600MW 機組在線空預器水洗廢水優(yōu)化處理

郭永森

（華陽電業(yè)有限公司漳州后石電廠，福建 龍海363104）

1 我廠AH 沖洗廢水處理現(xiàn)狀

漳州后石電廠共有7 臺600MW 超臨界機組， 均采用回轉式空氣預熱器(AH)，受熱面是由厚度為0.5mm 和1.2mm 的薄鋼板軋制成波紋板后疊在一起壓緊組裝而成,通流間隙很小,容易造成積灰;而且燃煤中的硫在燃燒時生成二氧化硫,一部分二氧化硫又會轉化成三氧化硫,三氧化硫與水蒸氣化合生成硫酸蒸汽,當煙氣沖刷受熱面時,硫酸蒸汽在低溫金屬壁面上凝結，使金屬產(chǎn)生低溫腐蝕。 空預器受熱面玷污和積灰,又反過來影響受熱面?zhèn)鳠幔M一步降低金屬壁溫，從而加劇低溫腐蝕，這種惡性循環(huán)使預熱器堵灰現(xiàn)象更加嚴重。 我廠機組運行時均出現(xiàn)AH 差壓高，CP5 最高達194mmH2O,最終采用在線水洗得以解決。由于水洗的經(jīng)濟性，為防止空預器停用期間的腐蝕，減少空預器運轉期間的壓差，我廠機組出現(xiàn)AH 積灰、差壓高，均會利用在線、停機檢修或調停機會進行水洗。 隨著空預器水洗頻率增加，產(chǎn)生的沖洗廢水也相應增多， 沖洗廢水排至機組排水槽再輸送至廢水站集中處理。 原有的處理方法處理量小，出水濁度高，懸浮物含量大，廢水嚴重積壓，進一步影響機組啟動進程；若大流量處理則出水水質不能滿足環(huán)保排放標準。 自7 臺機組全部投產(chǎn)并采用在線水洗以來，我廠原有設計廢水處理流程已不能滿足2 臺以上機組同時水洗或單臺機組水洗與清管同時進行。廢水處理問題已成為困擾我廠機組排程的一個主要因素，因而在不進行廢水處理系統(tǒng)擴容的前提下，亟需對當前處理流程及處理方法進行優(yōu)化和改善。

我廠AH 水洗采用工業(yè)水沖洗，A/B 側冷、熱端交替3-4 循環(huán)，加藥量約5 噸，沖洗廢水產(chǎn)生量約250T/h，總量約6000t-8000t。 廢水中主要含有硫酸、亞硫酸等酸性物質，其pH 值在1.1～6.2 之間，懸浮物主要是空預器中煙灰及大量的重金屬等物質。原設計處理流程為沖洗廢水進重金屬廢水儲槽E1-E3，處理量最大可達200T/h。 廢水經(jīng)處理后排放達《污水綜合排放標準》（GB8978-1996）第二類污染物最高允許排放濃度一級標準(工業(yè)廢水)：

pH:6～9, CODcr≤100mg/l, BOD5≤20mg/l, 懸浮物≤70mg/l。

設計流程中， 重金屬離子廢水在儲槽中通過羅茨風機攪拌后，由廢水轉運泵送至氧化箱，加入30%堿液后，經(jīng)反應箱進入pH 調整箱。在pH 調整箱加堿提高pH 值至9～12，并加入混凝劑，同時啟動攪拌機，以使其充分反應。 pH 調整箱的廢水溢流至混合箱，再加入助凝劑并攪拌。混合箱出水流至斜板澄清器，通過污泥再循環(huán)加速澄淀。澄清器出水有pH 檢測并控制加酸。 如pH 合格排至出水監(jiān)督池，不合格排至中和池。 當出水監(jiān)督池出口pH 表和濁度表檢測到出水pH 值或懸浮物不合格時，出水監(jiān)督池上回流管的閥門自動開啟，將該不合格水引入廢水貯存槽C 或E2。

下圖1 為我廠AH 沖洗水等含懸浮物重金屬廢水處理工藝流程圖。

圖1

經(jīng)多年運行實踐，我們發(fā)現(xiàn)原設計流程處理AH 沖洗廢水的處理方式存在著一些缺陷，主要表現(xiàn)為AH 沖洗廢水進水量較大，再加上廢水站還要處理沉煤池及輸煤棧橋沖洗廢水，水處理、精處理再生廢水，因此經(jīng)常造成廢水的積壓，影響機組啟動進程。同時在空預器水洗初期廢水呈強酸性，pH 在1.1～6.2 左右，重金屬及懸浮物含量高，需長時間沉降后采用60-80T/h 的小流量運行，并適當增大凝聚劑、助凝劑的加藥量加速泥渣沉降，加強斜板澄清器排泥頻率，這樣方能保證廢水達排放標準。而在實際操作中，從發(fā)電效益上考慮，機組排程根本不允許有足夠長的時間來讓慢慢處理該類廢水。 60-80T/h 處理流量與200-250T/h 的排放量相比而言，可以想象廢水處理的壓力有多大了。

2 試驗分析與結果

在近期的水洗過程中，我們多次采集了AH 沖洗初段、中段、后段廢水，不管是納爾科執(zhí)行水洗操作的CP1～PC4，還是鑫雅執(zhí)行操作的CP5～CP7， 初期排放廢水基本特征為呈青灰色， 懸浮物SS 高于2000mg/l,pH 值介于1.1-3.0 左右，中期廢水一般呈紅褐色，pH 值介于3.0-5.0 左右。

從設備設計方面分析，參照我廠設計，斜板澄清器設計爐本體沖洗水進水水質限于＜500mg/l，最大出力200T/h。 《DL/T5046-2006 廢水治理設計規(guī)程》5.5 規(guī)定：含鐵銅金屬廢水工藝的反應箱設計停留時間5-10min，我廠反應箱設計16m3,實有效容積為14m3(下為錐斗及便于攪拌上表面應至少留10cm 空間）， 依10min 停留時間計算處理流量:Q=14m3÷（10min÷60min/h)=84T/h。

我廠AH 廢水不但含高懸浮物，又含高鐵、鈣、鋁等重金屬，停留時間只有大于10min 以上才能處理合格。 而在實際操作中，經(jīng)斜板澄清器沉降的出水色度大，懸浮物高，流量稍大點即滿足不了排放要求。

通過多次燒杯試驗， 反復模擬我廠重金屬離子廢水處理流程：加堿調pH 至8.5，水樣產(chǎn)生青灰色或紅褐色礬花不沉降，加混凝劑（聚合氯化鋁）充分攪拌后靜止，礬花進一步絮凝并沉降。經(jīng)約10 分鐘，泥渣可完全沉降，水質濁度約6～8NTU,pH 約8.22-8.6 左右。

運行中，我們注意到，原設計裝酸洗廢水的D 儲槽中有預設堿管道，可預先往儲槽加堿中和；在裝有水處理排放的再生堿性水槽中，再進AH 中后段沖洗廢水后，很容易沉淀、澄清。轉換思路,可試先將加在重金屬離子廢水處理系統(tǒng)（四聯(lián)箱）的堿液，事先加進儲槽中，提升空預器廢水pH 再混凝。 經(jīng)過反復實踐：我們把儲在各槽的空預器酸性水通過與其他槽倒池混合提升pH 或預先加堿液入E1-E3 儲槽，提升pH 至排放合格范圍8.0～9.0，經(jīng)過羅茨風機充分混合、曝氣，絮凝沉降，澄清后廢水通過原有重金屬離子廢水處理系統(tǒng)四聯(lián)箱，加入混凝劑進一步混凝，再微調pH 至排放標準，從而使廢水能夠合格并通過回收水池排放。 儲槽底部沉降泥渣通過倒池操作至B 污泥水儲槽，進入濃縮池，投運脫水機處理掉。

分析其原理，AH 廢水中含有大量Fe3+、Fe2+、AL3+等， 在堿性條件下這些鐵及鋁離子生成多羥基絡合物，從而形成大的絮凝體，發(fā)生網(wǎng)捕作用使SS 沉降，另一方面在強堿加入時也會形成氫氧化鐵及氫氧化鋁沉淀。 各槽泥渣經(jīng)沉降，懸浮物含量大量降低后，經(jīng)重金屬離子廢水處理系統(tǒng)四聯(lián)箱容易處理合格，也即有可能能增大處理流量。 關鍵點在于，要有充分的絮凝反應和沉降時間。

3 AH 沖洗廢水處理優(yōu)化對策探討

至此，我們對我廠廢水處理流程進行以下優(yōu)化：

1）延伸D 儲槽加堿管道至E1/E2/E3 儲槽，可分別對各槽加堿液。

2）后續(xù)AH 水洗前一天必須把儲槽液位處理到最低液位。

3）預留預估該AH 廢水進哪幾個儲槽，再分別提前加堿，須預留不加堿的槽盛裝水洗后期廢水，AH 廢水以總共7500 立方估算， 水洗初期pH 可低至1.1 結束時為6.2 左右。

（1）如果進E1/E2/E3 槽，則預先加堿約1000kg/槽。 （設每槽進水1800 噸，進水pH 平均3.5，攪拌后最終pH8，則：

加堿量=40×1800×1000×（10-3.5-10-8）÷（30%×1.33×60）=951kg）。

（2）如果進A/C/D 類槽，則預先加堿450kg /槽。 （設每槽進水800噸，進水pH 平均3.5，攪拌后最終pH8，則：

加堿量=40×800×1000×（10-3.5-10-8）÷（30%×1.33×60）=423kg)。

4）到水洗后期pH 已升高,同時懸浮物也低，此時的廢水可進入沒有預先加堿的儲槽，后續(xù)依原設計流程處理，加酸、堿調出水pH 即可。

5）需要注意的是，進AH 沖洗廢水時要邊進水邊啟動羅茨風機充分攪拌，也要取樣化驗并適時加酸堿調pH 在8.0～8.8 范圍，待pH 均勻后停止攪拌。 時間進程允許的話可待澄清后再大流量進入回收池，否則要合適流量通過四聯(lián)箱處理。

4 結束語

空預器沖洗廢水處理不難，但依照常規(guī)處理流程，要處理合格并排放是需要足夠的時間的。 經(jīng)將加堿時間提前至儲槽優(yōu)化改善后，這種處理方式可大大縮短空預器沖洗廢水的處理時間，減少影響機組的進程的可能性。 而且經(jīng)優(yōu)化后的處理方式，節(jié)省了處理過程反復進行pH 調整產(chǎn)生的酸堿耗量，減少廢水的重復處理次數(shù)，減輕了廢水站人員的工作強度和勞動量。 更重要的是排放廢水的色度、濁度也較以前有明顯改觀，保證了電廠的工業(yè)廢水達排放標準及回收利用要求。

［1］王曉菁.空預器沖洗廢水處理的探索與實踐[J].山西科技，2013(04).

［2］后石電廠空預器在線清洗監(jiān)督[J].

［3］華陽后石電廠化學運行規(guī)程[S].2008,1.

［4］GB8978-1996 污水綜合排放標準[S].

［5］DL/T5046-2006 廢水治理設計規(guī)程[S].

［6］漳州后石電廠新建工程施工設計化學部分第01 卷第01 冊電廠化學部分說明書（圖號： Fl 135-HOIOI-01)[Z].