火力发电网讯:摘要：分析了大唐集团淮北发电厂虎山2×660MW机组湿式石灰石(石灰)-石膏法烟气脱硫废水的形成以及各种污染物来源，介绍脱硫废水处理系统工艺流程。总结归纳脱硫废水处理系统在实际运行中出现的问题，并对现有工艺处理中出现的问题提出相应的改进措施。
关键词：烟气脱硫;脱硫废水;改进措施
作者 | 王飞
大唐环境产业集团股份有限公司淮北虎山项目部
0引言
大唐淮北发电厂虎山2×660MW脱硫系统投产后共用一套废水处理系统。由于设计安装及设备、投药量问题，废水处理系统自运行以来缺陷不断。频繁出现三联箱pH低、澄清池出水混浊、出泥量不稳定、石灰加药系统堵塞、系统管路缺陷等问题。通过优化改造，脱硫废水口前已经正常投入并能稳定运行，各项排放指标均能达到标准要求。
1脱硫废水特点及处理必要性
脱硫装置浆液内的水在不断循环的过程中，会富集重金属元素和氯离子等，一方面加速脱硫设备的腐蚀;另一方面影响石膏的品质，更严重的情况是降低脱硫系统的脱硫效率。因此脱硫废水的水质比较特殊，其特点是：
①水量不稳定。
②废水呈弱酸性，pH值4～6。
③脱硫运行的不同阶段排出的废水水质也不同。
④脱硫废水既含有一类污染物重金属离子(Cd、Hg、Cr、As、Pb、Ni等重金属离子)，又含有二类污染物(Cu、Zn、氟化物、硫化物等)，由于这些金属离子来源于不同产地的煤、吸收剂以及补加水，个别重金属离子的浓度可能差别很大。
表1为淮北厂废水原水成分分析。作为最不利的因素来考虑，经处理后的脱硫废水可能与环境水体接触，因此，经处理后的脱硫废水的水质标准，必须符合国标或地方排放标准。
表1 废水原水成分分析
2脱硫废水处理工艺流程
废水处理的物理化学过程依据如下工艺流程进行(见图1)。
图1 脱硫废水处理工艺流程
2.1 采用氢氧化钙/石灰乳[Ca(OH)2]进行碱化处理
来自脱硫系统的废水浆液经废水旋流器送至中和箱。加入石灰乳将废水pH值调至9.0～9.5之间，这个过程大部分重金属形成微溶的氢氧化物从废水中沉淀下来。同时可将废水中的部分氟离子反应，生成难容的氟化钙。以固体的形式沉淀下来。
2.2 采用有机硫化物沉淀重金属
镉和汞等重金属不能以氢氧化物形式完全沉淀出来。有机硫化物(如有机硫)可根据被处理的废水量按比例加入。形成难溶的硫化物沉积下来，以固体形式沉淀出来。
2.3 固体沉淀物的絮凝
从废水中沉淀出来的氢氧化物、硫化物，废水中还含有许多细小而分散的颗粒和胶体物质，很难沉降。
为了改善所有固体物的沉降行为，应向废水中加入10%浓度的聚合氯化铝，形成氢氧化铝/Al(OH)3小粒子絮凝物。重金属氢氧化物及化合物附在氢氧化铝小粒子絮凝物上，形成较大的更易沉降的絮凝物。同时废水中的悬浮物也沉降下来。废水中所含固体的沉降行为可以通过加入助凝剂(PAM)进一步得到改善。
2.4 沉降一固形物从废水中分离
在沉降阶段，固体物质从液相中分离出来。絮凝阶段形成的大粒子絮凝物沉到澄清/沉降器的底部。这一过程是在重力作用下发生的，因为固相和液相具有不同的密度。在沉降过程中，液相的浮力必须小于固体物的沉降力。热诱导流对固形物(大粒子絮凝物)的沉降行为有不利影响。
沉降阶段完成后，形成两个较易分离的物相，分别以净化废水和浓渣的形式排出。向水中加入盐酸，调节pH值至7.0～9.0之间。
3行中出现的问题及对策
大唐淮北发电厂虎山2×660MW机组脱硫废水已运行一段时间，由于设备安装的不规范、运行的不当操作、药品的品质等多方而的原因，造成澄清池出水浑浊，无法保证废水处理连续运行，影响脱硫系统安全。经过认真查找和分析，发现以下问题，并进行处理解决后，废水系统已能达到设计要求，连续满负荷运行。
3.1 三联箱出水pH值较高
表2 废水加药用量(设计值)
石灰粉在石灰制备箱中制成浓度约5%的石灰乳液，根据废水中不同重金属的溶度积，两性金属在较高的pH值下，会形成络合物溶解在溶液中，同时要考虑对氟离子的去除。一般将pH值调至9为最佳。根据表2，当涂电厂脱硫废水平均排放量为20t/h，使用90%纯度的石灰，日投加量约为1300kg/d。但三联箱出水pH值在8.5左右，达不到要求，在运行时检查发现用来制作石灰乳浆液的石灰粉纯度较低Ca (OH)2含量仅在80%左右，且含有部分微小颗粒状杂质，致使部分石灰乳未能充分反应。对此更换合格的石灰粉后，石灰乳品质上升，三联箱废水浆液pH值可以维持在9.0以上运行。
3.2 澄清池出水浑浊
表3 10%聚合氯化铝(PAC)投加量对澄清池出水浊度影响
表4 频率开度对应废水流量关系表
废水系统在絮凝箱中加入10%浓度的聚合氯化铝，电机频率控制为99%，助凝剂配置浓度在0.1%～0.15%时，澄清池溢流口出水清水保护层很薄，絮凝体上升，漂浮和外流，出水浑浊。对此，取回原水分别在聚合氯化铝不同加药量情况下，做烧杯实验结果如表3所示。实验过程中，能够明显观察到加入聚合氯化铝后，搅拌均匀时，污泥絮体形成较小颗粒，随着沉降时间的增加，颗粒逐渐变大，这主要是因为聚合氯化铝的水解产物可产生粘结架桥作用，通过链状结构吸附胶体，微粒可以构成一定形式的聚合物，破坏胶体系统的稳定性，颗粒在下沉过程中相互碰撞凝聚、而使尺寸变大，随着投加剂量的增加，能够明显发现，所形成的絮体颗粒变大，变得松散，逐渐形成大的矾花。根据实验在聚合氯化铝剂量过度投加或强烈搅拌时，会破坏粘结桥架作用，反而使溶液产生再稳。使出水中含有大量絮状泥浆。逐渐降低絮凝剂训一量泵出口流量调节螺栓，微调电机频率，观察澄清状况，当电机变频控制在50%～60%时，此时的絮凝剂给药量约在180mg/L废水左右(10wt˙%)。此时废水的沉降时间明显缩短，澄清池清水保护层明显变厚，溢流口流出连续的清水。
3.3 出泥量不稳定
大唐淮北发电厂虎山脱硫废水使用悬梁式板框压滤机对污泥进行脱水，板框压滤机由交替排列的滤板和滤框构成一组滤室。滤板的表而有沟槽，其凸出部位用以支撑滤布。滤框和滤板的边角上有通孔，组装后构成完整的通道，能通入污泥悬浮液、洗涤水和引出滤液。板、框两侧各有把手支托在横梁上，由压紧装置压紧板、框。板、框之间的滤布起密封垫片的作用。由污泥输送泵将污泥悬浮液压入滤室在滤布上形成泥饼，直至充满滤室。滤液穿过滤布并沿滤板沟槽流至板框边角通道，集中排出。过滤完毕。过滤结束后，通入压缩空气，除去剩余的滤液。随后打开压滤机卸除泥饼，清洗滤布，重新压紧板、框，开始下一工作循环。由于设备长期运行，电控检测探头易受污染，加上安装不规范，造成压滤机运行不稳定，维修后，出泥量得到增加，使得澄清池在泥位较高时能够及时排泥脱水，降低了澄清池的泥层，扩大清水保护区，保证了澄清池的出水浊度符合要求。
3.4 石灰加药系统堵塞
石灰本身的特性是溶解度低、石灰的溶解度只有0.165g/100g水(20℃)，工业应用时需配制过饱和乳液，所以整个制备、使用过程都而临着堵塞、沉积、磨损、泄漏、结垢、污染等问题，这是导致石灰乳液制备系统瘫痪、废弃的主要原因。同时容易污染环境、含有大量不溶杂质、容易吸潮吸碳而潮解成团或钝化，易沉积，易堵塞管道及设备，因此石灰投加系统运行常常出现问题以致发生故障。如粉尘污染严重，石灰乳溶解箱出口管道、石灰乳计量泵出口管道经常发生堵塞现象，导致系统不能正常工作。
改造采用石灰乳加药泵采用工频螺杆泵，通过调节阀和管道回流进行加药量调整。石灰加药泵和管路设置冲洗水管路。湿法投加可以配置固定含量的石灰乳。在反应箱内设置pH计，精准测量投加石灰乳后水中pH值。通过加药调节阀改变石灰乳投加量，能够敏捷地响应系统流量的变化，使pH值可以稳定控制在设训一点附近，有利于稳定出水水质。
3.5 系统管路缺陷
脱硫废水系统易发生污堵，有时需要对系统管路分段拆卸冲洗。因此脱硫废水处理系统管路在检修改造时采取拆卸方便的法兰连接方式，法兰间距一般宜小于6m，尽量少使用弯头。并采用衬塑管道或采用耐酸不锈钢法兰连接的其它防腐管道，减少弯头使用数量，同时污泥和石灰乳管路设置冲洗水管和自动冲洗阀门，以便于维护和检修。
4结语
脱硫废水经过物化处理，能够有效去除各类重金属，且添加药剂量较小。系统运行稳定可靠，运行费用低。脱硫废水处理工艺基本上是可行的，但是正常运行稳定的占少数，因此必须针对出现的不同问题，提出不同解决方案，使脱硫废水主要水质指标达到污水综合排放标准GB8978-1996二级新建排放标准的要求。
本文发表于《技术与市场》2016年第07期
