脱硫废水水质不达标解决对策

王俊玲,杨晓飞

(漳泽电力股份有限公司河津发电分公司,山西河津 043300)

脱硫废水水质不达标解决对策

王俊玲,杨晓飞

(漳泽电力股份有限公司河津发电分公司,山西河津 043300)

针对化学沉淀法处理烟气脱硫废水存在的问题,以山西某电厂为例,详细介绍了脱硫废水处理系统工艺流程,结合实际从脱硫岛来水流量、废水含固率、加药量以及系统设备等方面分析了其出水水质不达标的原因,并从运行调整、设备系统改进等方面提出了相应的解决对策。

脱硫废水;水质;含固率;悬浮物

0 引言

随着国家对环保要求越来越严格,一些政策法规相继出台,要求严格控制二氧化硫的排放量,因此,新建电厂必须同步设计、安装烟气脱硫系统,原先投运的电厂也相继增加了烟气脱硫系统,其中以技术成熟、脱硫效率高的石灰石-湿法烟气脱硫工艺运用较为广泛。但采用该法会在烟气脱硫过程中产生一定量的脱硫废水,因此机组烟气脱硫工程必须同时设计废水处理系统,使出水水质达到国家环保局制定的 《污水综合排放标准》。化学沉淀法处理脱硫废水因具有运行稳定、操作简单等优点已得到广泛应用,但该法会产生大量的污泥。

1 脱硫废水处理系统工艺介绍

1.1 脱硫废水处理系统流程

脱硫废水处理系统流程见图1。

图1 脱硫废水系统流程

1.2 工艺介绍

连续不断的脱硫废水首先流入氧化箱,在氧化箱中通入氧化空气,以降解废水中的可氧化物、吹脱S2-离子,出水自流至中和箱,与5%的石灰乳混合搅拌,对废水进行中和,同时除去F-离子之后,废水溢流至沉淀箱,通过加药设备向沉淀箱中投加有机硫化物药液,以去除存在的重金属离子。沉淀箱出水流入絮凝箱,同加入的聚合硫酸铁混合,形成大量小颗粒矾花,絮凝箱出水同助凝剂溶液混合后,矾花变大,在重力的作用下沉降于澄清池池底。澄清池上层清水自流至出水箱,通过向出水箱中投加盐酸并搅拌,调节废水pH值至6～9,达标后的废水由出水泵排放至指定地点。

2 脱硫废水处理系统水质不达标原因分析

脱硫废水处理系统投运后出水水质不符合工艺标准,主要存在悬浮物含量超标较为严重,主要监测水质详见表1,因此,还需要将系统出水重新经过工业废水处理系统进行澄清处理,达到标准后再外排或回收使用。

表1 出水水质监测

2.1 脱硫岛排水流量不稳定

脱硫岛来水流量极不稳定,存在间歇性排水、瞬时流量偏大现象 (高于设计值),但每天的废水累计排放量并不大。这是由于脱硫岛产生的废水积攒到一定程度后才集中大流量排放,具体由废水箱液位进行控制。一般平均每天产生200 t废水,排放流量在20 t/h以上。当大流量脱硫废水进入到处理系统后,首先,设计的加药量、排泥量均不能满足大流量废水的要求,导致出水水质变差;其次,排放流量偏大缩短了废水在系统停留反应的时间,使重金属和悬浮物不能较好地沉淀、絮凝下来[1]。

2.2 脱硫岛来废水含固率高

通过现场采样监测脱硫岛来废水的含固率不稳定,忽大忽小,远远超过设计进水的5%,达到10%以上,这主要是由于脱硫岛漩流器运行效果较差。系统原先设计的加药量是根据废水中的含固率大小计算的,而实际进水中的含固率偏高,因此影响系统的处理效果,导致出水水质变差、澄清池中积泥增多。表2为同时采取的系统来水、出水水质分析结果。

表2 来水和出水水质

2.3 各药剂加入量不足

2.3.1 石灰乳加药量小

石灰乳螺杆加药泵停运后,冲洗不及时致使加药泵泵体内容易积结石灰垢,另外,石灰乳泵出口管道内壁也易积结石灰垢,导致石灰乳加药泵运行时出力受阻,加药量偏小仅为正常出力的50%,最终使反应箱出水的pH值达不到规定的范围。这是由于当脱硫废水入口管流量为零时,加药系统停运,但石灰乳加药泵冲洗水电动门不能自动开启,只有通过人工操作对泵体以及出口管进行冲洗。

2.3.2 助凝剂加药泵出力小

工业废水处理过程中助凝剂的加药量直接影响系统的出水水质,现场观察发现在规定的助凝剂配制浓度下出水效果较差。设计要求废水中的助凝剂加药量要达到3 m g/L,通过换算单位时间助凝剂加入量为Q,见式 (1)。

式中:Q1——设计进水流量,20 t/h;

C1——废水中的助凝剂加药浓度,3mg/L。

则换算成单位时间助凝剂加入的体积流量为V。

式中:C2——助凝剂的配制浓度,取0.2%;

ρ——助凝剂药液的密度,取1.00 kg/m3。

现场加药泵的设计最大出力仅为30 L/h,而实际上达不到设计出力,因而加药量达不到要求。

2.4 设备问题

2.4.1 中和箱和沉淀箱及絮凝箱搅拌器运行效果差

三箱的搅拌强度低,导致废水不能与各种药液充分混合均匀,起不到应有的效果,尤其是中和箱的搅拌效果极差,在加入石灰乳后不能充分搅拌均匀。在系统停运检修清理时发现,中和箱体底部的沉淀物约占到箱体的1/4,其余箱体底部亦有沉淀物,这主要与搅拌器转速偏低、轴短有关。

2.4.2 中和箱和沉淀箱及絮凝箱上部溢流口通流面积小

中和箱、沉淀箱、絮凝箱箱上部溢流口由直径为10 cm的管道法兰连接,通流面积小,因此,在溢流口部位容易积结沉淀物,导致废水向下一工艺箱流水不畅,进而影响废水的处理效果。

2.4.3 中和箱内废水停留反应时间短

由于中和箱至沉淀箱的出水口设计不合理,使得刚进入中和箱的废水在加入石灰乳后,尚未充分搅拌均匀便溢流至沉淀箱,造成中和箱出水pH值达不到要求、中和箱下部沉淀物增多、药品浪费。

2.4.4 澄清浓缩池溢流堰不平整

澄清浓缩池上部的溢流堰不平整,北高南低,废水仅从溢流堰的最低处溢流,使大部分废水尚未在澄清池中充分澄清便溢流到出水箱,影响致出水水质。

2.5 污泥排放问题

澄清浓缩池的污泥由污泥泵排至该厂的工业废水处理系统中污泥浓缩池,经进一步浓缩后再通过脱水机脱水,然后将产生的干泥外运。由于脱硫系统每天产生的污泥较多,达到20 t以上,另外,工废浓缩池存放容积不能满足要求,脱水机出力偏小,便导致系统澄清浓缩池中污泥不能及时排放,澄清浓缩池泥位升高,影响出水水质。

3 脱硫废水处理系统水质不达标解决对策

3.1 稳定排废水流量

调整脱硫废水排放流量,小流量连续排放,流量稳定在10 t/h左右。

3.2 控制废水含固率

调整脱硫岛漩流器运行效果或适当往废水中加入少量生水以降低废水含固率。

3.3 满足处理所用药量

将石灰乳加药泵由螺杆泵改为渣浆泵,同时修改控制程序当系统无流量停运时,石灰乳加药泵继续运行3m in对泵体、管道进行自动水冲洗,防止通流部分积垢,影响出力,严格控制石灰乳的配制浓度。

更换大出力的助凝剂加药泵,以满足系统加药的要求。

3.4 对相关设备进行改造

a)根据每个箱体中废水的含固率调整中和箱、沉淀箱、絮凝箱搅拌器的转速变比,增大废水的搅拌强度,另外,增加中和箱搅拌器轴长,使废水与药液充分搅拌,防止箱体底部积结。

b)改造沉淀箱、絮凝箱上部溢流口,将连接方式由直径10 cm的圆形管道改为40×40 cm方形通道,增大通流面积。

c)将中和箱至沉淀箱的出水口进行改造,使中和箱的废水通过重力从底部溢流至沉淀箱,如图2所示,保证加入的石灰乳与废水充分搅拌均匀。

图2 中和箱至沉淀箱出水口改造示意图

d)重新对澄清浓缩池溢流堰进行找平,并改造为锯齿形溢流口,使废水均匀排出。

3.5 解决污泥排放问题

考虑到每天产生的污泥较多,工业废水浓缩池、脱水机无法满足要求,可以采用罐装车连续从工业废水浓缩池拉湿泥,增加污泥的排放容积,确保污泥能及时排放。

4 结束语

脱硫废水处理系统经过改进后,可以确保脱硫废水处理系统出水水质符合工艺标准,满足国家环保要求。另外,针对化学沉淀法脱硫废水处理工艺在现场实际应用中出现的问题提出一些建议,在今后的设计与调试中加以避免。

a)脱硫废水经氧化、中和、沉淀工艺处理后,废水中的含固率有所降低,满足离心式脱水机入口含固率要求。为彻底解决出水水质不达标的问题,建议改造废水处理工艺流程,具体是废水先经过氧化、中和、沉淀处理,降低废水中的悬浮物含量后,将废水直接通过脱水机脱水,然后将脱水机出水再经过澄清处理,可以达到良好的处理效果。

b)在脱硫废水氟离子达标或偏低的情况下可以考虑减少石灰的用量,并通过加入碱性废水或直接加入氢氧化钠来提高系统pH值,降低每天1.5 t以上石灰的消耗以及污泥的产生。

c)脱硫废水处理系统的运行调试应与脱硫岛同步进行,根据处理水质情况对脱硫岛的运行方式进一步优化调整,确保脱硫废水处理系统在脱硫岛启动后能正常稳定运行。

d)鉴于化学沉淀法存在污泥产生量偏大的缺点,可以在今后的设计中采用已在丹麦爱屋德电厂投运的流化床法,其处理效果和费用与传统化学沉淀法基本相当,具有工艺设备紧凑、操作简单,产生的污泥量少,易于处理,能减少二次污染等优点[2]。

[1] 刘绍银.火电厂湿法烟气脱硫废水处理若干问题的探讨[J].热力发电,2008,27(11):121-122.

[2] 周卫青.湿法烟气脱硫废水的处理 [J].电力环境保护,2006,22(1):30-31.

The Reason Analysisand Solutions of the Non-standard Desulphurization Wastewater

WANG Jun-ling,YANG Xiao-fei
(Shanxi Zhangze Electric Power CO.,Ltd,Hejin,Shanxi 043300,China)

There are some problem s in current chem ical precipitation which is widely used in f lue gas desulfurization and wastew ater disposal,in view o fwhich,the article took one power p lant in Shanxi Province as an exam ple,introduced in detail the technologica l process of desu lphurization wastew ater disposal system.Besides,considering the ac tual conditions,the reasons w hy w astewater quality doesn't meet the standard are analysed from the aspects of water flow ing rate from Desu lfurization Island,solid rate in waste water,dose quantity and system equipment,and corresponding ly some solutions are put forward in terms of operation ad justment and the im provement of equipment system.

desu lfurization w astewater;water quality;solid rate;suspended so lids

X 773

B

1671-0320(2010)03-0051-03

2009-12-21,

2010-04-13

王俊玲 (1977-),女,山西翼城人,1999年毕业于华北电力大学环境工程系,工程师,从事电厂环境监测工作;

杨晓飞 (1980-),男,山西永济人,2005年毕业于太原理工大学热能动力系,助理工程师,从事电厂化学水处理工作。