電絮凝法脫硫廢水處理系統運行現狀及零排放改造技術研究

袁廣水 李建平 童華斌

[摘 ? ?要]介紹了電絮凝脫硫廢水處理系統運行原理及運行現狀，通過實際運行中存在的問題，分析探討解決的方案，為電廠廢水零排放脫硫廢水預處理系統改造提供思路。

[關鍵詞]電絮凝;脫硫廢水;零排放改造

[中圖分類號]X703 [文獻標志碼]A [文章編號]2095–6487（2021）08–0–02

[Abstract]This paper introduces the operation principle and operation status of electric flocculation desulfurization wastewater treatment system， analyzes the problems existing in the actual operation， and discusses the solutions， so as to provide ideas for the transformation of zero discharge desulfurization wastewater pretreatment system in power plant.

[Keywords]electrocoagulation; desulfurization wastewater; zero emission transformation

濕法脫硫（石灰石-石膏法）運行過程中，為防止漿液中可溶解的氯離子及其他重金屬富集過高，需定時從吸收塔中排出一定量漿液即脫硫廢水，以維持脫硫系統物料平衡。脫硫廢水的主要成分為固體懸浮物、過飽和亞硫酸鹽、硫酸鹽、氯化物及微量重金屬。常規脫硫廢水一般采用三聯箱化學處理方式進行處理，但存在加藥量大、沉淀物多等問題。應城電廠在投產時，為國內首次使用電絮凝脫硫廢水系統。在實際應用中，電絮凝脫硫廢水處理系統具備操作簡單、加藥量少等優點，但也存在絮凝器堵塞、出水水質不穩定等異常，針對問題，進行了積極的探索和改進。

隨著《節約能源法》《環境保護法》和相應的用水、排水收費等政策的相繼頒布，以及《電力發展“十三五”規劃》《水污染防治行動計劃》（“水十條”）等規定的逐步實施，脫硫廢水逐漸成為全廠廢水零排的關鍵點，對此，本文根據電絮凝脫硫廢水處理系統的現狀，探討在現有基礎上進行脫硫廢水系統改造，以滿足長周期運行下零排放末端廢水處理的相關要求。

1 華能應城電廠脫硫廢水處理現狀

華能應城熱電建設有1×350 MW超臨界燃煤供熱機組+1×50 MW高壓抽背供熱機組，2臺機組煙氣脫硫產生的酸性廢水進入電絮凝脫硫廢水處理系統，設計處理量為20 m3/h。主要工藝流程為經廢水旋流器后稀漿液進入廢水緩沖箱，經沉淀上清液流入中和箱用氫氧化鈉（NaOH）堿化處理后，通過電子絮凝器絮凝，去除某些重金屬及懸浮物。在離心沉淀反應裝置中將固形物從廢水中分離，上清液流入中間水箱;清水流入中間水箱通過加入NaClO氧化劑去除水中的COD，加鹽酸最終調解水的pH;廢水通過加壓泵加壓后進入過濾多介質過濾器進行最終的過濾處理后回用或泵送至灰場。

在廢水緩沖箱、離心澄清器下部濃縮污泥經泵送至板框壓濾機中壓濾成泥餅。

其中電子絮凝器是本套系統中的新工藝。電子絮凝反應原理是以特殊電極板通電后產生電場，細小帶電顆粒、膠體、大分子的蛋白質，病毒粒子等在電場的作用下進行定向運動，碰撞，壓縮雙電子層脫穩，導致雙電層壓縮脫穩、絮凝，形成的絮體可以吸附細小的膠體等物質形成大顆粒加速沉淀。

1.1 廢水運行指標情況

脫硫廢水處理前后水質參數如表1所示。

從上述結果看出脫硫廢水排放滿足GB8978—1996《污水綜合排放標準》第二時段一級標準的要求。

1.2 運行中存在的問題及解決方案

因廢水旋流器出水懸浮物逐漸升高，加上系統存在的其他缺陷，導致長期運行脫硫廢水出水水質易出現異常，主要問題如下。

（1）電絮凝器排污管設置在出口底部，管徑小，但電絮凝器筒壁直徑大，內部污泥無法全部排出，且未設計沖洗水系統，只能使用廢水泵對電絮凝器沖洗，沖洗水管徑小、效果差。

（2）多介質過濾器反洗程序不完善，導致多介質過濾器易堵塞。反洗水為加壓泵出口水，反洗程序為PLC控制，每小時反洗5min，時間可調。但加壓泵啟停由中間水箱液位控制，經常出現即將反洗或正在反洗時加壓泵停運導致反洗中斷。

（3）脫硫廢水含泥量較大，預沉時間不夠，長期運行后進入電絮凝器廢水懸浮物含量高，易堵塞電絮凝器極板及離心澄清器。

（4）脫硫廢水污泥處理設備故障率較高，影響脫硫廢水處理系統正常運行。

針對以上情況，為保證廢水系統穩定運行，進行了以下優化。具體工作如下。

（1）針對廢水進水水質懸浮物含量高問題。懸浮物高是影響廢水系統穩定運行的關鍵，但因廢水旋流器旋流子運行中的磨損、堵塞，導致出水不穩定，為保證運行正常，進行以下工作。①加強旋流器的檢查和維護，定期更換磨損的旋流子，并在廢水旋流器入口管道增加濾網，減少旋流子堵塞情況。②將圓盤脫水機汽水分離器的濾液水作為廢水，該水濁度較低，在100 mg/L左右，進入系統替換廢水旋流器稀液，將大幅減少系統中的含泥量，有效減輕廢水緩沖箱、電子絮凝器、離心澄清器和多介質過濾器的積泥堵塞問題。③增加廢水緩沖箱、離心澄清器排泥時間，減少污泥沉積。

（2）針對電子絮凝器設計缺陷，在電子絮凝器排凈管處增加沖洗水，防止排泥時堵塞，同時固定每天排泥兩次，每次10min并沖洗。

（3）針對多介質過濾器反洗程序不合理問題，在過濾器出水管道處增加工藝水管道，每周定期對過濾罐進行加強反洗，提高濾料清潔度，延長使用時間。

（4）針對板框壓濾機運行不穩定異常，增加廢水系統排泥至圓盤脫水機管道，通過圓盤脫水機消納部分污泥。同時，新增排泥至濾液水箱管道作為備用，在板框壓濾機故障維修時廢水系統可正常運行。

2 脫硫廢水系統零排放改造方案

燃煤電廠常見的廢水來源主要有：循環水、工業水、化學除鹽水、生活及消防水、含煤廢水及脫硫廢水。在全廠廢水零排放方案中，脫硫廢水為電廠用水系統的末端，“零排放”及回用難度較大。通過水平衡試驗，計算漿液氯離子控制在0.01以內，脫硫廢水量為10 t/h。華能應城熱電機組為1×350 MW和1×50 MW，目前350 MW末端廢水蒸發量設計一般為5 t/h，因此脫硫廢水無法直接蒸發，需經過末端進一步處理。因此，在全廠廢水零排放方案中，脫硫廢水系統零排放改造須為末端廢水處理打好基礎。

根據目前脫硫廢水系統特點及實際情況，提出了2種改造方案。

（1）方案一：利舊現有系統，增加系統功能。

充分利舊原系統設備和建構筑物，新增廢水預沉箱（含斜板），新增自動沖洗及排污功能電子絮凝器，更換離心澄清器斜管，優化多介質過濾器反沖洗水PLC控制程序，同時新增一個過濾器濾罐，濾液水箱攪拌器更換，完善脫硫廢水加藥系統，提高系統自動化水平。優化升級后廢水處理能力20 m3/h，處理系統滿足24min連續運行、無人值守要求，處理后水質滿足國家GB8978—1996《污水綜合排放標準》第二時段一級標準的要求。主要改造工藝系統和設備有：

新建脫硫廢水預沉箱（含斜管）、預沉箱排泥泵，排泥實現遠方自動排泥，并與板框壓濾機程序控制;新增電子絮凝器，具有沖洗、排污功能，與原電子絮凝器并聯，通過電動閥遠方切換，排泥及沖洗均實現遠方操作功能;優化多介質過濾器反沖洗水PLC程序;在中和水箱上部增加一套干粉藥劑投加機。

方案一基本利舊現有電絮凝處理設備，針對目前系統的不足進行完善，提高冗余量。比如在前端增加預沉箱，提升廢水預沉時間，減少后端系統的堵塞情況。前端系統增加一套干粉藥劑投加機，根據小型試驗情況，干粉藥劑針對廢水中的懸濁物吸附沉淀效果較好。增加一套電絮凝器，提高水質處理能力，與原電絮凝器互為備用。同時針對目前的加藥系統、多介質過濾器、離心澄清器的不足進行了改進，提升系統的可靠性。

（2）方案二：利舊現有系統，新增一套三聯箱處理設備。

新增廢水收集箱，通過泵提升至三聯箱中進行反應沉淀，出水自流入中和水箱，經電子絮凝器、離心澄清器、中間水箱、多介質過濾器，處理后的脫硫廢水通過回用水泵達標排放，不合格水回至廢水緩沖箱。

污泥處理系統：新增污泥緩沖罐，污泥通過螺桿泵輸送至板框壓濾機壓濾，在板框壓濾機故障情況下，可通過污泥泵輸送至吸收塔或圓盤脫水機中壓濾，保證廢水系統的穩定運行。系統污泥統一通過排泥泵輸送至污泥緩沖罐中，改造后脫硫廢水主系統如圖1所示。

方案二主要通過增加一套三聯箱系統，增加化學處理來提高現有電絮凝處理的可靠性，兩種方式互為補充，以保證廢水出水水質合格穩定。同時將三聯箱加藥系統與現有電絮凝加藥系統進行合并，整體考慮，利舊現有設備，減少新增設備投資。

3 結語

隨著全廠廢水零排放的推進，現有脫硫廢水處理系統的改進成為重要組成部分。兼顧成本和性能，是廢水零排放的指導思想。因此，現有脫硫廢水系統的運行情況和優缺點需要設計人員充分評估，與全廠廢水末端處理系統有機整合考慮，綜合分析，制定與電廠相符的設計方案，從而減少新增設備投資，降低投資成本與后期運維成本，在實現廢水零排放的基礎上，提升一定的經濟性。

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