脱硫废水零排放工程介绍及中试工艺试验

2021-07-02刘朝霞陈建县

应用能源技术 2021年6期

刘朝霞，陈建县

(国家能源集团浙江北仑第一发电有限公司，宁波 315800)

0 引言

脱硫系统废水作为火力发电厂全厂的末端废水，水质复杂、多变，煤种不同、脱硫工艺条件的变化均会影响脱硫废水水质，因此难以通过传统处理工艺处理回用，需要针对各电厂脱硫废水的水质特点，提出一套脱硫废水处理的工艺方案。通过相应工艺试验对所提的工艺方案进行研究，为后续脱硫废水改造工程提供工程设计及运行的基础。

1 工程方案

本文提出的脱硫废水处理工艺流程为：脱硫废水预沉→缓冲曝气→一级软化→二级软化→微滤→反渗透→反渗透浓水箱→电解制氯。本次工艺方案主要分为以下六部分：

第一部分为预沉淀系统，沉淀下来的石膏泥全部回送到脱硫系统；

第二部分为预处理系统，包括两级软化反应系统和化学加药系统；

第三部分为管式微滤膜处理系统；

第四部分为反渗透脱盐、浓缩减量处理系统；

第五部分为污泥脱水系统；

第六部分为电解制氯装置。

1.1 主要工艺设备

(1)脱硫废水预沉淀系统

由于脱硫废水含固量较高，约20 000～30 000 mg/L，且水质波动较大，为降低管道污堵风险和保证后续絮凝反应效果，脱硫废水在进入新建废水缓冲池前要进行预沉淀，沉淀下来的石膏泥就近直接用泵返送至机组吸收塔。脱硫废水预沉淀系统主要由澄清器、废水箱、废水泵、污泥输送泵、曝气风机等组成。初步设计4台处理量为25 m3/h的预澄清器，必须保证废水停留时间在5小时以上，确保出水悬浮物小于1 000 mg/L。澄清器上清液进入废水箱后，利用曝气风机不停地进行曝气，以降低水中的COD含量，同时防止水中杂物沉积在箱底，造成堵塞。

(2)脱硫废水预处理系统

脱硫废水预处理系统主要由废水缓冲池、废水提升泵、曝气风机、两级反应器等组成。

系统设置两座废水缓冲池，容积分别为400 m3，脱硫废水经过预沉后进入废水缓冲池，缓冲池设曝气装置，可以去除废水中的大部分COD。

脱硫废水经废水缓冲池曝气调节处理后通过提升泵分两列进入一级反应器，一级反应器设置电动搅拌装置，容积25 m3，有效停留时间20 min。通过NaOH加药系统和有机硫加药系统向一级反应器投加NaOH和有机硫，调节pH至目标值(约9.0)，反应结束后自流进入二级反应器。

二级反应器设置电动搅拌装置，容积25 m3，有效停留时间20 min。通过Na2CO3加药系统向二级反应器投加Na2CO3，调节pH进一步对脱硫废水进行软化，软化结束后自流进入微滤浓缩罐。

(3)管式微滤膜处理系统

管式微滤膜处理系统主要由微滤浓缩罐、微滤循环泵、微滤装置及微滤化学清洗装置等组成。

管式微滤系统设计出力2×50 m3/h，两套运行，每套设置10只备用膜组件。系统分为2个机架，每个机架含5个膜列，每个膜列串联10只膜元件，系统每个膜列设置一台循环泵。系统前设浓缩罐(容积：25 m3)，浓缩罐设电动搅拌装置，防止污泥沉积。微滤系统设置化学清洗装置，供系统正常反洗和化学清洗使用。微滤系统产水进入微滤产水水箱。

(4)反渗透脱盐、浓缩减量处理系统

反渗透脱盐、浓缩减量处理系统主要由反渗透给水泵、反渗透保安过滤器、反渗透装置、反渗透浓水箱、反渗透产水箱、浓水输送泵、产水输送泵及反渗透化学清洗装置等组成。

反渗透系统设计回收率50%，设计出力2×25 m3/h，两套运行，没有备用。反渗透出水进入淡水水箱后再回用至脱硫工艺水池，浓水进入浓水水箱后输送至电解制氯系统。

(5)污泥脱水系统

污泥脱水系统主要由污泥缓冲池(200 m3)、板框压滤机(2台，进口)、污泥给料泵(4台)等组成。脱水后的污泥送至污泥干化系统进行干化焚烧，滤液回到废水缓冲池。

(6)化学加药系统

化学加药系统由液碱加药系统、碳酸钠加药系统、盐酸加药系统、次氯酸钠加药系统、有机硫加药系统、阻垢剂加药系统组成。

(7)电解制氯装置

脱硫废水经过反渗透浓缩处理后，浓水进入电解制氯系统，用于电解制取次氯酸盐。电解制氯系统设计处理量50 m3/h，主要设备包括自清洗过滤器、电解槽、直流电源整流装置、酸洗系统和次氯酸钠储罐等。