脱硫废水处理系统改造优化

李永宁（华润电力登封有限公司，河南登封 452473）

脱硫废水处理系统改造优化

李永宁
（华润电力登封有限公司，河南登封 452473）

常规的脱硫废水处理系统运行可靠性较差，主要原因是脱硫废水含固量较高。为解决此问题，利用配备有脉冲悬浮系统的事故浆液箱对石膏浆液进行预沉淀。实践证明，此改造可使脱硫废水设备的可靠性大幅提高。

脱硫废水；事故浆液箱；预沉淀；改造优化

脱硫废水中含有的杂质主要包括悬浮物、过饱和的亚硫酸盐、硫酸盐及重金属，其中很多是国家环保标准中要求严格控制的第Ⅰ类污染物，由此造成的环境污染日趋严重，采取脱硫废水处理已迫在眉睫［1］。而常规脱硫废水处理系统存在着一些问题，影响着废水处理效果。针对此，合理改造优化常规脱硫废水处理系统，以提高常规的脱硫废水处理系统运行可靠性，达到脱硫废水零排放的目的。

1 常规脱硫废水处理系统存在的问题

常规的脱硫废水处理系统，使用废水给料泵将回收水箱的石膏浆液送至废水旋流站，废水旋流站溢流进入中和、沉降、絮凝三联箱，然后进入澄清器和出水箱，最后，合格废水外排，澄清器的污泥经污泥输送泵排往板框压滤机，形成泥饼后外运［2］。该系统存在的问题如下［3］。

1.1 板框式压滤机

板框式压滤机的问题有：第一，滤饼含水率高，泥饼不易脱落；第二，压泥过程中，滤板间易漏料污染环境；第三，滤布使用寿命较短。

1.2 一体化澄清器

一体化澄清器存在的主要问题有：第一，污泥浊度仪指示不准，不能准确判断澄清器内的泥位，澄清器易淤堵，严重时会造成机械损坏；第二，澄清器底部的污泥输送泵极易堵塞，导致整个系统无法正常运行。

1.3 脱硫泥饼

脱硫泥饼属于工业垃圾，因其含重金属，需要进行填埋处理。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，若脱硫泥饼填埋处理不当，还会产生二次污染。

2 问题分析

2.1 脱硫废水含固量影响因素

首先，常规的脱硫废水系统中，一体化澄清器、板框式压滤机、污泥输送泵等有关处理“泥”的设备问题频发，根源在于脱硫废水含固量高。脱硫废水取自回收水箱，经过废水旋流站初级分离后，进入三联箱时，石膏浆液密度仍高达1 090kg/m3，含固量为15%。脱硫废水含固量高，使整个废水处理系统不堪重负。

其次，脱硫废水中固体悬浮物的分离，除了使用旋流器离心分离［4］的传统方法外，还可使用自然沉淀法。

脱硫废水自然沉淀法需要有足够的时间和空间。这主要是因为：第一，废水系统只要能满足控制浆液品质的要求，无需连续运行，自然沉淀的时间条件能满足；第二，脱硫事故浆液箱若不采用侧进式搅拌器，而是采用脉冲悬浮系统，利用长期闲置的脱硫事故浆液箱进行脱硫废水自然沉淀，空间条件可以满足。所以，利用现有的事故浆液箱进行脱硫废水自然沉淀是降低废水含固量的最佳选择。

2.2 自由沉淀试验

2.2.1 自由沉淀计算

颗粒自由沉降速度公式：us=（ρS-ρL）×g×d2/ μ/18。

其中，μ=μ0/［1+0.337×t+0.000 221×t2］；us表示颗粒沉降速度；ρS表示颗粒密度；ρL表示水的密度；d表示颗粒直径；μ表示动力粘度；μ0表示水在0℃时的动力粘度；t表示温度。

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。

2.2.2 沉淀试验取样

图1 石膏浆液取样沉淀试验照片

表1 石膏浆液自由沉淀试验数据

石膏浆液取样沉淀试验，详见图1和表1。浆液中的石膏颗粒密度较大，沉淀速度较快，而浆液中的悬浮物杂质密度低，沉淀速度较慢；第三，由表1可以看出，在工况9之前，由清浊分界线刻度变化粗略计算的沉淀速度基本保持不变，平均为16.8mm/h，与颗粒自由沉淀速度恒定的理论分析相吻合，在沉淀后期，清浊分界线变化缓慢，属于沉淀逐渐终止阶段［5］。

2.2.3 事故浆液箱沉淀试验

事故浆液箱参数见表2。

表2 2*600MW机组脱硫事故浆液箱参数

经过事故浆液箱自然沉淀试验，总结得出：第一，石膏浆液沉淀澄清1m高度液位，耗时约为10～12h；第二，石膏浆液沉淀澄清时间冬季稍长，夏季稍短，主要是因为水的动力粘度随温度的不同而有所变化；第三，在浆液静置沉淀时，要避免其他工质误入事故浆液箱扰动浆液，使澄清时间延长。

3 新的脱硫废水处理工艺流程

3.1 事故浆液箱改造

为提高事故浆液箱上清液排放速度，维持足够的脱硫废水排放量，保证吸收塔石膏浆液品质，对事故浆液箱进行改造，在标高6m、5m、4m处增加了三个上清液排放门。具体的事故浆液箱排放标准流程见表3。

表3 事故浆液箱排放标准流程

改造后的脱硫废水处理系统与原设计的主要区别有两点：一是进入三联箱的废水来源不同，传统方式为废水旋流站溢流，新工艺为吸收塔内石膏浆液倒至事故浆液箱后，经自然沉淀得到上清液；二是新的系统取消了污泥处理设备，更加简单可靠。总的来说，与改造前相比，新工艺所得上清液排放量能满足运行需要，保证石膏浆液品质。

3.2 新的废水处理工艺系统运行效果

石膏浆液经过沉淀预处理后，浊度大大降低，上清液密度一般在1 050kg/m3以下，各类重金属含量均低于设计值（见表4），表明新的废水处理工艺系统运行效果较佳，适宜推广应用。

表4 处理前的脱硫废水化验数据

而且由于待处理的脱硫废水含固量大幅降低，且其中石膏含量极少，主要为悬浮物类杂质，使废水加药系统运行工况大为改善［6］，采用新的废水处理工艺后，有机硫、混凝剂等药品消耗明显减少，降幅达80%（见表5）。同时经过处理后的脱硫废水满足达标排放要求（见表6），可以主要应用于煤场喷淋、干渣调湿、运煤道路喷洒等，同样表明新工艺具有较高的实用性和可靠性。

表5 废水处理药品消耗比较

表6 处理后的脱硫废水化验数据

此外，事故浆液箱增设上清液排放门后，脱硫废水日排放量达180t左右，两台600MW机组吸收塔的石膏浆液氯离子含量均可保持在10 000ppm左右，满足运行要求。新工艺不再产生工业垃圾—脱硫泥饼。在运行实践中，我们利用石膏浆液中不同成分沉降速率不同的特性，在一般情况下，可以待上清液层分界线位于排放口时开始排放，也可根据情况适当提前开启排放门，排出一部分悬浮物杂质。实践表明，根据不同工况，合理控制沉淀时间，可以保证石膏浆液、脱硫石膏的品质；而且要保持足够的脉冲悬浮时间，防止事故浆液箱内石膏堆积。

4 结语

第一，事故浆液箱上清液排放口的高度设计。实践表明，利用事故浆液箱作为脱硫废水预沉淀箱时，上清液排放口位置设定值较为关键，应兼顾两个方面：一方面，上清液排放量能满足运行需要，从而保证石膏浆液品质；另一方面，事故浆液箱底部沉积的浆液量不宜过多，应保证可以一次性倒向一台运行中的吸收塔。如果新增一座脱硫废水预沉箱，要注意选择合适的箱体直径及排放口高度。

第二，事故浆液箱底部沉积石膏浆液的回收。事故浆液箱上清液排空后，底部沉积的石膏浆液要打回吸收塔。进行操作时，要保证浆液充分搅拌均匀，即保持足够的脉冲悬浮时间，防止事故浆液箱内石膏堆积。实践证明，做好事故浆液箱底部沉积浆液的回收利用，是顺利运行新的脱硫废水处理系统的关键。

综合上述分析，采用事故浆液箱预先沉淀澄清石膏浆液的办法，可以充分利用原有脱硫系统设备，如事故浆液箱、三联箱等，彻底抛弃传统系统中故障率高的设备，如一体化澄清器、压滤机、污泥输送泵等，改造小，收益大，是解决脱硫废水处理难题的一种简单、可靠的新方法。

[1] 蔡向东,陈志良,李永和.脱硫废水处理系统的改造与优化[J].华北电力技术,2012(5):33-35.

[2] 徐建刚.石灰石-石膏湿法烟气脱硫废水处理[J].电力科技与环保,2010,26(4):33-34.

[3] 何伟,邓保建,李延平,等.火电厂脱硫废水及脱水系统节能优化改造[J].内蒙古电力技术，2014,32(2):62-65.

[4] 陈卓如,金朝铭,王成敏,包钢.工程流体力学[M].北京:高等教育出版社,1992.

[5] 高原,陈智胜.新型脱硫废水零排放处理方案[J].华电技术,2008,30(4):73-75.

[6] 华润电力登封有限公司.华润电力登封有限公司2×630MW除灰脱硫运行规程[R].登封:华润电力登封有限公司,2012.

Transformation and Optimization of Desulfurization Wastewater Treatment System

LI Yong-ning
(China Resources Power Dengfeng Ltd.,HenanDengfeng 452473)

The operation reliability of the conventional desulfurization wastewater treatment system is poor, mainly due to high solids in desulfurization wastewater. To solve this problem, the pre-precipitation of gypsum slurry was realized by employing the emergency storage equipped with pulse suspension system. The result indicates that the corresponding reliability of the conventional desulfurization wastewater treatment system could be greatly improved.

Desulfurizationwastewater; Slurry tank accident; Pre-precipitation; Transformation and optimization

X773

A

2096-0387（2015）01-0029-03

李永宁（1987-），男，河南登封人，硕士，高级工程师，研究方向：脱硫废水处理与研究。