湿法脱硫废水处理系统运行问题分析及改造

徐 鹏

(大庆油田电力集团电力工程技术服务公司，黑龙江 大庆 163411)

湿法脱硫废水处理系统运行问题分析及改造

徐 鹏

(大庆油田电力集团电力工程技术服务公司，黑龙江 大庆 163411)

针对宏伟热电厂石灰石-石膏湿法脱硫废水处理系统实际运行中出现的旋流器经常堵塞、助凝剂加药系统堵塞、污泥脱水系统堵塞、废水系统出水指标超标等问题，阐述了脱硫废水处理系统的工艺流程，分析了脱硫废水系统运行中出现问题的原因，提出了提高三联箱搅拌器转数、优化加药配比、改造旋流子管路以及污泥泵冲洗系统等改造措施，并对脱硫废水系统改造后的经济效益进行了分析。分析结果表明，脱硫废水系统改造后运行状态良好，没有出现旋流器堵塞、助凝剂加药系统堵塞、污泥脱水系统堵塞以及废水出水中Hg、Cr、悬浮物和COD超标等问题。

脱硫废水；改造；搅拌器；污泥

宏伟热电厂烟气脱硫系统采用石灰石-石膏湿法脱硫工艺，废水系统设计废水处理量15.7 m3/h。系统投运初期脱硫废水处理系统缺陷较多，废水旋流器、污泥脱水泵经常堵塞，旋流效果不佳，导致清理困难，污泥脱水系统无法正常运行，澄清器泥位过高，造成出水浑浊；废水系统出水指标中Hg、Cr、悬浮物和COD超标。本文针对烟气脱硫系统投运初期脱硫废水处理系统相关问题，提出并实施了提高三联箱搅拌器转数、优化加药配比、改造旋流子管路以及改造污泥泵冲洗系统等改造措施，系统经改造后，系统运行平稳，出水指标合格，经济效益明显。

1 脱硫废水处理系统的工艺流程

宏伟热电厂脱硫废水处理系统为沉淀分离系统，系统包括反应系统、加药系统以及污泥脱水系统[1]。反应系统由废水旋流器、废水箱、废水泵、水处理三联箱、澄清器、出水箱等组成；加药系统由石灰乳计量加药设备、有机硫计量加药设备、絮凝剂计量加药设备、助凝剂计量加药设备、盐酸计量加药设备组成；污泥脱水系统由污泥泵、离心脱水机、滤出液水箱及泥斗组成。系统工艺流程如图1所示。

图1 废水系统工艺流程图

废水经旋流器顶流进入废水箱，由废水泵送至三联箱进行处理。在中和箱，通过添加石灰乳将废水的pH值调节到8.5～9.5[2]，废水进入反应箱与加入的有机硫和絮凝剂反应，使重金属生成难以溶解的硫化物，悬浮物生成大颗粒的絮状物，在絮凝箱加入助凝剂，絮凝产生的小颗粒悬浮物长大，使悬浮物变为更易沉淀分离的大颗粒， 便于最终的分离。三联箱出来的浑浊废水溢流到澄清器内，废水中的大颗粒悬浮物在重力的作用下沉淀到澄清器下部，在刮泥机搅动下形成泥浆，泥浆经污泥脱水后进入泥斗。清水通过澄清器顶部环形三角溢流堰自流到清水箱内，盐酸的投加用于控制出水pH值，控制pH在6～9排放。

2 脱硫废水系统运行出现问题原因分析

2.1 搅拌器转数低引起反应效果不好

系统调试投运后，澄清器出水悬浮物超标出水浑浊，延长污泥脱水时间也无法控制。同时，出水指标经化验后，重金属离子少量超标，悬浮物含量不达标。增加加药量后效果也不明显。废水系统指标对比分析如表1所示。

由表1中化验指标与DL/T997—2006《火电厂石灰石-石膏湿法脱硫废水水质控制指标》[6]标准要求限制对比，可以看出脱硫废水系统超标项目为Hg、Cr两种重金属离子超标，悬浮物及COD超标较多。重金属离子指标超标并不是有机硫加药量不足引起的，主要是三联箱搅拌器出力不足导致药剂反应不完全[3]，特别是絮凝反应效果不好，致使悬浮物无法形成大颗粒絮凝团，只以小颗粒形式漂浮于水中，无法实现沉淀分离，导致废水出水悬浮物超标，出水浑浊。

2.2 加药配比不合理

在废水系统调试过程中，发现通过提高加药量和增加配药浓度增强反应效果的方法并不能彻底解决水质不达标问题。由于助凝剂配药浓度过大，计量系统常出现堵塞情况，因此导致助凝剂加药反应不充分。中和箱pH控制在9.5，石灰乳投加量较大[4]。同时，后续盐酸调整量也较大，加药量浓度过高并未完全反应造成大量的药剂浪费。

2.3 旋流子堵塞废水含固量过高

脱硫废水处理系统入口水设计的含固量为3%～5%，由于吸收塔内的浆液受入口烟气中粉尘、脱硫剂中杂质、锅炉投油稳燃等因素影响，因此导致入口水水质变差，废水旋流器经常污堵，导致废水固液分离不好，造成废水原水含固量在5%～7%。致使系统管路经常堵塞， 箱罐底部淤积； 三联箱搅拌器转速达不到要求，处理不够，三联箱溢流管堵塞，出水不通畅。

表1 2016年1月10日废水系统出入口水质分析表

2.4 污泥脱水系统故障

污泥泵入口未设置冲洗水系统，导致污泥脱水系统管路长时间运行后出现泥浆堵塞管路，管路输送泥浆不畅。污泥脱水系统出现故障后，澄清器泥位升高，造成澄清器底部泥浆无法及时脱水，泥位过高，致使澄清器出水浑浊。

3 脱硫废水系统改造措施

3.1 提高三联箱箱搅拌器转速

三联箱中的搅拌器主要起加强反应的作用，由于废水中的悬浮物含量过高，并且极易沉淀，因此搅拌器搅拌效果不好会导致悬浮物沉积在三联箱底部，特别是加药后快速形成的大颗粒絮凝体快速沉淀。由于搅拌器搅拌效果不好，将导致加药未完全反应便沉积到三联箱底部，因此提高三联箱搅拌器转速，加大搅拌强度，既能解决反应效果不好的问题，同时也能避免三联箱底部积泥。絮凝箱原电机功率2.2 kW，搅拌器转速80 r/min，轴长 2 100 mm，搅拌叶片为斜浆式。通过更换搅拌器电机，提高电机功率，改造后将搅拌器转速提高至160 r/min，强化了三联箱反应传质过程，反应效果明显提高。

3.2 优化加药配比

根据各种重金属形成沉淀所需的pH值，由于废水排放允许的pH值为6～9，因此选取的中和沉降最佳pH值为8.5，并根据现场水质重新调整三联箱加药参数。加药浓度调整对比如表2所示。

按照表2中浓度值将原有配药浓度进行相应调整，为保证pH自动调整准确率，避免石灰乳加药过量，将石灰乳加药浓度调整为5%。 由于废水设计悬浮物含量为15 000 mg/L，而实际含固量约为8 200 mg/L，因此将絮凝剂调整为3%，助凝剂调整为3%。同时将助凝剂由原来分子量1 000万改为分子量700万的粉剂解决计量管路污堵问题[5]，有机硫调整为2%。

表2 加药浓度调整对比表

3．3 更换废水旋流器旋流子并及时清理污堵

由于脱硫废水固体颗粒物较多，旋流子入口孔径较小，经常出现废水旋流器堵塞问题，导致旋流效果不好；固液分离效果差，造成废水含固量过高。将废水旋流器旋流子入口由原来直径50 mm改为76 mm并及时疏通污堵。改进后底流固体浓度达到40%～60%，溢流含固量可降低至2%～5%。

3．4 加装污泥泵冲洗管线

由于脱硫污泥固体颗粒较大，对过流部件磨损较为严重，同时由于污泥泵设计缺陷，无冲洗水，系统常出现污堵情况，因此在污泥输送泵前后增设压力冲洗水管道，防止泵和管道堵塞。经过改造后，污泥脱水系统未出现污堵问题，澄清器淤泥可以及时脱水，避免了翻泥现象。污泥泵冲洗管线改造前后对比如图2所示。

4 脱硫废水系统改造后效益分析

脱硫废水系统经过改造后，废水处理系统运行效果良好，各项指标均能满足DL/T997-2006《火电厂石灰石-石膏湿法脱硫废水水质控制指标》标准要求。设备缺陷减少，大大降低了检修维护工作量。

图2 污泥泵冲洗管线改造前后对比图Fig.2 Comparison diagram of sludge pump watering Pipeline before and after reformation

通过加药配比调整后，加药量明显下降，运行费用明显下降。调整后各药品月消耗对比如表3所示。如按氢氧化钙2元/kg、聚合氯化铝4.5元/kg、聚丙烯酰胺3.8元/kg、有机硫21元/kg、盐酸0.8元/kg计算，则

月节约加药费用

540×2+191×4.5+84×3.8+176×21+624×0.8=6453.9元

年节约加药费用

6453.9×12=77 446.8元

表3 药品月消耗对比表

5 结 论

1) 宏伟热电厂烟气脱硫系统经过改造后，提高了三联箱搅拌器转数，使药品反应更加充分，解决了废水系统出水指标不合格问题。

2) 在保证加药反应充分的前提下，优化加药配比，保证了反应效果，降低了药品消耗，经济效益明显。

3) 将废水旋流器入口由直径50mm改为76mm，解决了堵塞问题，提高了旋流效果，减少废水悬浮颗粒物含量。

4) 污泥脱水系统加装冲洗水系统后，解决了管路堵塞问题，保证污泥系统及时脱水，避免澄清器泥位过高造成的出水浑浊问题。

[1] 周卫清，李进.火电厂石灰石湿法烟气脱硫废水处理方法[J].电力环境保护，2006，22(1)：29-31.

ZHOU Weiqing, LI Jin. Methods to waste water from limestone wet flue gas desulfurization in power plant[J]. Electric Power Environment Protection, 206, 22(1): 29-31.

[2] 应春华，杨宝红，刘伯辉，等.火力发电厂脱硫废水处理实验研究[J].热力发电，2005，34(5)：45-47.

YING Chunhua, YANG Baohong, LIU Bohui, et al. Experimental study on desulfurized wastewater treatment in thermal power plant[J]. Thermal Power Generation, 2005, 34(5): 45-47.

[3] 诸剑锋.脱硫废水水质超标原因分析及解决对策[J].工业用水与废水，2015，46(3)：32-34.

ZHU Jianfeng. Reason analysis on standard-exceeding of desulfurization wastewater quality and countermeasures thereof[J]. Industrial Water & Wastewater, 2015, 46(3): 32-34.

[4] 杨发祥.浅谈电厂脱硫废水及其处理工艺[J].中国高新技术企业，2010，16(4)：105-106.

YANG Faxiang. On the desulfurized wastewater and its treatment process in power plant[J]. China High-tech Enterprises, 2010, 16(4): 105-106.

[5] 祝业青，傅高建，顾兴俊.脱硫废水处理装置运行现状及优化建议[J].电力工程技术，2014，33(1)：72-75.

ZHU Yeqing, FU Gaojian, GU Xingjun. Operation condition and optimization measures of treatment equipment for desulfurization waste water[J]. Electric Power Engineering Technology, 2014, 33(1): 72-75.

[6] 中华人民共和国国家发展和改革委员会.DL/T997-2006火电厂石灰石-石膏湿法脱硫废水水质控制指标[S].

Problem analysis in operating wet desulfurization waste water treatment system and transformation measures

XU peng

(Electric Power Group, Daqing Oilfield Limited Company, Daqing 163411, China)

In the actual operation of the limestone-gypsum wet desulfurization waste water treatment system, there appears some problems in Hongwei Power Plant such as frequent clogging in the cyclone, the coagulant dosing system, the sludge dewatering system and the excessive effluent index of waste water system. In view of the problems, the process flow of desulfurization waste water treatment system is described and the causes of the problems in the operation of the desulfurization waste water system are analyzed. Also, the measures to improve the revolutions of the triple box agitator, optimize the dosing ratio and transform the cyclone pipeline and the sludge pump washing system. Then, the economic benefits of the reformed desulfurization waste water system are analyzed. The results show that after reformation, the desulfurization waste water system operates in good condition and there are no such problems such as clogging in the cyclone, the coagulant dosing system and the sludge dewatering system as well as the excess of Hg, Cr, suspended matter and COD in the waste water effluent.

desulfurization wastewater; transformation; agitator; sludge

2017-05-19;

2017-08-15。

徐 鹏(1970—)，男，工程师，主要从事电厂锅炉及脱硫系统生产管理工作。

X773

A

2095-6843(2017)05-0461-04

(编辑侯世春)