600MW机组脱硫废水处理工艺改造

Posted 2023-01-12 水处理

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摘要：脱硫废水处理系统是保证脱硫稳定运行的重要部分，也是运行、维护工作的难点，常规设计的废水系统存在着处理能力弱、设备可靠性低等问题。本文通过对脱硫废水处理系统进行改造，充分利用事故浆液箱脉冲悬浮系统的特点，优化工艺流程，有效地提高废水处理系统的运行可靠性。
1、废水处理系统设计流程
废水旋流站溢流进入废水处理系统的中和、沉降、絮凝三联箱，然后进入澄清器和出水箱，其间的出水梯次布置，形成重力流。最后合格废水送至煤场喷洒系统。
澄清器污泥排往板框压滤机，排泥经电动泥斗缓冲装入运泥车。压滤机排出的滤液及清洗滤布的污水自流至滤液箱，通过泵将该水送至三联箱进行处理。
系统设置生石灰粉仓，生石灰粉通过计量装置进入石灰乳制备箱，再通过螺杆输送泵送入石灰乳计量箱。石灰乳、有机硫、混凝剂、助凝剂、盐酸等5个计量箱后分设5组计量泵，完成向三联箱及出水箱自动在线调节计量加药。
脱硫工程废水处理系统设计能力为19m3/h。
废水处理系统设计工艺流程如下所示：

2、脱硫废水处理系统主要设备存在问题

2.1板框式压滤机
近两年的运行实践表明，板框式压滤机运行不稳定，常见的问题有：1)滤饼含水率高。卸泥饼操作时，泥饼不易脱落，人工清理困难(见左图)；2)压泥过程中，滤板之间易漏料，污染环境，同时造成进料压力低，压泥效果差；3)滤布寿命短，虽加强冲洗，但运行约6个月即需更换。
2.2一体化澄清器
一体化澄清器存在的主要问题是：污泥浊度仪指示不准，不能准确判断澄清器内泥位。废水系统长时间运行，压滤机压泥效果差时，易造成澄清器内污泥堆积，斜板堵塞、澄清器底部管道堵塞、上清液浑浊，严重时会造成一体化澄清器刮泥机损坏。

2.3脱硫泥饼外运
脱硫泥饼属于工业垃圾，因其富含有害重金属，需要进行填埋处理。废水处理系统运行时，虽然脱硫泥饼产量不大，但由于压滤机工作不稳定，滤饼含水率高，泥饼装载、运输过程中易造成污染。脱硫泥饼填埋在灰场，若处理不善，易造成二次污染。
3、问题分析及工艺改造
3.1脱硫废水处理系统运行分析
1)分析脱硫废水处理系统存在的问题，主要矛盾集中在“泥”的问题上。因为废水取自脱硫回收水箱，虽然经过废水旋流站进行初级分离，但进入三联箱的石膏浆液密度仍较高，设计值达1090kg/m3,当回收水箱密度增高或旋流效果差时，脱硫废水密度会更高。
2)一般情况下，水中悬浮物分离的有效办法是自然沉淀。自然沉淀法需要有足够的时间和空间。只要能够控制氯离子不超标，废水系统不需要连续运行。事故浆液箱长期处于闲置状态，具有足够的空间来沉淀石膏浆液；同时，事故浆液箱未采用侧进搅拌器，而是利用事故浆液泵及其脉冲悬浮系统对浆液进行扰动，具备浆液沉淀后仍能正常搅动的特性，其高位入口门又可以作为排出上清液的出口，是作为沉淀箱的最佳选择。
3.2自由沉淀试验
颗粒自由沉降速度公式：
us=(ρS-ρL)×g×d2/μ/18(公式1)
μ=μ0/[1+0.337×t+0.000221×t2](公式2)
us：颗粒沉降速度；
ρS：颗粒密度；
ρL：水的密度；
d：颗粒直径；
μ：动力粘度；
μ0：水在0℃时的动力粘度；
t:温度。
由上述公式可以看出，浆液中颗粒沉降速度由颗粒特性(ρS、d等)、流体物性(ρ、μ、t)等因素所决定。具体到现场实际，沉淀速度、沉淀所需所需时间到底如何，需要做试验进行验证。试验分两部分：1)石膏浆液取样沉淀试验；2)事故浆液箱实际沉淀试验。
试验1石膏浆液取样沉淀试验数据见下表：

由试验1可以看出，在工况9之前，由固液分界线刻度变化初略计算的沉淀速度基本保持不变，约为16.8厘米/小时，与颗粒自由沉淀速度恒定的理论相吻合，在沉淀后期固液分界线变化缓慢应属于沉淀逐渐终止阶段。
同时，此试验可以看出，石膏浆液经过自然沉淀，可以达到上清液清澈的目的，为下一步进行事故浆液箱试验奠定了基础。
试验2事故浆液箱实际沉淀试验数据见下表：

从上表可以看出，沉淀时间与液位关系密切，因为相同工况的浆液沉淀速度变化不大，在事故浆液泵高位入口门位置确定的情况下，沉淀时长与上清液净高度成正比。
水的动力粘度随温度的升高而降低(见公式)，浆液温度也会影响沉淀。运行经验也表明，在冬季，事故浆液箱沉淀时间较长，气温回升后，相同液位的沉淀时间会缩短。
3.3废水系统改造后流程图
下图为改造后的废水系统流程图：

4、废水工艺系统改造后运行效果
4.1三联箱运行工况
石膏浆液经过沉淀预处理后，浊度大大降低，使三联箱运行工况大为改善。经初步试验，助凝剂、混凝剂耗量减少约50%，有机硫耗量也有所降低。实践表明，经三联箱加药处理后脱硫废水中的沉积物含量也很少，可以彻底抛弃一体化澄清器、污泥输送泵、板框压滤机等污泥处理设施。絮凝箱内废水可直接通过出水箱、出水泵排向煤场再次利用。
4.2对石膏及浆液品质的影响
因为脱硫废水排放的目的主要是控制石膏浆液中的氯离子、重金属含量，排放事故浆液箱上清液的办法完全满足此要求，还避免了原有运行方式中产生的工业垃圾--脱硫泥饼。运行实践表明，改造后的脱硫废水处理方式对脱硫石膏和浆液无不良影响。
5、系统需改进之处
5.1事故浆液箱上清液排放口设置需优化
此次改造充分利用了原有系统设置，未在事故浆液箱上重新开孔，下一步需优化事故浆液箱上清液排放口设置，增加排放口，以降低浆液沉淀时间，充分利用事故浆液箱有效容积，提高废水处理系统运行效率。
5.2脱硫废水处理加药量调整
为保证达标排放，摸索废水处理各药品最佳投放量，还需要继续试验，优化运行。
6、结束语
一直以来，脱硫废水处理都是电厂脱硫系统的难点。利用事故浆液箱静置沉淀浆液，排出上清液的办法对脱硫废水进行预处理，是解决脱硫废水处理难题的有效方法。脱硫废水达标排放，是保证脱硫废水有效利用的第一步。接下来，还要继续努力，彻底解决脱硫废水的综合利用问题，保证脱硫系统能够稳定环保运行。
文章来源：《2014火电厂污染物净化与节能技术研讨会论文集》