電絮凝法脫硫廢水處理系統(tǒng)運(yùn)行現(xiàn)狀及零排放改造技術(shù)研究

袁廣水 李建平 童華斌

[摘 ? ?要]介紹了電絮凝脫硫廢水處理系統(tǒng)運(yùn)行原理及運(yùn)行現(xiàn)狀，通過(guò)實(shí)際運(yùn)行中存在的問(wèn)題，分析探討解決的方案，為電廠廢水零排放脫硫廢水預(yù)處理系統(tǒng)改造提供思路。

[關(guān)鍵詞]電絮凝;脫硫廢水;零排放改造

[中圖分類號(hào)]X703 [文獻(xiàn)標(biāo)志碼]A [文章編號(hào)]2095–6487（2021）08–0–02

[Abstract]This paper introduces the operation principle and operation status of electric flocculation desulfurization wastewater treatment system， analyzes the problems existing in the actual operation， and discusses the solutions， so as to provide ideas for the transformation of zero discharge desulfurization wastewater pretreatment system in power plant.

[Keywords]electrocoagulation; desulfurization wastewater; zero emission transformation

濕法脫硫（石灰石-石膏法）運(yùn)行過(guò)程中，為防止?jié){液中可溶解的氯離子及其他重金屬富集過(guò)高，需定時(shí)從吸收塔中排出一定量漿液即脫硫廢水，以維持脫硫系統(tǒng)物料平衡。脫硫廢水的主要成分為固體懸浮物、過(guò)飽和亞硫酸鹽、硫酸鹽、氯化物及微量重金屬。常規(guī)脫硫廢水一般采用三聯(lián)箱化學(xué)處理方式進(jìn)行處理，但存在加藥量大、沉淀物多等問(wèn)題。應(yīng)城電廠在投產(chǎn)時(shí)，為國(guó)內(nèi)首次使用電絮凝脫硫廢水系統(tǒng)。在實(shí)際應(yīng)用中，電絮凝脫硫廢水處理系統(tǒng)具備操作簡(jiǎn)單、加藥量少等優(yōu)點(diǎn)，但也存在絮凝器堵塞、出水水質(zhì)不穩(wěn)定等異常，針對(duì)問(wèn)題，進(jìn)行了積極的探索和改進(jìn)。

隨著《節(jié)約能源法》《環(huán)境保護(hù)法》和相應(yīng)的用水、排水收費(fèi)等政策的相繼頒布，以及《電力發(fā)展“十三五”規(guī)劃》《水污染防治行動(dòng)計(jì)劃》（“水十條”）等規(guī)定的逐步實(shí)施，脫硫廢水逐漸成為全廠廢水零排的關(guān)鍵點(diǎn)，對(duì)此，本文根據(jù)電絮凝脫硫廢水處理系統(tǒng)的現(xiàn)狀，探討在現(xiàn)有基礎(chǔ)上進(jìn)行脫硫廢水系統(tǒng)改造，以滿足長(zhǎng)周期運(yùn)行下零排放末端廢水處理的相關(guān)要求。

1 華能應(yīng)城電廠脫硫廢水處理現(xiàn)狀

華能應(yīng)城熱電建設(shè)有1×350 MW超臨界燃煤供熱機(jī)組+1×50 MW高壓抽背供熱機(jī)組，2臺(tái)機(jī)組煙氣脫硫產(chǎn)生的酸性廢水進(jìn)入電絮凝脫硫廢水處理系統(tǒng)，設(shè)計(jì)處理量為20 m3/h。主要工藝流程為經(jīng)廢水旋流器后稀漿液進(jìn)入廢水緩沖箱，經(jīng)沉淀上清液流入中和箱用氫氧化鈉（NaOH）堿化處理后，通過(guò)電子絮凝器絮凝，去除某些重金屬及懸浮物。在離心沉淀反應(yīng)裝置中將固形物從廢水中分離，上清液流入中間水箱;清水流入中間水箱通過(guò)加入NaClO氧化劑去除水中的COD，加鹽酸最終調(diào)解水的pH;廢水通過(guò)加壓泵加壓后進(jìn)入過(guò)濾多介質(zhì)過(guò)濾器進(jìn)行最終的過(guò)濾處理后回用或泵送至灰場(chǎng)。

在廢水緩沖箱、離心澄清器下部濃縮污泥經(jīng)泵送至板框壓濾機(jī)中壓濾成泥餅。

其中電子絮凝器是本套系統(tǒng)中的新工藝。電子絮凝反應(yīng)原理是以特殊電極板通電后產(chǎn)生電場(chǎng)，細(xì)小帶電顆粒、膠體、大分子的蛋白質(zhì)，病毒粒子等在電場(chǎng)的作用下進(jìn)行定向運(yùn)動(dòng)，碰撞，壓縮雙電子層脫穩(wěn)，導(dǎo)致雙電層壓縮脫穩(wěn)、絮凝，形成的絮體可以吸附細(xì)小的膠體等物質(zhì)形成大顆粒加速沉淀。

1.1 廢水運(yùn)行指標(biāo)情況

脫硫廢水處理前后水質(zhì)參數(shù)如表1所示。

從上述結(jié)果看出脫硫廢水排放滿足GB8978—1996《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》第二時(shí)段一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)的要求。

1.2 運(yùn)行中存在的問(wèn)題及解決方案

因廢水旋流器出水懸浮物逐漸升高，加上系統(tǒng)存在的其他缺陷，導(dǎo)致長(zhǎng)期運(yùn)行脫硫廢水出水水質(zhì)易出現(xiàn)異常，主要問(wèn)題如下。

（1）電絮凝器排污管設(shè)置在出口底部，管徑小，但電絮凝器筒壁直徑大，內(nèi)部污泥無(wú)法全部排出，且未設(shè)計(jì)沖洗水系統(tǒng)，只能使用廢水泵對(duì)電絮凝器沖洗，沖洗水管徑小、效果差。

（2）多介質(zhì)過(guò)濾器反洗程序不完善，導(dǎo)致多介質(zhì)過(guò)濾器易堵塞。反洗水為加壓泵出口水，反洗程序?yàn)镻LC控制，每小時(shí)反洗5min，時(shí)間可調(diào)。但加壓泵啟停由中間水箱液位控制，經(jīng)常出現(xiàn)即將反洗或正在反洗時(shí)加壓泵停運(yùn)導(dǎo)致反洗中斷。

（3）脫硫廢水含泥量較大，預(yù)沉?xí)r間不夠，長(zhǎng)期運(yùn)行后進(jìn)入電絮凝器廢水懸浮物含量高，易堵塞電絮凝器極板及離心澄清器。

（4）脫硫廢水污泥處理設(shè)備故障率較高，影響脫硫廢水處理系統(tǒng)正常運(yùn)行。

針對(duì)以上情況，為保證廢水系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行，進(jìn)行了以下優(yōu)化。具體工作如下。

（1）針對(duì)廢水進(jìn)水水質(zhì)懸浮物含量高問(wèn)題。懸浮物高是影響廢水系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的關(guān)鍵，但因廢水旋流器旋流子運(yùn)行中的磨損、堵塞，導(dǎo)致出水不穩(wěn)定，為保證運(yùn)行正常，進(jìn)行以下工作。①加強(qiáng)旋流器的檢查和維護(hù)，定期更換磨損的旋流子，并在廢水旋流器入口管道增加濾網(wǎng)，減少旋流子堵塞情況。②將圓盤脫水機(jī)汽水分離器的濾液水作為廢水，該水濁度較低，在100 mg/L左右，進(jìn)入系統(tǒng)替換廢水旋流器稀液，將大幅減少系統(tǒng)中的含泥量，有效減輕廢水緩沖箱、電子絮凝器、離心澄清器和多介質(zhì)過(guò)濾器的積泥堵塞問(wèn)題。③增加廢水緩沖箱、離心澄清器排泥時(shí)間，減少污泥沉積。

（2）針對(duì)電子絮凝器設(shè)計(jì)缺陷，在電子絮凝器排凈管處增加沖洗水，防止排泥時(shí)堵塞，同時(shí)固定每天排泥兩次，每次10min并沖洗。

（3）針對(duì)多介質(zhì)過(guò)濾器反洗程序不合理問(wèn)題，在過(guò)濾器出水管道處增加工藝水管道，每周定期對(duì)過(guò)濾罐進(jìn)行加強(qiáng)反洗，提高濾料清潔度，延長(zhǎng)使用時(shí)間。

（4）針對(duì)板框壓濾機(jī)運(yùn)行不穩(wěn)定異常，增加廢水系統(tǒng)排泥至圓盤脫水機(jī)管道，通過(guò)圓盤脫水機(jī)消納部分污泥。同時(shí)，新增排泥至濾液水箱管道作為備用，在板框壓濾機(jī)故障維修時(shí)廢水系統(tǒng)可正常運(yùn)行。

2 脫硫廢水系統(tǒng)零排放改造方案

燃煤電廠常見(jiàn)的廢水來(lái)源主要有：循環(huán)水、工業(yè)水、化學(xué)除鹽水、生活及消防水、含煤廢水及脫硫廢水。在全廠廢水零排放方案中，脫硫廢水為電廠用水系統(tǒng)的末端，“零排放”及回用難度較大。通過(guò)水平衡試驗(yàn)，計(jì)算漿液氯離子控制在0.01以內(nèi)，脫硫廢水量為10 t/h。華能應(yīng)城熱電機(jī)組為1×350 MW和1×50 MW，目前350 MW末端廢水蒸發(fā)量設(shè)計(jì)一般為5 t/h，因此脫硫廢水無(wú)法直接蒸發(fā)，需經(jīng)過(guò)末端進(jìn)一步處理。因此，在全廠廢水零排放方案中，脫硫廢水系統(tǒng)零排放改造須為末端廢水處理打好基礎(chǔ)。

根據(jù)目前脫硫廢水系統(tǒng)特點(diǎn)及實(shí)際情況，提出了2種改造方案。

（1）方案一：利舊現(xiàn)有系統(tǒng)，增加系統(tǒng)功能。

充分利舊原系統(tǒng)設(shè)備和建構(gòu)筑物，新增廢水預(yù)沉箱（含斜板），新增自動(dòng)沖洗及排污功能電子絮凝器，更換離心澄清器斜管，優(yōu)化多介質(zhì)過(guò)濾器反沖洗水PLC控制程序，同時(shí)新增一個(gè)過(guò)濾器濾罐，濾液水箱攪拌器更換，完善脫硫廢水加藥系統(tǒng)，提高系統(tǒng)自動(dòng)化水平。優(yōu)化升級(jí)后廢水處理能力20 m3/h，處理系統(tǒng)滿足24min連續(xù)運(yùn)行、無(wú)人值守要求，處理后水質(zhì)滿足國(guó)家GB8978—1996《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》第二時(shí)段一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)的要求。主要改造工藝系統(tǒng)和設(shè)備有：

新建脫硫廢水預(yù)沉箱（含斜管）、預(yù)沉箱排泥泵，排泥實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)方自動(dòng)排泥，并與板框壓濾機(jī)程序控制;新增電子絮凝器，具有沖洗、排污功能，與原電子絮凝器并聯(lián)，通過(guò)電動(dòng)閥遠(yuǎn)方切換，排泥及沖洗均實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)方操作功能;優(yōu)化多介質(zhì)過(guò)濾器反沖洗水PLC程序;在中和水箱上部增加一套干粉藥劑投加機(jī)。

方案一基本利舊現(xiàn)有電絮凝處理設(shè)備，針對(duì)目前系統(tǒng)的不足進(jìn)行完善，提高冗余量。比如在前端增加預(yù)沉箱，提升廢水預(yù)沉?xí)r間，減少后端系統(tǒng)的堵塞情況。前端系統(tǒng)增加一套干粉藥劑投加機(jī)，根據(jù)小型試驗(yàn)情況，干粉藥劑針對(duì)廢水中的懸濁物吸附沉淀效果較好。增加一套電絮凝器，提高水質(zhì)處理能力，與原電絮凝器互為備用。同時(shí)針對(duì)目前的加藥系統(tǒng)、多介質(zhì)過(guò)濾器、離心澄清器的不足進(jìn)行了改進(jìn)，提升系統(tǒng)的可靠性。

（2）方案二：利舊現(xiàn)有系統(tǒng)，新增一套三聯(lián)箱處理設(shè)備。

新增廢水收集箱，通過(guò)泵提升至三聯(lián)箱中進(jìn)行反應(yīng)沉淀，出水自流入中和水箱，經(jīng)電子絮凝器、離心澄清器、中間水箱、多介質(zhì)過(guò)濾器，處理后的脫硫廢水通過(guò)回用水泵達(dá)標(biāo)排放，不合格水回至廢水緩沖箱。

污泥處理系統(tǒng)：新增污泥緩沖罐，污泥通過(guò)螺桿泵輸送至板框壓濾機(jī)壓濾，在板框壓濾機(jī)故障情況下，可通過(guò)污泥泵輸送至吸收塔或圓盤脫水機(jī)中壓濾，保證廢水系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。系統(tǒng)污泥統(tǒng)一通過(guò)排泥泵輸送至污泥緩沖罐中，改造后脫硫廢水主系統(tǒng)如圖1所示。

方案二主要通過(guò)增加一套三聯(lián)箱系統(tǒng)，增加化學(xué)處理來(lái)提高現(xiàn)有電絮凝處理的可靠性，兩種方式互為補(bǔ)充，以保證廢水出水水質(zhì)合格穩(wěn)定。同時(shí)將三聯(lián)箱加藥系統(tǒng)與現(xiàn)有電絮凝加藥系統(tǒng)進(jìn)行合并，整體考慮，利舊現(xiàn)有設(shè)備，減少新增設(shè)備投資。

3 結(jié)語(yǔ)

隨著全廠廢水零排放的推進(jìn)，現(xiàn)有脫硫廢水處理系統(tǒng)的改進(jìn)成為重要組成部分。兼顧成本和性能，是廢水零排放的指導(dǎo)思想。因此，現(xiàn)有脫硫廢水系統(tǒng)的運(yùn)行情況和優(yōu)缺點(diǎn)需要設(shè)計(jì)人員充分評(píng)估，與全廠廢水末端處理系統(tǒng)有機(jī)整合考慮，綜合分析，制定與電廠相符的設(shè)計(jì)方案，從而減少新增設(shè)備投資，降低投資成本與后期運(yùn)維成本，在實(shí)現(xiàn)廢水零排放的基礎(chǔ)上，提升一定的經(jīng)濟(jì)性。

參考文獻(xiàn)

[1] 裴俊峰，吳偉，王鳳茹.沁北電廠脫硫廢水系統(tǒng)技術(shù)改造實(shí)例介紹[J].華中電力，2011（1）：49-51，55.

[2] 應(yīng)春華，劉柏輝，戴豪波，等.脫硫廢水排放的控制項(xiàng)目及標(biāo)準(zhǔn)探討[J].熱力發(fā)電，2005（9）：69-71，77.

[3] 楊明杰.脫硫廢水設(shè)計(jì)方案及經(jīng)濟(jì)性分析[J].給水排水，2012（1）：54-55.

[4] 王俊玲，楊曉飛.脫硫廢水水質(zhì)不達(dá)標(biāo)解決對(duì)策[J].山西電力，2010（3）：51-53.

[5] 羅棟源，劉晨，楊富杰，等.電絮凝處理重金屬?gòu)U水的研究進(jìn)展[J].河南科技，2013（18）：197-198.

[6] 張峰振，楊波，張鴻，等.電絮凝法進(jìn)行廢水處理的研究進(jìn)展[J].工業(yè)水處理，2012（12）：11-16.