中水污泥再利用的設計優化

魏建鵬

【摘 要】介紹城市中水處理工藝及產生的污泥在電廠脫硫系統的再利用，根據各種設計方案的對比，提出最優方案，并提出再利用過程中的注意事項。

【Abstract】In this paper， municipal wastewater treatment process and sludge reuse in power plant desulfurization system are introduced. According to the comparison of various design schemes， the optimum scheme is put forward and the matters needing attention in the reuse process are put forward.

【關鍵詞】中水污泥 ；再利用；設計優化

【Keywords】 sludge in reclaimed water； reuse； design optimization

【中圖分類號】X523 【文獻標志碼】A 【文章編號】1673-1069（2017）08-0190-02

1 引言

我國淡水資源嚴重不足，僅為世界人均占有量的四分之一，燃煤電廠因工藝需要大量的淡水作為鍋爐補給水和循環冷卻水，為此新建燃煤電廠在可研編制階段均要求使用城市中水，以減少對淡水資源的侵占浪費。

許昌龍崗電廠二期兩臺機組于2009年相繼投入商業運行，國家在可研批復時要求循環水采用禹州市城市中水，作為三同時項目之一的城市中水處理系統隨主機系統同步建設并投入使用。但由于設備故障、污泥處理問題導致時停時運，無法保證系統可靠穩定運行。

我們通過對中水污泥的化學成分分析和研究，污泥主要成分為CaCO3和Ca（OH）2，占比80%～90%，而電廠石灰石-石膏濕法脫硫裝置普遍采用CaCO3作為吸收劑與煙氣中的SO2反應，生成脫硫石膏，因此考慮將中水污泥引入脫硫系統是一個可行的變廢為寶的解決方案。

2 中水污泥簡介

根據城市中水處理系統流程，城市中水含有大量的Ca（HCO3）2，他會使設備及管道結垢，因此必須采取措施去除掉Ca（HCO3）2，一般采用加入過量的石灰方法進行處理，石灰處理是通過投加石灰乳控制出水PH值在10.3～10.5，主要進行下面兩個反應，產生各種形態的CaCO3結晶以降低水中暫硬，同時生成結晶核還可以對其他雜質起凝聚、吸附作用；而且石灰乳引起的PH值升高也為氨氮和磷酸鹽的去除創造條件。為了提高工藝的沉淀效果，一般在處理過程中投加適量的凝聚劑和助凝劑，通過壓縮雙電層作用使分散的懸浮物、CaCO3結晶、有機物、有機粘泥、膠體物等帶點體失穩，在機械混合攪拌和高分子助凝劑家架橋和網捕作用下，顆粒物質碰撞結合長大，使污染物變得容易沉降。

根據以上分析結果，污泥中主要含有CaCO3和Ca（OH）2，除去水分，含量在85%左右。

3 中水污泥在脫硫系統的使用方案

根據中水污泥的成分，將中水污泥引入脫硫系統作為脫硫劑使用理論上完全可行。目前普遍采用的設計方案一：在中水濃縮池旁加裝泥漿泵將濃縮池內的污泥通過管道定期送至脫硫石灰石漿液箱；方案二：在中水濃縮池旁加裝泥漿泵將濃縮池內的污泥通過管道定期送至脫硫吸收塔。

兩種方案的對比：

方案一：中水污泥密度在1030～1080kg/m3，石灰石漿液密度在1200～1240kg/m3，因中水污泥的加入導致石灰石漿液箱漿液密度在1100～1150kg/m3，因供漿密度低必須通過加大供漿量方能提高脫硫吸收塔PH值，帶來的后果是機組高峰時段供漿泵出力無法滿足需要，另外在低負荷時段因供漿量大導致吸收塔液位很難控制，容易造成吸收塔溢流。

方案二：為解決中水污泥進入石灰石漿液箱導致石灰石漿液密度低問題，設計考慮將中水污泥打入脫硫吸收塔，但只能在機組負荷高、蒸發量大時才能將中水污泥打入吸收塔，由此造成濃縮池不能及時排泥，容易造成濃縮池刮泥機過負荷跳閘。

通過對以上兩種方案的對比分析，無論污泥直接進入石灰石漿液箱或吸收塔都不同程度存在缺陷，對脫硫運行調整帶來困難。

根據實踐經驗分析，大多數電廠脫硫制漿系統采用濕磨機制漿（見脫硫濕磨機制漿系統圖），因濕磨機制漿需要大量補充水，而中水污泥密度較低，為此設計上考慮將中水污泥作為濕磨機制漿的補充水。詳見設計流程圖優化方案。

結合濕磨機運行特點，將中水污泥送至脫硫濕磨機再循環箱作為再循環箱補充水，不但能夠及時處理中水污泥，同時又能夠保證制漿系統能夠制出合格的石灰石漿液，從根本上解決方案一和方案二帶來的不利影響。

4 中水污泥再利用注意事項

①中水處理過程中停止添加聚丙酰胺和聚合硫酸鐵。聚丙酰胺具有極強的絮凝作用，通過中水污泥進入脫硫吸收塔后容易造成漿液品質惡化，影響脫硫效率，造成石膏脫水困難。聚合硫酸鐵有混凝作用，在脫硫系統中影響漿液品質[1]。通過實驗證明停止添加以上化學藥劑不影響中水處理效果，只需加大對過濾器的反沖洗頻次。

②脫硫漿液起泡較多，影響吸收塔液位監控。通過對城市污水處理廠來水添加二氧化氯殺菌劑可除去水中的磷化物和有機質，可有效控制吸收塔漿液起泡；必要時向吸收塔少量添加消泡劑。

③增加吸收塔漿液化驗頻次，加大廢水排放力度；通過對吸收塔漿液化驗分析，摸索廢水排放量和周期，控制Cl-濃度在5000～10000mg/L之間。

5 結論

中水污泥再利用的設計優化不但解決中水污泥處置困難，同時提出設計優化方案，解決再利用過程中對脫硫系統造成的不利影響。通過優化后的方案實施，實現二次資源再利用減少對環境的危害，取得很好的社會效益，另外，中水污泥作為脫硫劑的再利用減少脫硫石灰石的用量，減少中水化學藥劑的添加，從而取得可觀的經濟效益。中水污泥再利用市場前景可觀，特別是利用城市中水作為循環水補水的火力發電廠，可通過該優化方案改造實現變廢為寶。

【參考文獻】

【1】楊中東，等.中水處理廢棄含鈣污泥的再利用研究[J].中國稀土學報，2004，22（z1）：569-572.endprint