脫硫廢水中含有高鹽、高懸浮物,具有強(qiáng)腐蝕性等特性,包含過飽和的硫酸鹽、亞硫酸鹽和重金屬等雜質(zhì),大多是GB8978—1996規(guī)范里明白請求控制的有害污染物。脫硫廢水處置系統(tǒng)在實(shí)踐運(yùn)轉(zhuǎn)過程中經(jīng)常呈現(xiàn)各種問題,造成國內(nèi)大多數(shù)電廠脫硫廢水系統(tǒng)處于停運(yùn)狀態(tài)或出水不能達(dá)標(biāo)。某電廠脫硫廢水也存在同樣問題,本文對脫硫廢水處置系統(tǒng)在運(yùn)轉(zhuǎn)及設(shè)計(jì)等呈現(xiàn)的問題實(shí)施細(xì)致剖析,提出相應(yīng)的改良計(jì)劃,使電廠脫硫廢水處置系統(tǒng)到達(dá)相應(yīng)請求,同時使改造后的脫硫廢水處置工藝滿足作為零排放預(yù)處置工藝的技術(shù)請求。
1、現(xiàn)有脫硫廢水處置系統(tǒng)工藝
某電廠脫硫廢水處置系統(tǒng)為國內(nèi)常見的FGD脫硫廢水處置系統(tǒng),詳細(xì)工藝流程如圖1所示。
脫硫廢水旋流器出水或者石膏脫水機(jī)濾液水作為脫硫廢水原水在廢水緩沖池內(nèi)混合平均后經(jīng)過廢水泵送到三聯(lián)箱。在三聯(lián)箱的中和箱里參加NaOH或石灰乳,疾速攪拌讓酸性廢水呈堿性(pH值控制在9.0~9.5),此過程中大多數(shù)重金屬構(gòu)成微溶的氫氧化物從廢水中沉淀出來。中和箱里的水流至反響箱,在反響箱參加凝聚劑和有機(jī)硫。反響箱里的水流至絮凝箱,絮凝箱內(nèi)參加助凝劑,經(jīng)過慢速攪拌實(shí)施絮凝反響。絮凝箱里的水流至廓清器。廢水絮體在廓清器內(nèi)逐步變大,隨后沉淀別離,上清液經(jīng)過加酸調(diào)整pH值到6~9后流到清水池。廓清器里的污泥進(jìn)入壓濾機(jī),壓濾出泥餅外運(yùn),濾液返回廢水緩沖池中。
2、脫硫廢水處置系統(tǒng)組成及問題剖析
電廠原有1套脫硫廢水處置安裝,其工藝系統(tǒng)為三聯(lián)箱處置工藝,初始設(shè)計(jì)脫硫廢水處置系統(tǒng)設(shè)計(jì)處置才能為3m3/h,廢水處置系統(tǒng)設(shè)計(jì)處置含固量為1%;如今脫硫超低排放改造后,實(shí)踐廢水量為15m3/h,實(shí)踐廢水系統(tǒng)含固量為5%~8%,形成廢水系統(tǒng)污泥保送泵泵桿彎曲、污泥保送泵出入口管路梗塞、中和箱攪拌器損壞、廓清濃縮池?cái)嚢杵麟姍C(jī)燒損、污泥保送泵梗塞、廓清濃縮池?cái)嚢杵鳠o法運(yùn)轉(zhuǎn);由于該套脫硫廢水系統(tǒng)設(shè)備未能正常投運(yùn),目前設(shè)備均腐蝕損壞嚴(yán)重,現(xiàn)脫硫廢水未經(jīng)處置直接排至酸堿廢水池。脫硫廢水含有氟離子、重金屬等眾多有害污染物,依據(jù)目前環(huán)保請求,脫硫廢水出口達(dá)標(biāo)排放,目前的廢水系統(tǒng)排放無法滿足環(huán)保請求。
2.1 設(shè)備組成
目前電廠脫硫廢水處置工藝為脫硫后廢水經(jīng)中和反響、絮凝和沉淀處置,除掉廢水里的懸浮雜質(zhì)和重金屬。主要設(shè)備由各類箱體(中和箱、絮凝箱、反響箱、出水箱、廓清濃縮池)、廢水保送泵、攪拌器、加藥泵、污泥泵、脫泥機(jī)等構(gòu)成。
2.2 問題剖析
脫硫廢水系統(tǒng)在電廠設(shè)備中屬于不同機(jī)組脫硫系統(tǒng)的公用設(shè)備,隨著機(jī)組負(fù)荷變化及吸收塔入口二氧化硫量的變化,脫硫廢水系統(tǒng)處置水量也會隨之變化。經(jīng)過近年來的運(yùn)轉(zhuǎn)和調(diào)研,發(fā)現(xiàn)采用這套工藝的脫硫廢水設(shè)備存在各種問題,包括設(shè)計(jì)方向、運(yùn)轉(zhuǎn)管理、設(shè)備毛病等。經(jīng)過對脫硫廢水處置系統(tǒng)設(shè)備存在的運(yùn)轉(zhuǎn)管理、設(shè)計(jì)、設(shè)備毛病3方面實(shí)施剖析。
a.設(shè)計(jì)缺陷
設(shè)計(jì)處置水量偏小,廢水含固量較大,造成固體懸浮物在設(shè)備里堆積,使設(shè)備處置水量進(jìn)一步減少。廢水緩沖池設(shè)計(jì)偏小。脫硫廢水作為電廠的末端廢水,過理過程會混入其他廢水,影響整個系統(tǒng)的連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn),降低脫硫廢水的處置效果。
b.運(yùn)轉(zhuǎn)管理
從工藝原理上,某電廠現(xiàn)有脫硫廢水系統(tǒng)設(shè)備可去除脫硫廢水中的污染物,但從系統(tǒng)管理上,該工藝的系統(tǒng)管理難度相當(dāng)大,處置效果極不穩(wěn)定,加藥濃度假如與水污染物濃度相匹配,則處置效果較好。否則處置效果會較差。
c.設(shè)備毛病
儀表控制問題:由于pH丈量電極、石灰石加藥管線清洗不及時,控制系統(tǒng)的參數(shù)設(shè)置不準(zhǔn)確,這會形成pH值和設(shè)定值的偏向較大。
3、脫硫廢水處置工藝深度改造討論及詳細(xì)措施
3.1 工藝改造討論
電子絮凝技術(shù)是近些年來一種新興的脫硫廢水處置技術(shù),它不同于傳統(tǒng)加藥絮凝工藝,在最中心的絮凝環(huán)節(jié),電子絮凝技術(shù)不需求添加任何絮凝劑和助凝劑即可使脫硫廢水中大多數(shù)污染物構(gòu)成大致積絮體,為后續(xù)的廓清沉淀提供有利條件,同時產(chǎn)生的污泥量大大減少。電子絮凝技術(shù)原理是一種物理反響過程而非化學(xué)反響過程,是多種復(fù)雜作用耦合產(chǎn)生的效果。整個過程中微觀上構(gòu)成羥基絡(luò)合物,經(jīng)過破乳化、漂白、電子泛流等作用最終構(gòu)成鹵素絡(luò)合物。
3.2 設(shè)計(jì)準(zhǔn)繩
運(yùn)用條件和請求:污水處置系統(tǒng)為斷續(xù)工作制,設(shè)計(jì)壽命不低于20年。污水處置安裝為室內(nèi)運(yùn)轉(zhuǎn)。整套設(shè)備具有耐腐蝕、防塵等性能。
設(shè)計(jì)水量:依據(jù)對脫硫廢水的現(xiàn)場調(diào)查,經(jīng)過改造設(shè)計(jì)計(jì)劃,選取處置量為15m3/h實(shí)施設(shè)計(jì),設(shè)計(jì)進(jìn)水水質(zhì)見表1。
脫硫廢水預(yù)處置系統(tǒng)的設(shè)計(jì)出水水質(zhì)請求滿足《污染物綜合排放規(guī)范》中的一級指標(biāo)和DL/T997—2016《火電廠石灰石-石膏濕法脫硫廢水處置廢水水質(zhì)控制指標(biāo)》,其主要水質(zhì)指標(biāo)見表2。
3.3 技術(shù)道路肯定及施行措施
目前,我國關(guān)于脫硫廢水處置的最終請求為零排放,由于工程造價(jià)及經(jīng)濟(jì)效益不明顯,脫硫廢水零排放工程需求分步施行完成,某電廠脫硫廢水處置系統(tǒng)改造后采用的電子絮凝工藝則能夠滿足后期零排放預(yù)處置工藝的請求。而現(xiàn)有加藥絮凝三聯(lián)箱工藝無法完成這一過程。
采用電子絮凝工藝改造后,某電廠脫硫廢水處置系統(tǒng)工藝流程為
氫氧化鈉→碳酸鈉軟化→電絮凝→沉淀→過濾。
該處置工藝是經(jīng)過電絮凝系統(tǒng)提升后續(xù)處置系統(tǒng)廢水的沉降性能,再經(jīng)兩級化學(xué)加藥,去除重金屬、氟離子,同時使鈣鎂離子以及局部硅沉降,然后用沉淀器做固液別離,沉淀池的上清液自流至過濾器做除濁處置。工藝流程如圖2所示。
脫硫系統(tǒng)原水經(jīng)廢水保送泵保送至脫硫廢水預(yù)處置工藝系統(tǒng)。廢水先進(jìn)入中和箱,中和箱參加NaOH調(diào)理水的pH值至中性,中和箱出水進(jìn)入一級軟化箱,經(jīng)過參加Na2CO3,去除Ca2+、Mg2+及其他金屬、重金屬等,軟化后的廢水進(jìn)入初沉箱,沉淀去除軟化產(chǎn)物及其他懸浮物,初沉箱污泥進(jìn)入污泥處置系統(tǒng),污泥經(jīng)脫水機(jī)脫水后外運(yùn)。上清液自流進(jìn)入二級軟化箱,再次實(shí)施軟化,防止因一級軟化不完整水中仍存在少量鈣鎂離子,對后續(xù)零排放系統(tǒng)形成影響。二級軟化后的出水經(jīng)提升泵提升至電子絮凝器,在電場作用下,使廢水中的顆粒物脫穩(wěn)絮凝,構(gòu)成大的絮體,提升其沉降性能,經(jīng)過廓清器到達(dá)泥水別離的目的,污泥經(jīng)過污泥保送泵保送至脫水機(jī),上清液自流入中間水箱,經(jīng)過中間水泵提升至過濾器,進(jìn)一步去除細(xì)小懸浮物,使出水中的懸浮物到達(dá)請求,最終出水進(jìn)入清水池,在清水池內(nèi)投參加酸及氧化劑,調(diào)理pH值,且去除有機(jī)物(COD)后,達(dá)標(biāo)后的出水保送外排。系統(tǒng)內(nèi)產(chǎn)生的污泥經(jīng)過污泥泵打入污泥處置系統(tǒng),外運(yùn)、填埋或回收;上清液則回到廢水搜集池,循環(huán)處置。
3.4 本錢剖析
改造后的脫硫廢水系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)本錢由人工費(fèi)、電費(fèi)、藥劑費(fèi)3局部組成,一切費(fèi)用的計(jì)算均依照設(shè)計(jì)值計(jì)算,其中藥劑費(fèi)用分為常規(guī)藥劑費(fèi)用和十分規(guī)藥劑費(fèi)用,見表3和表4。就目前設(shè)計(jì)的最終請求為滿足排污請求即可,不需求實(shí)施二級軟化處置,假如后期需求繼續(xù)零排放工藝則需求實(shí)施二級軟化處置,故運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用也會有較大差異。
經(jīng)過初步設(shè)計(jì),改造后脫硫廢水運(yùn)轉(zhuǎn)本錢:該套系統(tǒng)目前按配置2位操作運(yùn)轉(zhuǎn)人員,月工資按3500元/月計(jì)算,則人工費(fèi)為
人工費(fèi)=7000×12÷8000÷15=0.7元/m3
系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)功率為51.5kW,噸水電費(fèi)為
51.5×0.5÷15=1.72元/m3
經(jīng)以上計(jì)算,改造后系統(tǒng)常規(guī)運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用為人工費(fèi)+電費(fèi)+藥劑費(fèi)=0.7+1.72+0.055=2.475元/m3。如系統(tǒng)作為零排放預(yù)處置工藝的運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用為人工費(fèi)+電費(fèi)+常規(guī)藥劑費(fèi)+軟化藥劑費(fèi)=0.7+1.72+0.055+16.15=18.63元/m3。
脫硫廢水中含鹽量、硬度、鈣離子、氯離子等指標(biāo)均較高,不經(jīng)深度處置無法回用,對電廠來說,由于脫硫廢水水量大,灰渣系統(tǒng)無法直接全部耗費(fèi),而廢水含鹽量相對較高,無法回用至其他用水處,而零排放的中心技術(shù)道路為固化處置,使脫硫廢水最終由液態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)楣虘B(tài),所以固化是脫硫廢水零排放最關(guān)鍵局部。假如將這局部廢水直接實(shí)施固化處置,不只投資本錢宏大,運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用也極高。因而,需將脫硫廢水采用本錢較低的其他技術(shù)進(jìn)一步預(yù)處置。經(jīng)電廠多方調(diào)研,目前脫硫系統(tǒng)廢水零排放預(yù)處置工藝較多,為滿足脫硫廢水零排放各類膜的進(jìn)水請求,有必要對現(xiàn)有的脫硫工業(yè)廢水處理系統(tǒng)的出水實(shí)施軟化處置。而本文中的電子絮凝工藝則完整能夠作為零排放的預(yù)處置工藝。
4、結(jié)論
某電廠目前脫硫廢水處于癱瘓狀態(tài),改造后工藝改造為電子絮凝工藝,此工藝優(yōu)勢明顯,能夠儉省大多數(shù)藥劑,同時減少污泥產(chǎn)生量。國度對脫硫廢水零排放請求曾經(jīng)提升,零排放的完成取決于一次性投資、運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用等要素,而如何將一次性投資和運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用降低是當(dāng)前脫硫廢水零排放研討的重點(diǎn),電子絮凝工藝作為脫硫廢水零排放預(yù)處置工藝,完整能夠做到預(yù)處置階段為零排放階段減輕負(fù)荷,降低后期濃縮減量運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用,完成無縫銜接。