火电厂脱硫废水零排放设备改造探讨

陈嘉伦

摘 要：结合大唐潮州电厂的实际情况，将脱硫废水引入渣水系统综合处理，对渣水系统处理后的水质指标、影响因素经济性能进行长期的跟踪分析

关键词：脱硫废水处理；渣水系统；化验

前言

广东大唐国际潮州发电有限公司现有装机容量3200MW，一期两台600MW机组，二期两台1000MW机组。四台机组均采用美国常净公司的脱硫设备，采用石灰石-石膏湿法脱硫工艺技术。湿式除渣系统设备由青岛四洲公司提供。

1 脱硫废水处理系统和渣水系统概述

1.1 脱硫废水处理系统概述

脱硫废水处理系统包括：废水处理系统；化学加药系统；污泥压缩系统及排污系统。

1.1.1 废水处理系统

脱硫装置产生的废水经由废水旋流器送至废水处理系统，进入三联箱：中和箱、沉降箱、絮凝箱，废水在经过三联箱期间采用化学加药和接触泥浆连续处理废水，沉淀出来的固形物在澄清/浓缩器中分离出来，清水达到标准排放。经澄清/浓缩器沉降浓缩的泥浆送至厢式压滤机脱水外运，设备处理出力27m3/h，如图1所示。

1.1.2 化学加药系统物理化学过程

（1）采用石灰浆[Ca（OH）2]进行碱化处理，以沉淀部分重金属。PH值范围在9.0～9.5之间较合适。加药位置中和箱进口管道。（2）采用有机硫化物沉淀重金属，有机硫化物TMT15可与镉和汞形成微溶的化合物，以固体形式沉淀出来。加药位置在于沉降箱进口管道。（3）固体沉淀物的絮凝。为使固体沉淀物形成较大的更易沉降的絮凝物，应向废水中加入絮凝剂（FeClSO4），形成氢氧化铁Fe（OH）3絮凝物。加药位置沉降箱进口管道；为了降低粒子的表面张力，使其形成易于沉降的大粒子絮凝物，废水中应加入助凝剂。絮凝剂和助凝剂的加入量使出水浊度<100NTU。（4）沉降-固形物从废水中分离在沉降阶段，固体物质在澄清/浓缩器中在重力作用下从液相中分离出来。分离出来的固体物质污泥经污泥输送泵送至压滤机脱水，脱水后形成泥饼掉入集料斗中。此时泥饼含水率约为40%～60%，并最终由外包环保公司运走继续处理。分离出来的水改造前作为煤场喷淋的补充水源。

1.2 渣水系统

锅炉除渣系统采用固态连续排渣和封闭循环供水方式，渣水处理系统经过沉淀过滤最后斜板分离处理过程，将渣块从渣水中分离，渣块由外包环保公司运走进行后续处理。处理后的澄清渣水回捞渣机循环使用。

2 脱硫废水处理系统和渣水系统的不足之处

脱硫废水处理系统处理量为27m3/h，改造前为输煤煤场、输煤皮带做冲洗喷淋用水，虽解决了输煤上煤卸煤期间现场粉尘超标的现状，但是因为系统的设计限制脱硫废水处理最终出水的浊度是100NTU，用肉眼直观就可判断出水质不澄清，在用于输煤喷淋时长期出现喷头堵塞，造成输煤车间粉尘超标，严重影响到了输煤系统的文明生产和员工的身体健康。

渣水系统有自身的闭路循环系统，渣水系统的水质要求低且无对外排污口，渣水系统的水损失途径有渣块冷却蒸发、渣块带水、湿灰搅拌用水；补充水源有灰库冲洗回用水、脱水仓冲洗回用水、化学中水补充水。其中化学中水因水质PH波动大长期使用造成管路腐蚀破损，且脱硫吸收塔用水量大中水长期供给于脱硫使用，现已不使用。另外灰库冲洗水、脱水仓冲洗水由公司工业水网供给，使用量由燃煤中灰分和易结焦性决定的，若燃煤灰分、渣块少以上两处冲洗水使用量将减少。一旦出现渣块温度高、气候炎热等情况渣水蒸发量高时只能使用工业水补充，不利于公司的节能降耗。

3 设想将脱硫废水引入渣水系统的方案以及脱硫废水、渣水的化验

经过脱硫废水处理后的水收集于出水箱，将出水泵由原供煤场喷淋管道改至渣水系统的初沉池入口作为渣水系统的补充水。渣水系统的沉淀过滤池作为脱硫废水的二次过滤装置。脱硫系统的出水水质公司内部规定需小于100NTU，但是当排入渣水系统后将会造成废水中的石膏颗粒进入渣水系统容易堵塞管道。需化验脱硫废水出水水质进行，公司需对设备进行改造，以适合渣水系统的需要。

以表1、2分析得出渣水系统的PH较低且氯离子较多。脱硫废水的PH较高，进入渣水系统可以改善渣水的PH，防止PH低设备腐蚀；脱硫废水的浊度高进入渣水系统内会增加清理沉淀池工作量和堵塞管道的危害；另外因为渣水系统未对外排放，长期进行补水-蒸发-补水的循环使得渣水不断得到浓缩，氯离子不断增加。脱硫废水进入渣水，渣水氯离子含量将会增加必会腐蚀设备造成设备老化以及损坏。因此，必须对设备进行改造，否则将会损害设备。

4 脱硫废水系统、渣水系统改造以及运行方式的改变

4.1 脱硫废水系统改造内容

（1）脱硫废水三联箱底部排污门由原来排至地坑改为排至污泥澄清池。（2）废水区域地坑泵出口管道原来排至中和箱，现改为排至澄清浓缩池。（3）压滤水箱的压滤水泵出口由原来排至出水箱，改造至污泥澄清池。（4）二期废水旋流器增加在线压力监视，防止旋流子堵塞，严格控制废水旋流器的运行旋流子数量，限制进入废水系统的流量。（5）一期、二期废水旋流子溢流管道原共用一根管道，改造为两根分别进入中和箱。改造前后如图1、2所示。

脱硫废水三联箱底部排污门由原来排至地坑改为排至污泥澄清池，是提高澄清浓缩池的利用率，将废水中的颗粒、沉降物、絮凝物从水中分离出来，减少进入渣水系统的固态废弃物；废水区域地坑泵出口管道原来排至中和箱，现改为排至澄清浓缩池，是为了减少三联箱的负荷，防止三联箱运行过程中加药量与进水量不匹配造成废水排放浊度高；压滤水箱的压滤水泵出口由原来排至出水箱，改造至污泥澄清池，是为了防止压滤过程出现压滤水含固量高，进入澄清浓缩池继续分离固态废弃物。一期、二期废水旋流子溢流管道原共用一根管道，改造为两根分别进入中和箱，防止脱硫废水旋流器运行效率低。

4.2 渣水系统改造

脱硫废水出水箱利用出水泵输送经过处理的合格脱硫废水从初沉池进入渣水系统。除渣系统的捞渣机链条螺栓由原普通碳素钢更换为哈氏合金材料；捞渣机捞渣底面有碳素板更换为铸石板。渣水管道由不锈钢管道全部更换内衬耐磨铸铁管道。脱硫废水进入渣水系统的沉淀过滤池处理后进入回水池供除渣设备使用，渣水的沉淀过滤池作为二次处理减少来水的浊度，保证渣水输送通畅。捞渣机链条螺栓和底板更换耐腐蚀新材质是为了防止渣水氯离子增加腐蚀设备表面损害设备。

4.3 运行方式改变

三联箱每天定期排污、加药箱每天定期溶药并检查加药泵运行情况加药管是否泄漏。脱硫废水旋流器旋流子一期采用二运一备、二期采用四运二备，运行压力严格控制在220-240kpa，废水处理系统三联箱入口流量控制在20-25t/h，防止废水携带固态物质增加，与加药量不匹配。渣水系统提高回水泵、渣浆泵、冲洗水泵的运行出来，保证渣水循环量不低，防止固态物质在管道内、设备中沉淀堵塞，从表X中看出中和箱、沉降箱、絮凝箱的体积分别25、25、37.5m3，取最高流量测得经过三联箱各箱体时间大于30min，符合《DL5046-2006-T火力发电厂废水治理设计技术规程》要求[1]。渣水系统沉淀过滤池是露天设备，在中雨以上气象出现，应适度减少脱硫废水旋流器的进水量以减少脱硫废水排放量，避免渣水系统出现溢流进入雨水井污染环境的事故发生。

5 改造后的检验

改造后运行1年时间，化验脱硫废水和渣水的水质情况。

脱硫废水设备改造后，出水水质浊度明显下降。而且脱硫废水的PH值高进入渣水系统后明显的提高了渣水的PH值，但是带来了渣水系统中氯离子含量的增加，月平均上涨了27%。另外渣水的月平均浊度也增加，但是上涨的幅度只有7.2%。因为据文献记载，经过常规处理具有高PH的脱硫废水直接排入电厂水力排渣系统， 一方面渣水处理系统的过滤作用可以截留脱硫废水中的杂质以及渣水与脱硫废水中和反应生成的固体物质，达到去除脱离废水中杂质的目的[2]。

渣水系统由于更换了具有耐氯腐蚀钢材，设备运行正常改造前与改造后维护检修次数未出现变化，但是渣水系统污泥排放量逐渐增加，直接增加了清渣清泥的工作量。另外渣水系统补充工业水量大幅度下降；同时公司增加了两套煤水处理系统，煤场雨水收集后重新作为煤场喷淋使用，使得公司整体工业水补充量明显下降。如表5所示。

表5 改造前后的对比

脱硫废水中的水作为渣水系统水源的补充，减少渣水系统的新鲜水用量，还起到一定的节能作用。以一顿工业水2.5元算，日平均节省697吨约费用1743元，每年可节省63万元人民币。另外，检修费用和维护费用大幅度下降，为公司节约了运行成本。

6 结束语

随着社会进步，国家对各种污染物的排放标准逐步提高，企业为满足SO2达标排放，投入大量资金，但是对于脱硫废水的利用一直没有找到较为理想的提纯工艺和技术导致脱硫废水无法有效的利用。对脱硫废水系统和渣水系统进行改造，从设计上实现优化，巧妙的避开了故障频发点，减少了原来脱硫废水下游用户的检修工作量，节省投资和运行费用，大幅降低了运行维护成本，有效的提升了脱硫废水系统和湿式除渣系统运行的经济性和可靠性，具有行业内推广的实际意义。

参考文献

[1]DL5046-2006-T.火力发电厂废水治理设计技术规程[S].

[2]李汇才.石灰石-石膏湿法脱硫废水再处理方法探讨[S].电力科技与环保，2014，2（30）：39.