濕法脫硫廢水處理系統運行問題分析及改造

徐 鵬

(大慶油田電力集團電力工程技術服務公司，黑龍江 大慶 163411)

濕法脫硫廢水處理系統運行問題分析及改造

徐 鵬

(大慶油田電力集團電力工程技術服務公司，黑龍江 大慶 163411)

針對宏偉熱電廠石灰石-石膏濕法脫硫廢水處理系統實際運行中出現的旋流器經常堵塞、助凝劑加藥系統堵塞、污泥脫水系統堵塞、廢水系統出水指標超標等問題，闡述了脫硫廢水處理系統的工藝流程，分析了脫硫廢水系統運行中出現問題的原因，提出了提高三聯箱攪拌器轉數、優化加藥配比、改造旋流子管路以及污泥泵沖洗系統等改造措施，并對脫硫廢水系統改造后的經濟效益進行了分析。分析結果表明，脫硫廢水系統改造后運行狀態良好，沒有出現旋流器堵塞、助凝劑加藥系統堵塞、污泥脫水系統堵塞以及廢水出水中Hg、Cr、懸浮物和COD超標等問題。

脫硫廢水；改造；攪拌器；污泥

宏偉熱電廠煙氣脫硫系統采用石灰石-石膏濕法脫硫工藝，廢水系統設計廢水處理量15.7 m3/h。系統投運初期脫硫廢水處理系統缺陷較多，廢水旋流器、污泥脫水泵經常堵塞，旋流效果不佳，導致清理困難，污泥脫水系統無法正常運行，澄清器泥位過高，造成出水渾濁；廢水系統出水指標中Hg、Cr、懸浮物和COD超標。本文針對煙氣脫硫系統投運初期脫硫廢水處理系統相關問題，提出并實施了提高三聯箱攪拌器轉數、優化加藥配比、改造旋流子管路以及改造污泥泵沖洗系統等改造措施，系統經改造后，系統運行平穩，出水指標合格，經濟效益明顯。

1 脫硫廢水處理系統的工藝流程

宏偉熱電廠脫硫廢水處理系統為沉淀分離系統，系統包括反應系統、加藥系統以及污泥脫水系統[1]。反應系統由廢水旋流器、廢水箱、廢水泵、水處理三聯箱、澄清器、出水箱等組成；加藥系統由石灰乳計量加藥設備、有機硫計量加藥設備、絮凝劑計量加藥設備、助凝劑計量加藥設備、鹽酸計量加藥設備組成；污泥脫水系統由污泥泵、離心脫水機、濾出液水箱及泥斗組成。系統工藝流程如圖1所示。

圖1 廢水系統工藝流程圖

廢水經旋流器頂流進入廢水箱，由廢水泵送至三聯箱進行處理。在中和箱，通過添加石灰乳將廢水的pH值調節到8.5～9.5[2]，廢水進入反應箱與加入的有機硫和絮凝劑反應，使重金屬生成難以溶解的硫化物，懸浮物生成大顆粒的絮狀物，在絮凝箱加入助凝劑，絮凝產生的小顆粒懸浮物長大，使懸浮物變為更易沉淀分離的大顆粒， 便于最終的分離。三聯箱出來的渾濁廢水溢流到澄清器內，廢水中的大顆粒懸浮物在重力的作用下沉淀到澄清器下部，在刮泥機攪動下形成泥漿，泥漿經污泥脫水后進入泥斗。清水通過澄清器頂部環形三角溢流堰自流到清水箱內，鹽酸的投加用于控制出水pH值，控制pH在6～9排放。

2 脫硫廢水系統運行出現問題原因分析

2.1 攪拌器轉數低引起反應效果不好

系統調試投運后，澄清器出水懸浮物超標出水渾濁，延長污泥脫水時間也無法控制。同時，出水指標經化驗后，重金屬離子少量超標，懸浮物含量不達標。增加加藥量后效果也不明顯。廢水系統指標對比分析如表1所示。

由表1中化驗指標與DL/T997—2006《火電廠石灰石-石膏濕法脫硫廢水水質控制指標》[6]標準要求限制對比，可以看出脫硫廢水系統超標項目為Hg、Cr兩種重金屬離子超標，懸浮物及COD超標較多。重金屬離子指標超標并不是有機硫加藥量不足引起的，主要是三聯箱攪拌器出力不足導致藥劑反應不完全[3]，特別是絮凝反應效果不好，致使懸浮物無法形成大顆粒絮凝團，只以小顆粒形式漂浮于水中，無法實現沉淀分離，導致廢水出水懸浮物超標，出水渾濁。

2.2 加藥配比不合理

在廢水系統調試過程中，發現通過提高加藥量和增加配藥濃度增強反應效果的方法并不能徹底解決水質不達標問題。由于助凝劑配藥濃度過大，計量系統常出現堵塞情況，因此導致助凝劑加藥反應不充分。中和箱pH控制在9.5，石灰乳投加量較大[4]。同時，后續鹽酸調整量也較大，加藥量濃度過高并未完全反應造成大量的藥劑浪費。

2.3 旋流子堵塞廢水含固量過高

脫硫廢水處理系統入口水設計的含固量為3%～5%，由于吸收塔內的漿液受入口煙氣中粉塵、脫硫劑中雜質、鍋爐投油穩燃等因素影響，因此導致入口水水質變差，廢水旋流器經常污堵，導致廢水固液分離不好，造成廢水原水含固量在5%～7%。致使系統管路經常堵塞， 箱罐底部淤積； 三聯箱攪拌器轉速達不到要求，處理不夠，三聯箱溢流管堵塞，出水不通暢。

表1 2016年1月10日廢水系統出入口水質分析表

2.4 污泥脫水系統故障

污泥泵入口未設置沖洗水系統，導致污泥脫水系統管路長時間運行后出現泥漿堵塞管路，管路輸送泥漿不暢。污泥脫水系統出現故障后，澄清器泥位升高，造成澄清器底部泥漿無法及時脫水，泥位過高，致使澄清器出水渾濁。

3 脫硫廢水系統改造措施

3.1 提高三聯箱箱攪拌器轉速

三聯箱中的攪拌器主要起加強反應的作用，由于廢水中的懸浮物含量過高，并且極易沉淀，因此攪拌器攪拌效果不好會導致懸浮物沉積在三聯箱底部，特別是加藥后快速形成的大顆粒絮凝體快速沉淀。由于攪拌器攪拌效果不好，將導致加藥未完全反應便沉積到三聯箱底部，因此提高三聯箱攪拌器轉速，加大攪拌強度，既能解決反應效果不好的問題，同時也能避免三聯箱底部積泥。絮凝箱原電機功率2.2 kW，攪拌器轉速80 r/min，軸長 2 100 mm，攪拌葉片為斜漿式。通過更換攪拌器電機，提高電機功率，改造后將攪拌器轉速提高至160 r/min，強化了三聯箱反應傳質過程，反應效果明顯提高。

3.2 優化加藥配比

根據各種重金屬形成沉淀所需的pH值，由于廢水排放允許的pH值為6～9，因此選取的中和沉降最佳pH值為8.5，并根據現場水質重新調整三聯箱加藥參數。加藥濃度調整對比如表2所示。

按照表2中濃度值將原有配藥濃度進行相應調整，為保證pH自動調整準確率，避免石灰乳加藥過量，將石灰乳加藥濃度調整為5%。 由于廢水設計懸浮物含量為15 000 mg/L，而實際含固量約為8 200 mg/L，因此將絮凝劑調整為3%，助凝劑調整為3%。同時將助凝劑由原來分子量1 000萬改為分子量700萬的粉劑解決計量管路污堵問題[5]，有機硫調整為2%。

表2 加藥濃度調整對比表

3．3 更換廢水旋流器旋流子并及時清理污堵

由于脫硫廢水固體顆粒物較多，旋流子入口孔徑較小，經常出現廢水旋流器堵塞問題，導致旋流效果不好；固液分離效果差，造成廢水含固量過高。將廢水旋流器旋流子入口由原來直徑50 mm改為76 mm并及時疏通污堵。改進后底流固體濃度達到40%～60%，溢流含固量可降低至2%～5%。

3．4 加裝污泥泵沖洗管線

由于脫硫污泥固體顆粒較大，對過流部件磨損較為嚴重，同時由于污泥泵設計缺陷，無沖洗水，系統常出現污堵情況，因此在污泥輸送泵前后增設壓力沖洗水管道，防止泵和管道堵塞。經過改造后，污泥脫水系統未出現污堵問題，澄清器淤泥可以及時脫水，避免了翻泥現象。污泥泵沖洗管線改造前后對比如圖2所示。

4 脫硫廢水系統改造后效益分析

脫硫廢水系統經過改造后，廢水處理系統運行效果良好，各項指標均能滿足DL/T997-2006《火電廠石灰石-石膏濕法脫硫廢水水質控制指標》標準要求。設備缺陷減少，大大降低了檢修維護工作量。

圖2 污泥泵沖洗管線改造前后對比圖Fig.2 Comparison diagram of sludge pump watering Pipeline before and after reformation

通過加藥配比調整后，加藥量明顯下降，運行費用明顯下降。調整后各藥品月消耗對比如表3所示。如按氫氧化鈣2元/kg、聚合氯化鋁4.5元/kg、聚丙烯酰胺3.8元/kg、有機硫21元/kg、鹽酸0.8元/kg計算，則

月節約加藥費用

540×2+191×4.5+84×3.8+176×21+624×0.8=6453.9元

年節約加藥費用

6453.9×12=77 446.8元

表3 藥品月消耗對比表

5 結 論

1) 宏偉熱電廠煙氣脫硫系統經過改造后，提高了三聯箱攪拌器轉數，使藥品反應更加充分，解決了廢水系統出水指標不合格問題。

2) 在保證加藥反應充分的前提下，優化加藥配比，保證了反應效果，降低了藥品消耗，經濟效益明顯。

3) 將廢水旋流器入口由直徑50mm改為76mm，解決了堵塞問題，提高了旋流效果，減少廢水懸浮顆粒物含量。

4) 污泥脫水系統加裝沖洗水系統后，解決了管路堵塞問題，保證污泥系統及時脫水，避免澄清器泥位過高造成的出水渾濁問題。

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[6] 中華人民共和國國家發展和改革委員會.DL/T997-2006火電廠石灰石-石膏濕法脫硫廢水水質控制指標[S].

Problem analysis in operating wet desulfurization waste water treatment system and transformation measures

XU peng

(Electric Power Group, Daqing Oilfield Limited Company, Daqing 163411, China)

In the actual operation of the limestone-gypsum wet desulfurization waste water treatment system, there appears some problems in Hongwei Power Plant such as frequent clogging in the cyclone, the coagulant dosing system, the sludge dewatering system and the excessive effluent index of waste water system. In view of the problems, the process flow of desulfurization waste water treatment system is described and the causes of the problems in the operation of the desulfurization waste water system are analyzed. Also, the measures to improve the revolutions of the triple box agitator, optimize the dosing ratio and transform the cyclone pipeline and the sludge pump washing system. Then, the economic benefits of the reformed desulfurization waste water system are analyzed. The results show that after reformation, the desulfurization waste water system operates in good condition and there are no such problems such as clogging in the cyclone, the coagulant dosing system and the sludge dewatering system as well as the excess of Hg, Cr, suspended matter and COD in the waste water effluent.

desulfurization wastewater; transformation; agitator; sludge

2017-05-19;

2017-08-15。

徐 鵬(1970—)，男，工程師，主要從事電廠鍋爐及脫硫系統生產管理工作。

X773

A

2095-6843(2017)05-0461-04

(編輯侯世春)