脱硫废水和澄清器废水的综合利用研究

2013-09-21马晓丽霍任彬

电力科技与环保 2013年6期

马晓丽，霍任彬，杨翮

(1.中电投河南电力公司技术信息中心，河南郑州 450000;2.新乡豫新发电有限责任公司，河南新乡 453011;3.华润电力焦作有限公司，河南焦作 454001)

1 概述

某发电公司2×300MW机组共产生脱硫废水5t/h、澄清器废水3t/h左右，两种废水均未经处理直接外排，每年排放的废水量达4.4万t。该公司脱硫废水来自石膏旋流器、石膏滤液、滤布冲洗水等，澄清器废水来自化学絮凝沉淀预处理后排水，由于脱硫废水和澄清器废水未经任何处理直接外排，环保风险较大。同时混合废水中的悬浮物、氯离子、一类重金属因子含量较高，必须进行再次处理。经调研上述废水处理设备存在的问题后，拟对脱硫废水和澄清器排水混合(即混合废水)进行改造，将混合废水排入压滤机进行处理，压滤后清水(即混合清水)排入煤水系统，可用于喷洒煤场和冲洗燃煤皮带。混合废水经过压滤机压滤处理，除去其中的固体物，混合清水排入煤场沉煤池用于煤场洒水、皮带冲洗用水，在减少脱硫、澄清器废水排放的同时，减少排污费的支出。

但混合处理水排入煤水系统后，原煤水系统的水量、水质发生了变化，我们还要对沉煤池混合水质水量进行试验分析，分析水质对设备腐蚀的影响，控制混合废水的水量水质，减少混合废水对煤水系统设备的腐蚀，保证煤水处理系统安全运行。

2 技术分析

据调研，浙江嘉兴发电公司等国内电厂已将脱硫废水排入渣水系统循环利用，系统运行正常，短期内并未发现对设备的腐蚀。但对混合废水排入煤水系统的研究，目前国内还没有运行实例。

混合废水对煤水系统金属材质的主要的腐蚀因子为氯离子，混合清水排入煤水系统后，是否腐蚀设备，腐蚀速度有多大，目前国内在腐蚀领域的著作和研究都是对氯离子的腐蚀机理做定性分析，但要从定量的角度来分析确定氯离子腐蚀指标，因为牵扯因素很多，目前还比较困难。本研究主要借助其他电厂成功经验，进行相应管道、系统的技术改造，达到脱硫、澄清器混合废水综合利用的目的。

从理论上来说，当未处理的脱硫废水与澄清器排水混合后，酸性的脱硫废水与碱性的澄清器排水中和，混合废水呈中性，易造成喷嘴及管道堵塞的悬浮物大部分被压滤机去除，排入煤水系统中小部分悬浮物和重金属等杂质可能会被粗煤渣吸附形成沉淀，将有效降低悬浮物和重金属的含量。通过pH值的进一步中和，混合清水经过煤水的沉淀和流动混合后，COD也会降低，混合清水补充了煤水系统的来水，又对其本身进行了净化，是经济可行的。但实际中煤水系统补水水量较少，承载混合废水的能力有限。

从一些电厂的运行经验来看，脱硫废水中的悬浮物高，对煤水系统增加了磨损和堵塞，甚至影响提升泵、高效煤水处理设备的运行，另外废水中氯离子对设备腐蚀作用。因此要求混合清水必须具备如下条件:混合清水排入量必须与煤水循环系统补水量相当，否则造成了水量不平衡产生溢流;混合废水必须对其悬浮物经过初步去除;原煤水处理系统运行正常，煤水系统必须有足够的承载混合清水能力;现该发电公司的煤水系统补水采用循环水回用水，氯离子500～800mg/L，如果混合废水排入该系统，必然造成氯离子浓度增高，会在缝隙中或污垢下高度浓缩，即产生富集现象，会加剧煤水系统和其相关设备的腐蚀，因此需密切关注氯离子浓度的变化。

研究的重点是，氯离子是脱硫废水中普遍存在的腐蚀阴离子，具有极高的促进腐蚀反应性，又有很强的穿透性，容易穿透金属表面的保护膜，造成缝隙腐蚀和孔蚀，由于目前的管道和提升泵是普通碳素结构钢，不耐氯根腐蚀，排入脱硫废水后腐蚀速率有多大，需要一系列的试验论证设备的可靠性安全性。通过脱硫废水腐蚀速率的挂片腐蚀试验，来研究在一定的pH和温度下，脱硫废水对煤水中普通碳钢的腐蚀速率，从而调整废水水质水量来保证煤水系统的正常安全运行。

3 项目实施

3.1 项目实施前的混合废水分析

取脱硫废水和澄清器排水进行分析，其水质分析结果见表1。

表1 脱硫废水及澄清器废水水质分析

从表1可以看出，废水的悬浮物和COD、氯离子较高，是影响处理系统的主要因素。

3.2 改造系统简介

2011年6月，该公司组织开展了脱硫废水和澄清废水综合利用改造工作。脱硫废水和化学澄清器废水排放至废水池后由废水泵输送至自动板式压滤机，过滤后的清水由接液槽收集后至煤水沉淀池，作为燃料皮带冲洗水和煤场洒水使用。事故情况下，脱硫系统和澄清器废水暂时排到事故浆液箱。改造中另架设管线至2号吸收塔北侧地沟入口处，作为压滤产生的水量过多时的排放去处。

3.3 混合清水排入煤水系统的试验

试验理论依据是当混合清水进入沉煤池与煤水接触混合后，水质为中性，混合清水中的部分悬浮物和重金属等杂质被煤泥吸附，将有效降低悬浮物和重金属离子含量，初步沉淀后的煤水混合水通过调整进入煤水处理系统，经加药絮凝沉淀后，清水用于喷洒煤场和皮带冲洗。

由于本试验将向煤水系统排入废水，因而在试验前有必要对煤水系统的水平衡情况进行摸底。该公司全厂煤水系统每天耗水190t左右，约8t/h，混合废水量每天最大容量185t，因此满足容量要求。煤水系统水平衡见图1。

图1 煤水系统水平衡

系统水量在废水排入前基本平衡，试验以不影响系统正常运行为原则，为取得理想的试验数据，需合理安排试验方案。具体方案为:调整石膏脱除的时间，并调节石膏旋流站至废水旋流系统管路手动阀开度大小，控制脱硫废水外排量，使其大致在设计值范围内。同时控制澄清器排污，于脱硫废水池中取混合废水样分析废水成分;调整混合废水打入板式压滤机，进行压滤处理;混合清水进煤水系统前取样测定其pH值及污染物成分;取混入废水后的沉煤池上部溢流液分析污染物成分;人工统计混合废水量，严格控制混合废水排入量，以不超过设计最大值8t/h为准;每日人工观测沉煤池液位，水位高时及时切换运行沉煤池污水泵;保持煤水系统连续运行2个星期，期间连续3天同期取样分析，记录分析数据。

4 结果分析

2011年10月25、26日取样分析，记录分析数据，试验结果见表2和表3。

表2 废水试验结果分析(一)

表3 废水试验结果分析(二)

从表2和表3数据可以看出，混合清水排入沉煤池后pH值变化不大，对后续处理系统影响不大;混合清水排入煤水系统后，悬浮物浓度变化不大，COD成分有所削减，氟化物变化略有上升，推测是煤中氟化物成分的积累，对煤水原水质影响较小;混合废水的铅、砷等重金属浓度进入沉煤池后有一定程度的下降;混合清水在排入煤水系统后，氯离子浓度有所升高，但均不超过1000mg/L。

从混合后煤水的试验结果来看，国家明确规定的第一类污染物(As、Cd、Hg、Pb)全部达标，第二类污染物如COD、氟化物、SS与二级排放标准相差不大，煤泥混合水的氯根在800～1000mg/L之间对普通碳钢设备无损坏，无需再进行挂片腐蚀试验。自2011年10月份以来，混合废水经压滤机后清水排至燃料沉煤池用于煤场喷洒和皮带冲洗，系统均正常运行，未出现设备腐蚀及其他问题。