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摘要:華潤(rùn)鎮(zhèn)江電廠脫硫廢水處理系統(tǒng)采用“三聯(lián)箱+澄清器”經(jīng)典脫硫廢水治理技術(shù),本次技改增加了高效無機(jī)吸附劑投加系統(tǒng)處理脫硫廢水,取消了原三聯(lián)箱加藥系統(tǒng),并對(duì)三聯(lián)箱攪拌機(jī)轉(zhuǎn)速進(jìn)行提速,且對(duì)廢水調(diào)節(jié)池內(nèi)曝氣裝置進(jìn)行了擴(kuò)容;現(xiàn)運(yùn)行出力達(dá)到設(shè)計(jì)水平,且出水水質(zhì)達(dá)到現(xiàn)在的環(huán)保排放要求,從而實(shí)現(xiàn)達(dá)標(biāo)排放或回用。
關(guān)鍵詞:脫硫廢水、運(yùn)行調(diào)整、三聯(lián)箱處理、高效無機(jī)吸附劑
1、前言
華潤(rùn)鎮(zhèn)江電廠600MW機(jī)組煙氣脫硫系統(tǒng)均采用石灰石-石膏濕法脫硫工藝,該工藝中為了維持脫硫吸收塔漿液循環(huán)的物質(zhì)平衡,防止?jié){液中氯離子等雜質(zhì)高濃度聚集,同時(shí)也防止氯離子等對(duì)脫硫系統(tǒng)的管道、設(shè)備造成腐蝕損壞,必須嚴(yán)格保證漿液和石膏品質(zhì),從而必須要在脫硫系統(tǒng)中排放一定量的廢水。廢水中含有的雜質(zhì)主要包括懸浮物、亞硫酸鹽、硫酸鹽以及重金屬,且pH值偏酸性、氯離子含量超高、濁度大、腐蝕性強(qiáng),因此處理難度大;隨著國(guó)家對(duì)環(huán)保要求的提高,脫硫廢水必須實(shí)現(xiàn)凈處理達(dá)標(biāo)排放。鎮(zhèn)江電廠脫硫廢水處理系統(tǒng)在自投產(chǎn)以來的運(yùn)行中遇到了一系列的問題:達(dá)不到設(shè)計(jì)出力、出水水質(zhì)不達(dá)標(biāo)、設(shè)備故障率高、廢水含固量高等問題,在今年的恢復(fù)性技改大修后,現(xiàn)已正常運(yùn)行,各項(xiàng)指標(biāo)均符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。
2、脫硫廢水處理系統(tǒng)的工藝流程
2.1 鎮(zhèn)江電廠脫硫廢水處理系統(tǒng)的工藝流程如下:由廢水處理、污泥脫水以及化學(xué)加藥這3個(gè)部分組成。其中,廢水處理系統(tǒng)包括廢水調(diào)節(jié)前池、三聯(lián)箱(中和箱、沉降箱、絮凝箱)、濃縮澄清器、清水池組成;污泥脫水系統(tǒng)由污泥螺桿泵、板框式壓濾機(jī)等配套組成;化學(xué)加藥系統(tǒng)由酸、堿、次氯酸鈉、有機(jī)硫、絮凝劑、助凝劑以及石灰乳加藥系統(tǒng)組成。
2.2 脫硫廢水來自脫硫島廢水旋流站的溢流液,經(jīng)廢水箱收集后,由廢水泵輸送到廢水調(diào)節(jié)前池中,由布置在池底的曝氣裝置對(duì)其進(jìn)行曝氣、攪拌,從而降低廢水中的COD值,后經(jīng)廢水提升水泵輸送至中和箱,在中和箱內(nèi)添加來自石灰乳制備裝置的石灰乳,將脫硫廢水的pH值調(diào)整到9.5以上,使得一些重金屬離子,如Fe3+、Cu2+等生成氫氧化物的沉淀。脫硫廢水經(jīng)過溢流至沉降箱,與加入的有機(jī)硫(TMT15)充分混合,使得Hg2+、Cu2+和Pb2+等重金屬離子生成難溶的硫化物,并與加入的絮凝劑(PAC)生成大量的絮凝物,脫硫廢水經(jīng)過溢流至絮凝箱,以及在濃縮澄清器的入口管處加入助凝劑(PAM)進(jìn)一步強(qiáng)化顆粒的形成,使得細(xì)小的絮凝物慢慢的變成粗大結(jié)實(shí)、更易沉積的絮凝體,以便于自由沉淀、分離。2.3脫硫廢水從絮凝箱自溢流進(jìn)入濃縮澄清器,廢水中的絮狀體在重力的作用下沉積在澄清器的底部,濃縮池高濃度的泥漿,由布置在底部的刮泥裝置進(jìn)行清除,清水則上升經(jīng)過蜂窩斜管進(jìn)一步過濾后至頂部通過環(huán)形三角溢流堰自流至清水池。
3、脫硫廢水運(yùn)行中出現(xiàn)的問題
3.1 廢水中含固量超標(biāo)
鎮(zhèn)江電廠脫硫廢水處理系統(tǒng)設(shè)計(jì)來水的含固量為1%左右,但是在實(shí)際生產(chǎn)過程中,易受到鍋爐燃燒煤種、外購(gòu)石灰石粉等因素的影響,再加上脫硫漿液自身品質(zhì)不佳,以及脫硫島石膏旋流站、廢水旋流站旋流效果不佳,從而造成脫硫廢水實(shí)際來水的含固量在2%~5%波動(dòng),最大時(shí)達(dá)到了18%左右,導(dǎo)致脫硫廢水整個(gè)系統(tǒng)長(zhǎng)期超負(fù)荷的運(yùn)轉(zhuǎn),且由于廢水調(diào)節(jié)前池內(nèi)曝氣管道的不合理布置,容易造成池底積泥;三聯(lián)箱攪拌器速度和強(qiáng)度與脫硫廢水中的固體物質(zhì)濃度不匹配,造成三聯(lián)箱底部積泥嚴(yán)重。
3.2 運(yùn)行調(diào)整方式不合理
(1)加藥量與實(shí)際廢水濃度不匹配,脫硫廢水中的沉淀物沉降、絮凝沒有達(dá)到預(yù)期效果;
(2)板框式壓濾機(jī)壓泥過程中產(chǎn)生的濾液通過地溝回流至廢水調(diào)節(jié)前池,增加了系統(tǒng)負(fù)荷;
(3)沉降箱pH計(jì)缺少維護(hù),表計(jì)測(cè)量有偏差,對(duì)石灰乳的加藥量不易控制。
3.3 板框式壓濾機(jī)故障頻繁
板框式壓濾機(jī)在運(yùn)行中不穩(wěn)定,有時(shí)污泥含水率太高而導(dǎo)致泥餅不成形;有時(shí)污泥含水率太低而導(dǎo)致中孔完全堵塞,泥餅粘結(jié)濾布嚴(yán)重,造成不能自動(dòng)卸泥,增加了人工干預(yù)的難度。
4、運(yùn)行方式的優(yōu)化及改進(jìn)
4.1 對(duì)脫硫島廢水旋流器進(jìn)行改造,定期清理或更換旋流器噴嘴,提高旋流水平,盡量降低脫硫廢水的含固量;
4.2 由于脫硫廢水中的懸浮物主要是由硅、鋁等化合物組成,其本身沉降、濃縮性較好,直接沉淀即可去除大量的懸浮物。因此在脫硫廢水進(jìn)入廢水調(diào)節(jié)前池前設(shè)置預(yù)沉池,對(duì)廢水中的大顆粒懸浮物進(jìn)行固液分離,池底的積泥可以直接輸送至板框式壓濾機(jī)進(jìn)行壓泥,也可以將積泥再輸送回吸收塔中進(jìn)行漿液循環(huán);上清液則經(jīng)過水泵輸送至廢水調(diào)節(jié)前池;
4.3 三聯(lián)箱中的攪拌器主要起加強(qiáng)反應(yīng)的作用,由于脫硫廢水來水的懸浮物含量較高,且懸浮物的沉降性能也很好,使得脫硫廢水中的懸浮物極易沉降在箱體中,特別是加入藥劑后很快形成較大的絮凝顆粒沉降下來。所以,在不將形成的絮凝大顆粒打碎的前提下,使攪拌器處于較高的轉(zhuǎn)速,以防止三聯(lián)箱箱底固體物質(zhì)發(fā)生沉積。為此,將原設(shè)計(jì)的攪拌機(jī)轉(zhuǎn)速提高,加大攪拌強(qiáng)度,很好地解決了箱底積泥的現(xiàn)象,

4.4 對(duì)廢水調(diào)節(jié)前池內(nèi)進(jìn)行曝氣,促使廢水中亞硫酸鹽進(jìn)一步氧化,有利于降低廢水中的COD,但是由于原設(shè)計(jì)中池底的曝氣裝置布置不合理,易發(fā)生固體沉淀,因此對(duì)脫硫廢水前池內(nèi)的曝氣裝置進(jìn)行優(yōu)化布局改造,從而防止固體沉淀。
4.5 增加高效無機(jī)吸附劑加藥投加系統(tǒng),與原有廢水處理系統(tǒng)并聯(lián),可隨時(shí)切換原有的加藥系統(tǒng)。
4.5.1 高效無機(jī)吸附劑是利用高效無機(jī)吸附劑對(duì)水中氨氮、各種重金屬的吸附作用,有效去除廢水中的氨氮及各種重金屬離子,從而使排放的廢水達(dá)到國(guó)家規(guī)定的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),在工藝條件恰當(dāng)?shù)那疤嵯?,該型分子篩對(duì)大部分重金屬離子的吸附率達(dá)到80%以上,處理效果顯著,同時(shí)該分子篩由天然礦物組成,對(duì)人及環(huán)境沒有任何危害,吸附重金屬離子后其所吸附的重金屬離子的解吸率小于0.3%,不會(huì)對(duì)環(huán)境產(chǎn)生二次污染。
4.5.2 通過一個(gè)多月的調(diào)整及試驗(yàn),最終確定按脫硫廢水15T/h的處理能力來算,高效無機(jī)吸附劑的加藥量為300-400ppm時(shí),脫硫廢水的出水水質(zhì)達(dá)到了預(yù)期效果,詳見下圖3第三方的監(jiān)測(cè)報(bào)告。


(1)對(duì)懸浮物去除效果明顯,懸浮物從3050ppm下降至29ppm
(2)對(duì)重金屬處理去除吸附效果良好,鎮(zhèn)江電廠脫硫廢水重金屬主要以總鎘、總鎳、總鋅為主,處理前總鎘含量超標(biāo),處理后重金屬各項(xiàng)指標(biāo)均達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)處理要求。
(3)對(duì)pH值有微調(diào)作用,處理前pH值為6.38,處理后為7.32,完全滿足處理要求。
(4)對(duì)氟化物也有較好的吸附去除作用,處理前為15.9ppm,處理后為7.66ppm。
(5)對(duì)COD去除效果也比較明顯,處理前為372ppm、處理后為209ppm(根據(jù)《火電廠石灰石-石膏濕法脫硫廢水水質(zhì)控制指標(biāo)》DL/T 997-2006標(biāo)準(zhǔn)要求COD需要扣除隨工藝水帶入系統(tǒng)的部分,此報(bào)告中COD未扣除。)由于無機(jī)改性絮凝劑主要去除的是懸浮狀COD,從報(bào)告結(jié)果看若扣除工藝補(bǔ)給水帶入部分的COD含量,也達(dá)到了處理的預(yù)期要求。
4.6 新老加藥系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性對(duì)比,
以兩臺(tái)600MW機(jī)組每天的脫硫廢水排放量為100噸左右計(jì)算。
(1)高效無機(jī)吸附劑:每月藥劑消耗900Kg(每天30Kg),藥劑單價(jià)3.16萬元/噸,每月的
藥劑費(fèi)用為2.84萬元。全年藥劑費(fèi)用:34.13萬元,其年度維護(hù)成本和電耗基本可忽略不計(jì)。
(2)采用傳統(tǒng)藥劑的每月消耗:
a、氫氧化鈣:15噸,單價(jià)0.08萬元/噸,每月氫氧化鈣費(fèi)用1.2萬元;
b、有機(jī)硫:1.5噸,單價(jià)1萬元/噸,每月有機(jī)硫費(fèi)用1.5萬元;
c、PAC及PAM:7.5噸,單價(jià)0.08萬元/噸,每月PAC及PAM費(fèi)用0.6萬元;
(3)采用傳統(tǒng)藥劑每月藥劑費(fèi)用合計(jì)大約3.3萬元,全年藥劑費(fèi)用大約39.6萬元;
采用傳統(tǒng)藥劑加藥系統(tǒng)年度電耗約2.4萬元,年度設(shè)備維護(hù)成本約12萬元;
采用傳統(tǒng)藥劑方案年度綜合費(fèi)用大約為54萬元,而使用高效無機(jī)吸附劑全年綜合費(fèi)用大約為34.13萬元;具有較高的運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性;且運(yùn)行人員工作量減輕,安全性提高。傳統(tǒng)藥劑需添加四種藥品,接卸溶藥頻繁,存在較大的安全風(fēng)險(xiǎn)。
5、結(jié)論語
通過以上的改造,截止發(fā)稿時(shí)鎮(zhèn)江電廠脫硫廢水技改后的運(yùn)行出力達(dá)到了設(shè)計(jì)出力,出水水質(zhì)穩(wěn)定,達(dá)到國(guó)家環(huán)保標(biāo)準(zhǔn),文中所列出的問題大都是各大電廠所遇到的困境,此次技改方案是在多次調(diào)研的基礎(chǔ)上提出的,并已在多個(gè)電廠得到運(yùn)用且效果良好,可作為同類型電廠脫硫廢水處理系統(tǒng)所借鑒。
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