湿法烟气脱硫废水处理系统运行现状及改进措施

时宝兴

（天津市海岸带工程有限公司天津300384）

湿法烟气脱硫废水处理系统运行现状及改进措施

时宝兴

（天津市海岸带工程有限公司天津300384）

通过对王滩电厂湿法烟气脱硫废水处理系统工艺流程、运行现状及改进措施的详细介绍，使读者了解目前国内脱硫废水处理系统运行效果及存在的问题。

脱硫废水；三联箱；pH调节；混合；絮凝；澄清；沉淀；悬浮物浓度；废水旋流器

1　引言

截至2015年底，全国已投运火电厂烟气脱硫机组容量约8.2×108kW，占全国火电机组容量的82.8%，占全国煤电机组容量的92.8%。作为烟气脱硫的主要方法，石灰石—石膏湿法脱硫在2015年全国新投运烟气脱硫项目中占到市场份额的90%以上，该法已成为国内火电厂烟气脱硫工艺的首选。

2　湿法烟气脱硫废水的产生、水质特点

在石灰石-石膏湿法烟气脱硫工艺中，随着烟气中氯化物的溶解，吸收液中氯离子的浓度会不断提高，氯离子浓度过高会使脱硫产物石膏的品质降低，无法满足商业出售的要求，故通常控制吸收液中氯离子含量低于20000mg/L。这就需要排放一定量的废水，这就是脱硫废水，脱硫废水主要来自石膏水力旋流器、浆液分离系统以及清洗系统。

脱硫废水的水量和水质与脱硫工艺、烟气成分（受煤的成分影响）和吸收浆液（受石灰粉品质影响）有关。其主要污染特点为pH值较低、悬浮物和重金属元素含量较高。

脱硫废水的主要处理方法有以下3种：（1）灰场堆放；（2）蒸发；（3）通过中和、混凝、沉淀、澄清等一系列工艺对废水进行处理后排放，该方法为目前国内电厂脱硫废水普遍采取的处理方法。

3　脱硫废水处理工艺流程介绍

河北大唐王滩发电厂一期工程建设4台60×104kW燃煤汽轮发电机组,废水产生量为25t/h，设计日处理能力600 m3/d，设计进水悬浮物浓度1%。该废水是弱酸性的高盐废水，其主要的污染因子为较低的CODcr、酸碱度、SS、氟化物及一些标准限制的金属离子。湿法脱硫废水处理工艺应该说是比较成熟地，“pH调节+混合絮凝+澄清沉淀”是国内较为普遍采用的处理工艺，一般可以使之达标排放，工艺流程如图1所示。

图1　王滩电厂脱硫废水工艺流程图

3.1pH调节

从石膏脱水间送来的脱硫废水先进入调节池，调节池底部设曝气管，对废水进行搅拌调节；然后经泵提升进入中和、混合、絮凝三联箱，在中和箱向废水添加NaOH溶液，调节pH值至8～9，废水经PH调整后一方面将部分酸根、卤族离子中和为相应的无机盐，另一方面将使部分轻、重金属离子反应生成氢氧化物以便沉淀析出。

3.2混合絮凝

在混合反应槽1内添加有机硫（TMT-15），有机硫是选择性重金属络合物，对Cr3+/Hg2+/Cd2+等重金属离子有很强的络合能力，且络合后生成的重金属络合物的溶度积大都在10～20以下，可以保证对废水中重金属离子的处理达标。在混合反应槽2中投加PFS（复合铁，硫酸氯铁）和PAM（聚丙烯酰胺），PFS和PAM的配合使用，可使已结晶析出的无机盐、重金属络合物及SS的细小矾花积聚成为较大颗粒，以便于在废水进入沉淀槽后更快的沉降。

3.3澄清沉淀

废水经中和絮凝后溢流进入斜板沉淀槽，斜板沉淀槽依据浅层沉淀理论设计，由下部进水，经配水管配水后对废水进行澄清，上清液自流入清水池，达标后排放。

3.4污泥处理

沉淀槽沉淀污泥静压排至污泥浓缩池，经浓缩后由泵提升至板框压滤机脱水后外运。部分污泥回流至中和箱，为三联箱的结晶反应提供晶种，回流量通过变频调节。脱水机排出的滤液及脱水机清洗污水重力流入废水调节池，废水间冲洗水和设备放空水通过室内明沟汇入废水调节池，设污水泵(一开一备)将滤液送入调节池处理。

3.5加药系统

氢氧化钠、有机硫、复合铁、絮凝剂等加药系统设4组配药箱和4组计量泵（一用一备,变频调速），完成向三联箱自动在线调节计量加药。污泥浓缩池投加絮凝剂。废水处理系统的加药管路和污泥管路设自动冲洗装置以防止管路阻塞。

3.6控制逻辑

整个系统设置在线pH计、浊度仪、污泥界面仪、超声波液位计、压力传感器等自动化仪器，保证系统实现自动化运行。同时系统设置出水旁路，当废水出水达不到标准（pH、浊度仪），出水旁路上的电动门自动打开，同时自动关闭排放管线上的电动门，废水回到废水调节池；当出水达标，则系统排放管线上的电动门自动打开，旁路门自动关闭，正常向外排放。

4　运行中存在的问题及改进措施

脱硫废水处理系统自投运以来，对出水水质进行了监测，事实证明处理效果能够达到《火电厂石灰石—石湿法脱硫废水水质控制指标》（DL-T997-2006）的规定要求，但经过长时间的运行后也存在着一些问题。

4.1主要问题

系统按4台机组设计，运行初期投运的只有2台机组，且进水量约为150 m3/d，仅为设计处理能力的1/4，废水处理系统不能连续运转处于开开停停的状态，即使在4台机组投运后也未能满负荷运行；同时由于电厂本身降低成本的需要，外购的石灰粉和粉煤灰含杂质较多，造成脱硫浆液本身的品质不好，而且脱硫浆液一、二级旋流效果也非常不好，废水中悬浮物浓度高达8%，与1%的设计浓度相差8倍，严重超出了各构筑物的设计处理能力，造成废水调节池、pH调节槽、混合反应槽1.混合反应槽2.沉淀槽等构筑物底部污泥沉积、排污管堵塞；尤其由于悬浮物浓度过高超出沉淀槽的处理能力，造成沉淀槽下部斜板被压塌变形，使沉淀槽基本丧失了沉淀澄清的功能，也就是说由于悬浮物浓度过高，严重影响澄清沉淀效果，出水无法达标，需重新进行处理，如此恶性循环造成废水处理系统无法正常运转。

4.2改进措施

2010年初，受业主委托，我们组织技术人员对脱硫废水处理系统现场考察并进行了提升改造：（1）将原有废水旋流器改造成高效废水旋流器，并定期更换石膏旋流器喷嘴，提高浆液一、二级旋流系统的旋流水平，大幅度降低进水悬浮物浓度；（2）在脱硫废水进入废水调节池前设置初沉池，对废水中的大颗粒悬浮物进行固液分离，减小了脱硫废水后续工序的负荷；（3）将澄清沉淀槽的斜管支撑上移1m，扩大污泥区，延长水力停留时间，以适应进水浓度较高的水质变化，确保出水悬浮物达标；（4）增大加药量，由于氢氧化钠是根据pH在线自动调节加药量的不需要改造，而有机硫、复合铁、絮凝剂等是根据之前的设计负荷和进水量定时调节加药量的，现在进水水质发生了较大变化，需加大有机硫、复合铁、絮凝剂的加药量以适应水质的变化；（5）缩短加药管路和污泥管路反冲洗的时间间隔，由于进水悬浮物浓度增大使各构筑物更容易沉积污泥，为此，需重新进行调试，缩短反冲洗的时间间隔以适应水质的变化；（6）将板框压滤机滤液排至清水池，由于废水悬浮物浓度较大造成污泥产生量成倍增长，每天产生的滤液有60m3～70m3，经化验其水质符合排放标准，为此可将这部分滤液直接排至清水池，以减轻系统负担，节约能源。通过对系统进行的这些改造，并重新进行系统调试，系统运行良好，各项排放指标均符合标准。同时由于系统能够正常连续运行，避免了间断运行造成的污泥沉积，排泥管路堵塞的问题。

5　结语

“pH调节+混合絮凝+澄清沉淀”的处理工艺是非常成熟的脱硫废水处理工艺，处理工艺简单、工程投资少、运行维护费用低，处理效果良好，但由于脱硫废水处理系统和脱硫系统必须同时投运，设计人员在设计时不能准确确定水质水量情况，脱硫废水的水质和水量受脱硫系统工艺、燃煤品质、石灰粉品质影响，变化幅度较大，投运后极易造成系统超负荷运转，故障率较高，维护工作量大，甚至无法正常投运。为此在进行脱硫废水处理工艺设计时，加强对已投运项目进行现场调研，适度提高系统处理能力是保证脱硫废水处理系统正常运行的必由之路。

[1]聂鹏飞.600MW机组湿法脱硫废水处理系统的优化改造[J].热力发电,2011,40(10):62-65.