电厂脱硫废水曝气装置设计优化

陈守超

摘 要：介绍了电厂常见脱硫废水处理系统的工作流程和流程优化部分，总结了多个电厂脱硫废水处理系统曝气装置的设计经验，提出了脱硫废水处理系统曝气装置设计优化的关键细节。该方案已经在多个电厂投入运行，且运行稳定、效果明显，可为相关单位的火电厂脱硫废水处理系统设计提供参考。

关键词：脱硫废水处理系统；曝气装置；污泥螺杆泵；脱硫滤液池

中图分类号：X703 文献标识码：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.08.120

随着我国火电装机容量的不断增加，火电厂SO2的排放量也随之增加，由此造成的大气污染日趋严重，采取脱硫措施已迫在眉睫。目前，我国的火电厂已基本配置了锅炉烟气湿法脱硫（石灰石/石膏法）装置，然而，在脱硫过程中，为了维持脱硫装置浆液循环系统物质的平衡，防止烟气中可溶部分（氯）的浓度超过规定值和保证石膏质量，必须从系统中排放一定量的废水，即脱硫废水。虽然脱硫废水处理系统在很多电厂并没有长时间运行，但随着环境问题日益加重，长期运行脱硫废水系统势在必行。因此，脱硫废水处理的重要性是不容忽视的，而曝气装置是脱硫废水处理系统的关键环节。很多电厂曝气装置的运行效果一般，这主要是因为设计存在问题，一般的设计人员只按设计规范设计，而没有真正从现场的实际运行情况考虑系统设计的优化问题。

1 脱硫废水处理系统的工艺流程

脱硫废水处理系统的工艺流程如图1所示。

图1 脱硫废水处理系统的工艺流程图

1.1 脱硫废水处理系统工艺流程介绍

由图1可知，该系统由废水处理、污泥脱水和化学加药三部分组成。其中，废水处理系统由废水调节曝气池、三联箱（中和箱、沉降箱和絮凝箱）、澄清池和清水箱等组成；污泥脱水系统由污泥螺杆泵和箱式板框压滤机等配套组成；化学加药系统由石灰乳加药系统、有机硫加药系统、絮凝剂加药系统和助凝剂加药系统四部分组成。

1.2 脱硫废水系统工艺流程优化

1.2.1 增加预沉池

正常情况下，脱硫废水首先进入废水调节曝气池。根据电厂废水含固率情况，如果脱硫废水含固率高于1.5%（干基），则需要在曝气池前增加一个废水预沉池，使废水进行初步预沉，沉降到底部的污泥通过螺杆泵打回脱硫滤液池，最终进入吸收塔；上部溢流出的废水再次进入曝气池，这样可将废水的含固率降低至1%（干基）以下，从而有效减轻废水在三联箱的处理负荷，同时，也可以保证有效的曝气效果和出水水质。

1.2.2 增加石灰乳计量箱

当石灰乳制备箱出现以下情况时，建议增加一个石灰乳计量箱：①石灰乳制备箱容积过小，导致无法及时满足配置和供应石灰乳的需要；②石灰乳制备箱溶解能力下降，容易出现堵塞时。此外，石灰乳计量箱可有效稀释和溶解石灰乳，使石灰乳的浓度趋于稳定，不会导致中和箱的pH值产生较大波动。

增加预沉池和石灰乳计量箱会导致成本增加，但可有效降低脱硫废水处理系统的运行负荷，同时，使系统运行更稳定、效果更明显。

2 曝气装置

2.1 曝气装置的作用

脱硫废水处理系统曝气装置有2个作用：①搅拌作用。防止废水中的悬浮物、泥浆等固体物质沉降至底部堵塞曝气孔。②曝气通入的空气与废水充分接触，能氧化水中的亚硫酸盐和有机物，从而降低系统出水的COD指标。同时，使用曝气装置比使用氧化箱的成本低，且曝气池可存储废水，处理废水处时流量稳定。因此，曝气装置是该系统的关键环节。

2.2 曝气装置的管道布置和孔径要求

曝气池内的曝气管道一般为UPVC管，安装后用防腐的水泥压块压住。曝气管一般分成最外围的输气管道和内部的曝气管道两种，输气管道不能开孔，曝气管道开曝气孔，可现场制作。内部管道根据池子的结构布置，应符合一定的安装标准。如果只安转1根进气管，则会导致曝气不均匀，同时，曝气孔的孔径也不能太大，一般采取?5或?6即可。

江苏常熟电厂2×1 000 MW机组烟气脱硫工程脱硫废水处理系统曝气装置只有一根进气管，且曝气池不规则，池子面积为78.6 m2，池深5 m，曝气孔孔径为?10，采用罗茨风机供气。这样的设计方式导致进气管前端部分的曝气量过大，而后部没有气源，导致曝气不均匀、效果较差，其原因有2点：①曝气孔孔径过大，气源从前端部分全部流出；②池子不规则，且面积较大，应布置2根进气管，同时，需要在每根进气管上装阀门，便于调节进气量。

3 部分电厂曝气装置的运行情况

以上提到的常熟电厂曝气装置的设计不合理，导致曝气效果不好，影响出水COD指标，会导致污泥沉积底部堵塞曝气孔。

广东韶关电厂2×300 MW+2×660 MW机组烟气脱硫工程脱硫废水处理系统曝气装置的曝气孔孔径为?6，池子形状规则，面积为117.6 m2，池深5 m，只有1根进气管，采用罗茨风机供气，导致曝气前端曝气量大，后端很小，最终导致曝气不均匀。改造后，将进气管改为3根，从3个方向进气，且每根

进气管上都装有阀门，整个曝气装置的运行效果良好。

河南新乡电厂2×300 MW机组烟气脱硫工程脱硫废水处理系统曝气装置的曝气孔孔径为?6，池子形状规则，面积为25.2 m2，池深3 m，只有1根进气管，采用压缩空气供气，运行效果良好。

安徽田集电厂2×660 MW机组烟气脱硫工程脱硫废水处理系统曝气装置的曝气孔孔径为?5，池子形状不规则，面积37.4 m2，池深4.5 m，配有2根进气管，采用罗茨风机供气，运行效果良好。

通过以上电厂曝气装置的实际设计情况得知：常熟电厂和新乡电厂都采用1根进气管，新乡电厂能正常运行，而常熟电厂无法正常能运行；田集电厂采用2根进气管可正常运行；韶关电厂采用3根进气管可正常运行。因此，在保证气量的情况下，进气管的数量会直接影响曝气效果。

4 结束语

为了使电厂脱硫废水处理系统可正常运行，出水COD指标正常稳定，曝气池内的污泥不堵塞曝气孔，需要曝气池形状规则、面积>30 m2，且至少需要2根进气管。如果曝气池形状不规则、面积>25 m2，则至少需要2根进气管；如果曝气池形状规则、面积>100 m2，则至少需要3根进气管；如果池子不规则、面积较大，则需要根据具体形状安排进气管，且每根进气管都应按装阀门，以便调节各管道的进气量。此外，曝气孔的孔径都应为?5或?6。

近年来，随着国家对环保的日益重视，火电厂湿法脱硫系统整体的运维水平有了较大的提高，但脱硫废水处理仍是电厂的薄弱环节。因此，保证脱硫废水处理系统的正常运行至关重要。本文提到的问题是废水系统设计中的通病，优化方案已在多个脱硫废水处理工程中得到较好的应用，且效果良好，可为同类型火电厂脱硫废水处理系统提供借鉴。

参考文献

[1]陈泽峰，冯铁玲.电厂脱硫废水处理[J].工业水处理，2006，3（26）：86-88.

[2]聂鹏飞.600 MW机组湿法脱硫废水处理系统的优化与改造[J].热力发电，2011（10）62-65.

〔编辑：张思楠〕