corresponding reliability of the conventional desulfurization wastewater treatment system could be greatly improved.

Desulfurizationwastewater; Slurry tank accident; Pre-precipitation; Transformation and optimization

X773

A

2096-0387（2015）01-0029-03

李永寧（1987-），男，河南登封人，碩士，高級(jí)工程師，研究方向：脫硫廢水處理與研究。