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火电厂脱硫废水处理系统的改造及运行调整
时间:2019-08-16 09:31:38

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摘要:华润镇江电厂脱硫废水处理系统采用“三联箱+澄清器”经典脱硫废水治理技术,本次技改增加了高效无机吸附剂投加系统处理脱硫废水,取消了原三联箱加药系统,并对三联箱搅拌机转速进行提速,且对废水调节池内曝气装置进行了扩容;现运行出力达到设计水平,且出水水质达到现在的环保排放要求,从而实现达标排放或回用。

关键词:脱硫废水、运行调整、三联箱处理、高效无机吸附剂

1、前言

华润镇江电厂600MW机组烟气脱硫系统均采用石灰石-石膏湿法脱硫工艺,该工艺中为了维持脱硫吸收塔浆液循环的物质平衡,防止浆液中氯离子等杂质高浓度聚集,同时也防止氯离子等对脱硫系统的管道、设备造成腐蚀损坏,必须严格保证浆液和石膏品质,从而必须要在脱硫系统中排放一定量的废水。废水中含有的杂质主要包括悬浮物、亚硫酸盐、硫酸盐以及重金属,且pH值偏酸性、氯离子含量超高、浊度大、腐蚀性强,因此处理难度大;随着国家对环保要求的提高,脱硫废水必须实现净处理达标排放。镇江电厂脱硫废水处理系统在自投产以来的运行中遇到了一系列的问题:达不到设计出力、出水水质不达标、设备故障率高、废水含固量高等问题,在今年的恢复性技改大修后,现已正常运行,各项指标均符合国家标准。

2、脱硫废水处理系统的工艺流程

2.1 镇江电厂脱硫废水处理系统的工艺流程如下:由废水处理、污泥脱水以及化学加药这3个部分组成。其中,废水处理系统包括废水调节前池、三联箱(中和箱、沉降箱、絮凝箱)、浓缩澄清器、清水池组成;污泥脱水系统由污泥螺杆泵、板框式压滤机等配套组成;化学加药系统由酸、碱、次氯酸钠、有机硫、絮凝剂、助凝剂以及石灰乳加药系统组成。

2.2 脱硫废水来自脱硫岛废水旋流站的溢流液,经废水箱收集后,由废水泵输送到废水调节前池中,由布置在池底的曝气装置对其进行曝气、搅拌,从而降低废水中的COD值,后经废水提升水泵输送至中和箱,在中和箱内添加来自石灰乳制备装置的石灰乳,将脱硫废水的pH值调整到9.5以上,使得一些重金属离子,如Fe3+、Cu2+等生成氢氧化物的沉淀。脱硫废水经过溢流至沉降箱,与加入的有机硫(TMT15)充分混合,使得Hg2+、Cu2+和Pb2+等重金属离子生成难溶的硫化物,并与加入的絮凝剂(PAC)生成大量的絮凝物,脱硫废水经过溢流至絮凝箱,以及在浓缩澄清器的入口管处加入助凝剂(PAM)进一步强化颗粒的形成,使得细小的絮凝物慢慢的变成粗大结实、更易沉积的絮凝体,以便于自由沉淀、分离。2.3脱硫废水从絮凝箱自溢流进入浓缩澄清器,废水中的絮状体在重力的作用下沉积在澄清器的底部,浓缩池高浓度的泥浆,由布置在底部的刮泥装置进行清除,清水则上升经过蜂窝斜管进一步过滤后至顶部通过环形三角溢流堰自流至清水池。

3、脱硫废水运行中出现的问题

3.1 废水中含固量超标

镇江电厂脱硫废水处理系统设计来水的含固量为1%左右,但是在实际生产过程中,易受到锅炉燃烧煤种、外购石灰石粉等因素的影响,再加上脱硫浆液自身品质不佳,以及脱硫岛石膏旋流站、废水旋流站旋流效果不佳,从而造成脱硫废水实际来水的含固量在2%~5%波动,最大时达到了18%左右,导致脱硫废水整个系统长期超负荷的运转,且由于废水调节前池内曝气管道的不合理布置,容易造成池底积泥;三联箱搅拌器速度和强度与脱硫废水中的固体物质浓度不匹配,造成三联箱底部积泥严重。

3.2 运行调整方式不合理

(1)加药量与实际废水浓度不匹配,脱硫废水中的沉淀物沉降、絮凝没有达到预期效果;

(2)板框式压滤机压泥过程中产生的滤液通过地沟回流至废水调节前池,增加了系统负荷;

(3)沉降箱pH计缺少维护,表计测量有偏差,对石灰乳的加药量不易控制。

3.3 板框式压滤机故障频繁

板框式压滤机在运行中不稳定,有时污泥含水率太高而导致泥饼不成形;有时污泥含水率太低而导致中孔完全堵塞,泥饼粘结滤布严重,造成不能自动卸泥,增加了人工干预的难度。

4、运行方式的优化及改进

4.1 对脱硫岛废水旋流器进行改造,定期清理或更换旋流器喷嘴,提高旋流水平,尽量降低脱硫废水的含固量;

4.2 由于脱硫废水中的悬浮物主要是由硅、铝等化合物组成,其本身沉降、浓缩性较好,直接沉淀即可去除大量的悬浮物。因此在脱硫废水进入废水调节前池前设置预沉池,对废水中的大颗粒悬浮物进行固液分离,池底的积泥可以直接输送至板框式压滤机进行压泥,也可以将积泥再输送回吸收塔中进行浆液循环;上清液则经过水泵输送至废水调节前池;

4.3 三联箱中的搅拌器主要起加强反应的作用,由于脱硫废水来水的悬浮物含量较高,且悬浮物的沉降性能也很好,使得脱硫废水中的悬浮物极易沉降在箱体中,特别是加入药剂后很快形成较大的絮凝颗粒沉降下来。所以,在不将形成的絮凝大颗粒打碎的前提下,使搅拌器处于较高的转速,以防止三联箱箱底固体物质发生沉积。为此,将原设计的搅拌机转速提高,加大搅拌强度,很好地解决了箱底积泥的现象,

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4.4 对废水调节前池内进行曝气,促使废水中亚硫酸盐进一步氧化,有利于降低废水中的COD,但是由于原设计中池底的曝气装置布置不合理,易发生固体沉淀,因此对脱硫废水前池内的曝气装置进行优化布局改造,从而防止固体沉淀。

4.5 增加高效无机吸附剂加药投加系统,与原有废水处理系统并联,可随时切换原有的加药系统。

4.5.1 高效无机吸附剂是利用高效无机吸附剂对水中氨氮、各种重金属的吸附作用,有效去除废水中的氨氮及各种重金属离子,从而使排放的废水达到国家规定的行业标准,在工艺条件恰当的前提下,该型分子筛对大部分重金属离子的吸附率达到80%以上,处理效果显著,同时该分子筛由天然矿物组成,对人及环境没有任何危害,吸附重金属离子后其所吸附的重金属离子的解吸率小于0.3%,不会对环境产生二次污染。

4.5.2 通过一个多月的调整及试验,最终确定按脱硫废水15T/h的处理能力来算,高效无机吸附剂的加药量为300-400ppm时,脱硫废水的出水水质达到了预期效果,详见下图3第三方的监测报告。

(1)对悬浮物去除效果明显,悬浮物从3050ppm下降至29ppm

(2)对重金属处理去除吸附效果良好,镇江电厂脱硫废水重金属主要以总镉、总镍、总锌为主,处理前总镉含量超标,处理后重金属各项指标均达到标准处理要求。

(3)对pH值有微调作用,处理前pH值为6.38,处理后为7.32,完全满足处理要求。

(4)对氟化物也有较好的吸附去除作用,处理前为15.9ppm,处理后为7.66ppm。

(5)对COD去除效果也比较明显,处理前为372ppm、处理后为209ppm(根据《火电厂石灰石-石膏湿法脱硫废水水质控制指标》DL/T 997-2006标准要求COD需要扣除随工艺水带入系统的部分,此报告中COD未扣除。)由于无机改性絮凝剂主要去除的是悬浮状COD,从报告结果看若扣除工艺补给水带入部分的COD含量,也达到了处理的预期要求。

4.6 新老加药系统的经济性对比,

以两台600MW机组每天的脱硫废水排放量为100吨左右计算。

(1)高效无机吸附剂:每月药剂消耗900Kg(每天30Kg),药剂单价3.16万元/吨,每月的

药剂费用为2.84万元。全年药剂费用:34.13万元,其年度维护成本和电耗基本可忽略不计。

(2)采用传统药剂的每月消耗:

a、氢氧化钙:15吨,单价0.08万元/吨,每月氢氧化钙费用1.2万元;

b、有机硫:1.5吨,单价1万元/吨,每月有机硫费用1.5万元;

c、PAC及PAM:7.5吨,单价0.08万元/吨,每月PAC及PAM费用0.6万元;

(3)采用传统药剂每月药剂费用合计大约3.3万元,全年药剂费用大约39.6万元;

采用传统药剂加药系统年度电耗约2.4万元,年度设备维护成本约12万元;

采用传统药剂方案年度综合费用大约为54万元,而使用高效无机吸附剂全年综合费用大约为34.13万元;具有较高的运行经济性;且运行人员工作量减轻,安全性提高。传统药剂需添加四种药品,接卸溶药频繁,存在较大的安全风险。

5、结论语

通过以上的改造,截止发稿时镇江电厂脱硫废水技改后的运行出力达到了设计出力,出水水质稳定,达到国家环保标准,文中所列出的问题大都是各大电厂所遇到的困境,此次技改方案是在多次调研的基础上提出的,并已在多个电厂得到运用且效果良好,可作为同类型电厂脱硫废水处理系统所借鉴。

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