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FGD脫硫廢水處理優化工藝

發布時間:2022-4-15 10:00:39  中國污水處理工程網

  火力發電廠的排放煙氣主要采用石灰石-石膏濕法進行脫硫處理,在脫硫過程中會產生一定量的廢水。其廢水水質成分復雜,污染物種類多,其中含有多種《污水綜合排放標準》(GB8978-1996)中嚴格控制的第一類污染物,必須進行單獨處理。某項目配套(5×330MW)電力設施工程的脫硫系統采用石灰石-石膏濕法脫硫工藝系統,脫硫效率要求不小于95%,采用一爐一塔,共五爐五塔,脫硫系統不設GGH、不設旁路煙道,設增風壓機。五套脫硫裝置公用一套石灰石制備采用濕磨系統,石膏脫水采用真空皮帶脫水系統。設置一套公用脫硫廢水處理系統,脫硫廢水引自廢水旋流器溢流水,廢水處理量為15t/h,處理工藝流程為“三聯箱處理+澄清濃縮+最終中和”,處理水質要求達到《污水綜合排放標準》(GB8978-1996)第二時段一級標準。針對該項目中廢水處理系統在實際運行中存在的問題進行分析,并給出優化建議與措施。

  1、脫硫廢水產生的原因

  1.1 FGD系統需要排放Cl-

  煤、石灰石和工藝水是氯離子的主要來源。一般煤中氯含量為0.1%~0.01%,普通石灰石中含氯量約為0.01%,工藝水中含氯量為20~200mg/L,脫硫系統石灰石漿液不斷循環使用,導致氯離子在漿液中逐漸富集,但同離子效應導致石灰石耗量增加、脫硫效率下降,需要排放廢水,降低濾液中Cl-的含量,提高脫硫效率。

  1.2 系統需要排放灰分

  脫硫系統的煙氣會產生灰分,長時間不外排,灰塵含量會不斷累積,導致石膏純度下降,并使脫硫效率降低,因此必須排放一定量的廢水,提高石膏純度。

  1.3 系統需要排放惰性物質

  石膏的純度和系統漿液的正常物化性能受惰性物質的影響,脫硫劑(石灰石)中的惰性物質隨著漿液的循環使用也會在系統內積累,惰性物質積聚過多,會導致脫硫劑失效,通過排放一定量的廢水,可提高石膏的純度和系統漿液的正常物化性能。

  2、脫硫廢水水質水量

  脫硫廢水的水質水量受煤種、工藝補水、脫硫系統的運行控制參數等因數影響。脫硫廢水的水量具有波動性大、不連續的特點。不同火力發電廠的水質情況會有所不同。一般情況下,脫硫廢水具有高鹽量、偏酸性、高濁度、高硬度及污染物種類多等特點,脫硫廢水所含的污染物主要為懸浮物,含有氟化物、重金屬、過飽和亞硫酸鹽及硫酸鹽等,其中廢水中Cl含量在8000~18,800mg/L,脫硫廢水腐蝕性強。

  3、脫硫廢水處理工藝

  該項目采用常規FGD脫硫廢水處理工藝流程為:“三聯箱處理+澄清濃縮+最終中和”,三聯箱為一體式箱體,分成3個隔槽,分別包括中和箱、反應箱和絮凝箱,工藝流程如下圖。

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  3.1 中和

  在中和箱中投加石灰乳快速攪拌,使原來酸性的廢水呈堿性,中和箱內設置在線儀表監測pH值,控制pH值在8.8~9.5,在此條件下,大部分重金屬能形成微溶的氫氧化物從廢水中沉淀出來。采用石灰乳作中和劑,還能與F-發生反應生成難溶的CaF2沉淀,具有脫氟的作用。同時石灰對廢水中的雜質有絮凝作用。

  3.2 反應沉降

  工程實踐表明,在反應箱中加入有機硫化劑TMT-15,使不能以氫氧化物形式沉淀的重金屬離子形成溶度積更小的硫化物沉淀下來。重金屬硫化物溶解度小,對廢水中的鎘、鋅、汞等有很好的處理效果,且沉淀體積小、化學穩定性好、不易返溶。

  3.3 絮凝

  廢水中懸浮物含量較高,進行化學沉淀的同時必須進行絮凝處理。在絮凝箱中加入聚鐵,使微絮體逐漸形成較大的絮凝體,在絮凝箱的出水管上加入高分子聚電解質(PAM)作為助凝劑,進一步使絮凝物增大,使其更易沉降。

  3.4 澄清濃縮

  脫硫廢水從絮凝箱溢流進入澄清濃縮池的中心導流筒內,在重力的作用下實現固液分離,上清液從堰板溢流進入最終中和箱進行后結處理;下部沉積的污泥通過污泥輸送泵排出。

  3.5 最終中和

  脫硫廢水在沉淀分離反應完成后,由于pH值大于9,超過了排放標準,需在出水箱中加入30%左右的工業鹽酸進行中和反應,使水的pH值中和至6~9。出水箱設置了在線監測pH值和懸浮物儀表,當廢水中的懸浮物和pH值均滿足排放標準后,清水達標排放。若廢水中的懸浮物或pH值未滿足排放標準,廢水返回中和箱重新處理,直到達標為止。

  3.6 污泥脫水處理

  設置在線監測泥位計,對澄清濃縮池底部的污泥高度進行監測,當超過設定范圍時,啟動污泥輸送泵,污泥經泵送入板框壓濾機進行脫水,泥餅暫時貯存在泥斗,然后裝車外運。

  4、存在問題分析

  4.1 設計方面

  (1)脫硫廢水處理系統未設置廢水緩沖池。脫硫廢水從廢水旋流器溢流直接進入三聯箱進行處理。脫硫廢水采用間斷排放方式,且流量變化大,懸浮物含量高,廢水處理系統前端沒有設計廢水緩沖池,無法對水質與水量進行調節,容易造成絮凝箱攪拌器負荷過大,造成斷裂;同時,也會造成澄清濃縮池短時負荷過大,影響出水水質。

  (2)沖洗管路設計不完善。脫硫廢水系統易發生堵塞,該脫硫廢水系統未對中和、反應和絮凝箱設置沖洗管道,箱體排凈后,無法得到清洗。

  (3)鹽酸加藥裝置設計在獨立的圍堰內,但未設置安全洗眼器,存在一定的安全隱患。

  4.2 運行方面

  (1)設備及管路堵塞問題。廢水系統泵停止運行后,未及時沖洗污泥泵、石灰乳循環泵及污泥管路、石灰乳管道,造成污泥管路堵塞,系統無法重新啟動。

  (2)壓濾機運行問題。壓濾機是污泥脫水系統的關鍵設備,該工程脫硫污泥系統采用國產普通板框壓濾機。運行實踐表明,普通板框壓濾機故障高,污泥脫水后含水率仍較高,泥餅易黏結在濾布上,造成不能自動卸泥,增加了運行人員的工作量;同時,在向板框壓濾機輸送泥漿過程中,污泥螺桿泵經常壓力過載,導致頻繁跳閘,泥餅厚度達不到要求,處理能力降低;普通板框壓濾機沒有設置自動沖洗裝置,濾布堵塞時需要人工清洗,增加了運行人員的工作量。

  5、優化建議與措施

  (1)增設預沉池。

  脫硫廢水中懸浮物過高會增加三聯箱的處理壓力,造成三聯箱中攪拌器運行不穩定,混凝效果差。設置預沉池,通過重力沉淀,有效去除50%以上的懸浮物,預沉池停留時間至少為4h;廢水再進入后續工藝進行處理。另外預沉池還能對進水水質水量進行調節,保證三聯箱系統穩定運行,提高系統出水效果。

  (2)完善沖洗管路。

  在中和、反應和絮凝箱設置沖洗管道,定期對三聯箱進行沖洗。

  (3)鹽酸加藥裝置設計在獨立的圍堰內,并設置一套安全洗眼器,消除安全隱患。

  (4)與廢水接觸的設備及管道均需考慮腐蝕問題,箱罐采用襯膠或襯鱗片樹脂,管道采用襯膠(塑)管道或其他防腐管道。同時在管道中設置沖洗水管和排凈水管,當泵停止運行后,要及時沖洗泵與管道并排凈廢水。特別是污泥泵、石灰乳循環泵和污泥管路、石灰乳管道。

  (5)選用全自動隔膜壓濾機。

  污泥螺桿泵采用低壓泵與高壓泵混合搭配,先低壓泵進泥,達到一定壓力換成高壓泵保壓,合理利用,解決壓濾機輸送泥漿過程中泵壓經常過載的問題。全自動隔膜壓濾機配有自動清洗濾布裝置,可實現濾布自動清洗,保證壓濾機的壓泥性能穩定,減少人工干預的工作量。隔膜壓濾機對污泥進行二次壓榨,進一步減少污泥含水率,隔膜壓濾機脫水后的污泥含水率可達50%~60%,大大減少了污泥的體積。

  6、結語

  該工程采用“三聯箱處理+澄清+最終中和”工藝對脫硫廢水進行處理,經過中和、反應沉降、絮凝、澄清濃縮等處理能夠達到《污水綜合排放標準》(GB8978-1996)第二時段一級標準,但在實際運行過程中還會存在影響運行的問題。在后期改造過程中應綜合考慮,切實提高運行效果。隨著環境保護和水資源節約要求的不斷提高,污水零排放是未來發展的方向,為了保證整個電廠污水零排放,脫硫廢水處理流程中應預留后續終端處理接口,保證在將來實現電廠廢水零排放工藝時能夠作為預處理系統,不發生重復建設。(來源:永清環保股份有限公司,湖南永清水務有限公司)

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