酸、堿廢水電氣自動控制中和處理技術的應用

施啟迪 宋 宏 劉 釗

國家能源集團東北電力有限公司吉林熱電廠 吉林 吉林 132021

1 引言

國家能源集團東北電力有限公司吉林熱電廠化學水處理除鹽再生操作系統酸、堿廢水處理系統為中和池處理排放系統,該系統始建于1986年,承擔著水處理系統中11臺陽離子交換器、12臺陰離子交換器及10臺混合離子交換器再生操作中酸、堿廢液的中和工作,將離子交換器再生時產生的酸、堿廢液中和,達到國家排放標準后,排入沖灰水系統。整套中和池處理系統共有兩臺加藥泵(出力40m3/h),5臺中和池(容積300m3)、6臺中和排水泵(出力185m3/h),管路直徑200mm,采用化學中和法處理酸、堿性廢水。其原理是通過控制陰離子交換器、陽離子交換器、混合離子交換器再生時段和再生臺數,來控制中和池內酸、堿廢水的p H值,使其達到排放標準。當中和池內廢水達到規定高度時,啟動排水泵排入沖灰水系統。

該系統存在控制不夠精確、不能實時監控,無法實現按照計算出離子交換器再生臺數進行再生。而且當遇到陰、陽離子交換器在特殊工況再生操作時非常難于調整p H值,有時會造成中和池廢水達不到排放標準。經調研考證,酸、堿性廢水自動控制中和處理方法是當前較為先進的最為適用的技術,已經在國內數家電廠成功應用。為此,2010年將人工調整的酸、堿性廢水PH值排放系統改造為自動調整中和處理廢水p H值排放系統,提高了水的環境質量。

2 改造方案選擇

對化學水處理除鹽系統再生操作酸、堿廢水中和池排放系統進行p H自動控制改造。改造后系統增加的設備主要為一級加藥裝置和一級檢測裝置。其工作原理是:中和池內的酸、堿性廢水經過排水泵提升后送至排水管道,變頻控制器的控制程序控制加藥泵向排水管道中加入中和藥劑,加藥后的污水經過管道靜態混合器混合后,p H計進行檢測,如果p H在6～9之間,即可排放,如果p H不在6～9之間,p H值反饋信號至變頻控制器的控制程序,控制加藥泵向管道靜態混合器加中和藥劑,待p H滿足標準后,反饋信號至變頻控制器的控制程序控制加藥泵停止,這樣完成了中和池酸堿廢水自動調整過程。改造后的化學中和池廢水排放系統實現了自動控制,確保酸、堿廢水達到排放標準,送入沖灰前池,作為沖灰水二次利用,達到酸、堿廢水零排放。

3 工作原理

采用化學中和法處理酸、堿廢水,使其水質p H值達到6～9之間,符合排放標準。其化學反應為:HA+NaOH=NaA+H2O

此套系統自動控制改造的工作原理是:中和池內的酸、堿性廢水經過提升泵提升后送至排水管道,變頻控制器的控制軟件控制加藥泵向管道靜態混合器加藥,加藥后的廢水經過管道靜態混合器混合后,通過p H計的檢測,如果p H值合格則排放,如果p H不合格則變頻控制器的控制程序控制加藥泵向管道靜態混合器加藥,直至p H測量合格,反饋信號至變頻控制器的控制程序控制加藥泵停止。

本系統不需要人員操作,自動控制,從而大大提高了加藥的精度和工作效率,保障了生產工藝的穩定和工作人員的安全。

4 電氣自動裝置的選擇

加藥泵電機出力40m3/h,可選擇變頻器規格為CHE100-045G/055P-4,額定輸出功率45/55kW,額定輸入電流90/105A,額定輸出電流90/110A,等效電阻13.6Ω,等效制動功率9600W,此變頻器可額定使用。

5 加藥設備選擇

改造設計時在中和池排水出口母管上安裝兩臺管道靜態混合器,在排水出口母管上安裝加藥點及PH檢測點,設計安裝一套自動控制加堿系統(含1套控制單元、2臺加堿泵、1臺堿液箱、一套堿液配制系統)。

6 改造方案特點

結合自身特點制定合理方案,進行排水加藥、排放自動控制,與國內同類技術相比具有如下特點:

a.調節時間短,可在5min之內使出水PH值穩定在6～9之間。b.排放合格率高,其排放合格率可達98%以上,經環保部門的多次抽檢均達標排放。c.中和用酸、堿耗低。采用本方法的自控排放技術則可將加酸,加堿量控制在最佳狀態。保證了排放合格率。d.關鍵性設備、儀表均為國外先進產品。保證系統運行的可靠性、穩定性。e.由于采用PH自動控制,精確度高,降低了堿耗。

7 調試與評價

為了保證自動控制裝置的運行效果,對化學中和池廢水排放p H自動控制裝置進行調試。首先進行了分步調試,分別對在線p H監測儀、米頓羅加藥泵、自控裝置、藥箱進堿和濃度配比進行了調試和計算。在調試過程中,對測量儀表和自動控制系統、米頓羅加藥泵進行檢測和觀察,各部分運行正常。分步調試結束后,進行工業試驗和試運行。

中和池酸、堿廢水p H值自動控制試運行期間的運行數據,在30天內均達到合格范圍,平均值為7.4。達到了國家環保排放標準,收到預期的效果。

8 結論

通過調試試驗和一年多的運行,整個系統運行穩定、可靠,并且能準確控制中和池中酸、堿廢水的p H值在排放標準之內。同時將處理后的廢水送入沖灰前池,作為沖灰水二次利用,達到酸、堿廢水零排放。避免對生態環境的污染,還降低了企業生產成本。