600MW 机组在线空预器水洗废水优化处理

郭永森

（华阳电业有限公司漳州后石电厂，福建 龙海363104）

1 我厂AH 冲洗废水处理现状

漳州后石电厂共有7 台600MW 超临界机组， 均采用回转式空气预热器(AH)，受热面是由厚度为0.5mm 和1.2mm 的薄钢板轧制成波纹板后叠在一起压紧组装而成,通流间隙很小,容易造成积灰;而且燃煤中的硫在燃烧时生成二氧化硫,一部分二氧化硫又会转化成三氧化硫,三氧化硫与水蒸气化合生成硫酸蒸汽,当烟气冲刷受热面时,硫酸蒸汽在低温金属壁面上凝结，使金属产生低温腐蚀。 空预器受热面玷污和积灰,又反过来影响受热面传热，进一步降低金属壁温，从而加剧低温腐蚀，这种恶性循环使预热器堵灰现象更加严重。 我厂机组运行时均出现AH 差压高，CP5 最高达194mmH2O,最终采用在线水洗得以解决。由于水洗的经济性，为防止空预器停用期间的腐蚀，减少空预器运转期间的压差，我厂机组出现AH 积灰、差压高，均会利用在线、停机检修或调停机会进行水洗。 随着空预器水洗频率增加，产生的冲洗废水也相应增多， 冲洗废水排至机组排水槽再输送至废水站集中处理。 原有的处理方法处理量小，出水浊度高，悬浮物含量大，废水严重积压，进一步影响机组启动进程；若大流量处理则出水水质不能满足环保排放标准。 自7 台机组全部投产并采用在线水洗以来，我厂原有设计废水处理流程已不能满足2 台以上机组同时水洗或单台机组水洗与清管同时进行。废水处理问题已成为困扰我厂机组排程的一个主要因素，因而在不进行废水处理系统扩容的前提下，亟需对当前处理流程及处理方法进行优化和改善。

我厂AH 水洗采用工业水冲洗，A/B 侧冷、热端交替3-4 循环，加药量约5 吨，冲洗废水产生量约250T/h，总量约6000t-8000t。 废水中主要含有硫酸、亚硫酸等酸性物质，其pH 值在1.1～6.2 之间，悬浮物主要是空预器中烟灰及大量的重金属等物质。原设计处理流程为冲洗废水进重金属废水储槽E1-E3，处理量最大可达200T/h。 废水经处理后排放达《污水综合排放标准》（GB8978-1996）第二类污染物最高允许排放浓度一级标准(工业废水)：

pH:6～9, CODcr≤100mg/l, BOD5≤20mg/l, 悬浮物≤70mg/l。

设计流程中， 重金属离子废水在储槽中通过罗茨风机搅拌后，由废水转运泵送至氧化箱，加入30%碱液后，经反应箱进入pH 调整箱。在pH 调整箱加碱提高pH 值至9～12，并加入混凝剂，同时启动搅拌机，以使其充分反应。 pH 调整箱的废水溢流至混合箱，再加入助凝剂并搅拌。混合箱出水流至斜板澄清器，通过污泥再循环加速澄淀。澄清器出水有pH 检测并控制加酸。 如pH 合格排至出水监督池，不合格排至中和池。 当出水监督池出口pH 表和浊度表检测到出水pH 值或悬浮物不合格时，出水监督池上回流管的阀门自动开启，将该不合格水引入废水贮存槽C 或E2。

下图1 为我厂AH 冲洗水等含悬浮物重金属废水处理工艺流程图。

图1

经多年运行实践，我们发现原设计流程处理AH 冲洗废水的处理方式存在着一些缺陷，主要表现为AH 冲洗废水进水量较大，再加上废水站还要处理沉煤池及输煤栈桥冲洗废水，水处理、精处理再生废水，因此经常造成废水的积压，影响机组启动进程。同时在空预器水洗初期废水呈强酸性，pH 在1.1～6.2 左右，重金属及悬浮物含量高，需长时间沉降后采用60-80T/h 的小流量运行，并适当增大凝聚剂、助凝剂的加药量加速泥渣沉降，加强斜板澄清器排泥频率，这样方能保证废水达排放标准。而在实际操作中，从发电效益上考虑，机组排程根本不允许有足够长的时间来让慢慢处理该类废水。 60-80T/h 处理流量与200-250T/h 的排放量相比而言，可以想象废水处理的压力有多大了。

2 试验分析与结果

在近期的水洗过程中，我们多次采集了AH 冲洗初段、中段、后段废水，不管是纳尔科执行水洗操作的CP1～PC4，还是鑫雅执行操作的CP5～CP7， 初期排放废水基本特征为呈青灰色， 悬浮物SS 高于2000mg/l,pH 值介于1.1-3.0 左右，中期废水一般呈红褐色，pH 值介于3.0-5.0 左右。

从设备设计方面分析，参照我厂设计，斜板澄清器设计炉本体冲洗水进水水质限于＜500mg/l，最大出力200T/h。 《DL/T5046-2006 废水治理设计规程》5.5 规定：含铁铜金属废水工艺的反应箱设计停留时间5-10min，我厂反应箱设计16m3,实有效容积为14m3(下为锥斗及便于搅拌上表面应至少留10cm 空间）， 依10min 停留时间计算处理流量:Q=14m3÷（10min÷60min/h)=84T/h。

我厂AH 废水不但含高悬浮物，又含高铁、钙、铝等重金属，停留时间只有大于10min 以上才能处理合格。 而在实际操作中，经斜板澄清器沉降的出水色度大，悬浮物高，流量稍大点即满足不了排放要求。

通过多次烧杯试验， 反复模拟我厂重金属离子废水处理流程：加碱调pH 至8.5，水样产生青灰色或红褐色矾花不沉降，加混凝剂（聚合氯化铝）充分搅拌后静止，矾花进一步絮凝并沉降。经约10 分钟，泥渣可完全沉降，水质浊度约6～8NTU,pH 约8.22-8.6 左右。

运行中，我们注意到，原设计装酸洗废水的D 储槽中有预设碱管道，可预先往储槽加碱中和；在装有水处理排放的再生碱性水槽中，再进AH 中后段冲洗废水后，很容易沉淀、澄清。转换思路,可试先将加在重金属离子废水处理系统（四联箱）的碱液，事先加进储槽中，提升空预器废水pH 再混凝。 经过反复实践：我们把储在各槽的空预器酸性水通过与其他槽倒池混合提升pH 或预先加碱液入E1-E3 储槽，提升pH 至排放合格范围8.0～9.0，经过罗茨风机充分混合、曝气，絮凝沉降，澄清后废水通过原有重金属离子废水处理系统四联箱，加入混凝剂进一步混凝，再微调pH 至排放标准，从而使废水能够合格并通过回收水池排放。 储槽底部沉降泥渣通过倒池操作至B 污泥水储槽，进入浓缩池，投运脱水机处理掉。

分析其原理，AH 废水中含有大量Fe3+、Fe2+、AL3+等， 在碱性条件下这些铁及铝离子生成多羟基络合物，从而形成大的絮凝体，发生网捕作用使SS 沉降，另一方面在强碱加入时也会形成氢氧化铁及氢氧化铝沉淀。 各槽泥渣经沉降，悬浮物含量大量降低后，经重金属离子废水处理系统四联箱容易处理合格，也即有可能能增大处理流量。 关键点在于，要有充分的絮凝反应和沉降时间。

3 AH 冲洗废水处理优化对策探讨

至此，我们对我厂废水处理流程进行以下优化：

1）延伸D 储槽加碱管道至E1/E2/E3 储槽，可分别对各槽加碱液。

2）后续AH 水洗前一天必须把储槽液位处理到最低液位。

3）预留预估该AH 废水进哪几个储槽，再分别提前加碱，须预留不加碱的槽盛装水洗后期废水，AH 废水以总共7500 立方估算， 水洗初期pH 可低至1.1 结束时为6.2 左右。

（1）如果进E1/E2/E3 槽，则预先加碱约1000kg/槽。 （设每槽进水1800 吨，进水pH 平均3.5，搅拌后最终pH8，则：

加碱量=40×1800×1000×（10-3.5-10-8）÷（30%×1.33×60）=951kg）。

（2）如果进A/C/D 类槽，则预先加碱450kg /槽。 （设每槽进水800吨，进水pH 平均3.5，搅拌后最终pH8，则：

加碱量=40×800×1000×（10-3.5-10-8）÷（30%×1.33×60）=423kg)。

4）到水洗后期pH 已升高,同时悬浮物也低，此时的废水可进入没有预先加碱的储槽，后续依原设计流程处理，加酸、碱调出水pH 即可。

5）需要注意的是，进AH 冲洗废水时要边进水边启动罗茨风机充分搅拌，也要取样化验并适时加酸碱调pH 在8.0～8.8 范围，待pH 均匀后停止搅拌。 时间进程允许的话可待澄清后再大流量进入回收池，否则要合适流量通过四联箱处理。

4 结束语

空预器冲洗废水处理不难，但依照常规处理流程，要处理合格并排放是需要足够的时间的。 经将加碱时间提前至储槽优化改善后，这种处理方式可大大缩短空预器冲洗废水的处理时间，减少影响机组的进程的可能性。 而且经优化后的处理方式，节省了处理过程反复进行pH 调整产生的酸碱耗量，减少废水的重复处理次数，减轻了废水站人员的工作强度和劳动量。 更重要的是排放废水的色度、浊度也较以前有明显改观，保证了电厂的工业废水达排放标准及回收利用要求。

［1］王晓菁.空预器冲洗废水处理的探索与实践[J].山西科技，2013(04).

［2］后石电厂空预器在线清洗监督[J].

［3］华阳后石电厂化学运行规程[S].2008,1.

［4］GB8978-1996 污水综合排放标准[S].

［5］DL/T5046-2006 废水治理设计规程[S].

［6］漳州后石电厂新建工程施工设计化学部分第01 卷第01 册电厂化学部分说明书（图号： Fl 135-HOIOI-01)[Z].