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大唐淮北發(fā)電廠虎山2×660MW脫硫系統(tǒng)投產(chǎn)后共用一套廢水處理系統(tǒng)。由于設(shè)計(jì)安裝及設(shè)備、投藥量問題，廢水處理系統(tǒng)自運(yùn)行以來缺陷不斷。頻繁出現(xiàn)三聯(lián)箱pH低、澄清池出水混濁、出泥量不穩(wěn)定、石灰加藥系統(tǒng)堵塞、系統(tǒng)管路缺陷等問題。通過優(yōu)化改造，脫硫廢水口前已經(jīng)正常投入并能穩(wěn)定運(yùn)行，各項(xiàng)排放指標(biāo)均能達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求。

1脫硫廢水特點(diǎn)及處理必要性

脫硫裝置漿液內(nèi)的水在不斷循環(huán)的過程中，會富集重金屬元素和氯離子等，一方面加速脫硫設(shè)備的腐蝕;另一方面影響石膏的品質(zhì)，更嚴(yán)重的情況是降低脫硫系統(tǒng)的脫硫效率。因此脫硫廢水的水質(zhì)比較特殊，其特點(diǎn)是：

①水量不穩(wěn)定。

②廢水呈弱酸性，pH值4～6。

③脫硫運(yùn)行的不同階段排出的廢水水質(zhì)也不同。

④脫硫廢水既含有一類污染物重金屬離子(Cd、Hg、Cr、As、Pb、Ni等重金屬離子)，又含有二類污染物(Cu、Zn、氟化物、硫化物等)，由于這些金屬離子來源于不同產(chǎn)地的煤、吸收劑以及補(bǔ)加水，個(gè)別重金屬離子的濃度可能差別很大。

表1為淮北廠廢水原水成分分析。作為最不利的因素來考慮，經(jīng)處理后的脫硫廢水可能與環(huán)境水體接觸，因此，經(jīng)處理后的脫硫廢水的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，必須符合國標(biāo)或地方排放標(biāo)準(zhǔn)。

表1 廢水原水成分分析

2脫硫廢水處理工藝流程

廢水處理的物理化學(xué)過程依據(jù)如下工藝流程進(jìn)行(見圖1)。

圖1 脫硫廢水處理工藝流程

2.1 采用氫氧化鈣/石灰乳[Ca(OH)2]進(jìn)行堿化處理

來自脫硫系統(tǒng)的廢水漿液經(jīng)廢水旋流器送至中和箱。加入石灰乳將廢水pH值調(diào)至9.0～9.5之間，這個(gè)過程大部分重金屬形成微溶的氫氧化物從廢水中沉淀下來。同時(shí)可將廢水中的部分氟離子反應(yīng)，生成難容的氟化鈣。以固體的形式沉淀下來。

2.2 采用有機(jī)硫化物沉淀重金屬

鎘和汞等重金屬不能以氫氧化物形式完全沉淀出來。有機(jī)硫化物(如有機(jī)硫)可根據(jù)被處理的廢水量按比例加入。形成難溶的硫化物沉積下來，以固體形式沉淀出來。

2.3 固體沉淀物的絮凝

從廢水中沉淀出來的氫氧化物、硫化物，廢水中還含有許多細(xì)小而分散的顆粒和膠體物質(zhì)，很難沉降。

為了改善所有固體物的沉降行為，應(yīng)向廢水中加入10%濃度的聚合氯化鋁，形成氫氧化鋁/Al(OH)3小粒子絮凝物。重金屬氫氧化物及化合物附在氫氧化鋁小粒子絮凝物上，形成較大的更易沉降的絮凝物。同時(shí)廢水中的懸浮物也沉降下來。廢水中所含固體的沉降行為可以通過加入助凝劑(PAM)進(jìn)一步得到改善。

2.4 沉降一固形物從廢水中分離

在沉降階段，固體物質(zhì)從液相中分離出來。絮凝階段形成的大粒子絮凝物沉到澄清/沉降器的底部。這一過程是在重力作用下發(fā)生的，因?yàn)楣滔嗪鸵合嗑哂胁煌拿芏取Ｔ诔两颠^程中，液相的浮力必須小于固體物的沉降力。熱誘導(dǎo)流對固形物(大粒子絮凝物)的沉降行為有不利影響。

沉降階段完成后，形成兩個(gè)較易分離的物相，分別以凈化廢水和濃渣的形式排出。向水中加入鹽酸，調(diào)節(jié)pH值至7.0～9.0之間。

3行中出現(xiàn)的問題及對策

大唐淮北發(fā)電廠虎山2×660MW機(jī)組脫硫廢水已運(yùn)行一段時(shí)間，由于設(shè)備安裝的不規(guī)范、運(yùn)行的不當(dāng)操作、藥品的品質(zhì)等多方而的原因，造成澄清池出水渾濁，無法保證廢水處理連續(xù)運(yùn)行，影響脫硫系統(tǒng)安全。經(jīng)過認(rèn)真查找和分析，發(fā)現(xiàn)以下問題，并進(jìn)行處理解決后，廢水系統(tǒng)已能達(dá)到設(shè)計(jì)要求，連續(xù)滿負(fù)荷運(yùn)行。

3.1 三聯(lián)箱出水pH值較高

表2 廢水加藥用量(設(shè)計(jì)值)

石灰粉在石灰制備箱中制成濃度約5%的石灰乳液，根據(jù)廢水中不同重金屬的溶度積，兩性金屬在較高的pH值下，會形成絡(luò)合物溶解在溶液中，同時(shí)要考慮對氟離子的去除。一般將pH值調(diào)至9為最佳。根據(jù)表2，當(dāng)涂電廠脫硫廢水平均排放量為20t/h，使用90%純度的石灰，日投加量約為1300kg/d。但三聯(lián)箱出水pH值在8.5左右，達(dá)不到要求，在運(yùn)行時(shí)檢查發(fā)現(xiàn)用來制作石灰乳漿液的石灰粉純度較低Ca (OH)2含量僅在80%左右，且含有部分微小顆粒狀雜質(zhì)，致使部分石灰乳未能充分反應(yīng)。對此更換合格的石灰粉后，石灰乳品質(zhì)上升，三聯(lián)箱廢水漿液pH值可以維持在9.0以上運(yùn)行。

3.2 澄清池出水渾濁

表3 10%聚合氯化鋁(PAC)投加量對澄清池出水濁度影響

表4 頻率開度對應(yīng)廢水流量關(guān)系表

廢水系統(tǒng)在絮凝箱中加入10%濃度的聚合氯化鋁，電機(jī)頻率控制為99%，助凝劑配置濃度在0.1%～0.15%時(shí)，澄清池溢流口出水清水保護(hù)層很薄，絮凝體上升，漂浮和外流，出水渾濁。對此，取回原水分別在聚合氯化鋁不同加藥量情況下，做燒杯實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表3所示。實(shí)驗(yàn)過程中，能夠明顯觀察到加入聚合氯化鋁后，攪拌均勻時(shí)，污泥絮體形成較小顆粒，隨著沉降時(shí)間的增加，顆粒逐漸變大，這主要是因?yàn)榫酆下然X的水解產(chǎn)物可產(chǎn)生粘結(jié)架橋作用，通過鏈狀結(jié)構(gòu)吸附膠體，微?？梢詷?gòu)成一定形式的聚合物，破壞膠體系統(tǒng)的穩(wěn)定性，顆粒在下沉過程中相互碰撞凝聚、而使尺寸變大，隨著投加劑量的增加，能夠明顯發(fā)現(xiàn)，所形成的絮體顆粒變大，變得松散，逐漸形成大的礬花。根據(jù)實(shí)驗(yàn)在聚合氯化鋁劑量過度投加或強(qiáng)烈攪拌時(shí)，會破壞粘結(jié)橋架作用，反而使溶液產(chǎn)生再穩(wěn)。使出水中含有大量絮狀泥漿。逐漸降低絮凝劑訓(xùn)一量泵出口流量調(diào)節(jié)螺栓，微調(diào)電機(jī)頻率，觀察澄清狀況，當(dāng)電機(jī)變頻控制在50%～60%時(shí)，此時(shí)的絮凝劑給藥量約在180mg/L廢水左右(10wt˙%)。此時(shí)廢水的沉降時(shí)間明顯縮短，澄清池清水保護(hù)層明顯變厚，溢流口流出連續(xù)的清水。

3.3 出泥量不穩(wěn)定

大唐淮北發(fā)電廠虎山脫硫廢水使用懸梁式板框壓濾機(jī)對污泥進(jìn)行脫水，板框壓濾機(jī)由交替排列的濾板和濾框構(gòu)成一組濾室。濾板的表而有溝槽，其凸出部位用以支撐濾布。濾框和濾板的邊角上有通孔，組裝后構(gòu)成完整的通道，能通入污泥懸浮液、洗滌水和引出濾液。板、框兩側(cè)各有把手支托在橫梁上，由壓緊裝置壓緊板、框。板、框之間的濾布起密封墊片的作用。由污泥輸送泵將污泥懸浮液壓入濾室在濾布上形成泥餅，直至充滿濾室。濾液穿過濾布并沿濾板溝槽流至板框邊角通道，集中排出。過濾完畢。過濾結(jié)束后，通入壓縮空氣，除去剩余的濾液。隨后打開壓濾機(jī)卸除泥餅，清洗濾布，重新壓緊板、框，開始下一工作循環(huán)。由于設(shè)備長期運(yùn)行，電控檢測探頭易受污染，加上安裝不規(guī)范，造成壓濾機(jī)運(yùn)行不穩(wěn)定，維修后，出泥量得到增加，使得澄清池在泥位較高時(shí)能夠及時(shí)排泥脫水，降低了澄清池的泥層，擴(kuò)大清水保護(hù)區(qū)，保證了澄清池的出水濁度符合要求。

3.4 石灰加藥系統(tǒng)堵塞

石灰本身的特性是溶解度低、石灰的溶解度只有0.165g/100g水(20℃)，工業(yè)應(yīng)用時(shí)需配制過飽和乳液，所以整個(gè)制備、使用過程都而臨著堵塞、沉積、磨損、泄漏、結(jié)垢、污染等問題，這是導(dǎo)致石灰乳液制備系統(tǒng)癱瘓、廢棄的主要原因。同時(shí)容易污染環(huán)境、含有大量不溶雜質(zhì)、容易吸潮吸碳而潮解成團(tuán)或鈍化，易沉積，易堵塞管道及設(shè)備，因此石灰投加系統(tǒng)運(yùn)行常常出現(xiàn)問題以致發(fā)生故障。如粉塵污染嚴(yán)重，石灰乳溶解箱出口管道、石灰乳計(jì)量泵出口管道經(jīng)常發(fā)生堵塞現(xiàn)象，導(dǎo)致系統(tǒng)不能正常工作。

改造采用石灰乳加藥泵采用工頻螺桿泵，通過調(diào)節(jié)閥和管道回流進(jìn)行加藥量調(diào)整。石灰加藥泵和管路設(shè)置沖洗水管路。濕法投加可以配置固定含量的石灰乳。在反應(yīng)箱內(nèi)設(shè)置pH計(jì)，精準(zhǔn)測量投加石灰乳后水中pH值。通過加藥調(diào)節(jié)閥改變石灰乳投加量，能夠敏捷地響應(yīng)系統(tǒng)流量的變化，使pH值可以穩(wěn)定控制在設(shè)訓(xùn)一點(diǎn)附近，有利于穩(wěn)定出水水質(zhì)。

3.5 系統(tǒng)管路缺陷

脫硫廢水系統(tǒng)易發(fā)生污堵，有時(shí)需要對系統(tǒng)管路分段拆卸沖洗。因此脫硫廢水處理系統(tǒng)管路在檢修改造時(shí)采取拆卸方便的法蘭連接方式，法蘭間距一般宜小于6m，盡量少使用彎頭。并采用襯塑管道或采用耐酸不銹鋼法蘭連接的其它防腐管道，減少彎頭使用數(shù)量，同時(shí)污泥和石灰乳管路設(shè)置沖洗水管和自動(dòng)沖洗閥門，以便于維護(hù)和檢修。

4結(jié)語

脫硫廢水經(jīng)過物化處理，能夠有效去除各類重金屬，且添加藥劑量較小。系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定可靠，運(yùn)行費(fèi)用低。脫硫廢水處理工藝基本上是可行的，但是正常運(yùn)行穩(wěn)定的占少數(shù)，因此必須針對出現(xiàn)的不同問題，提出不同解決方案，使脫硫廢水主要水質(zhì)指標(biāo)達(dá)到污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)GB8978-1996二級新建排放標(biāo)準(zhǔn)的要求。