火電廠脫硫廢水處理的技術管理和水質控制

吳善宏 賀亞 沈紅攀 黃億蘋(浙江浙能樂清發電有限責任公司，浙江 樂清 325609)

0 前言

脫硫廢水處理系統是燃煤電廠濕法煙氣脫硫工藝的重要組成部分，通過對脫硫廢水處理排出，保障脫硫裝置穩定可靠運行，經過處理后脫硫廢水還必須滿足達標排放的要求。由于脫硫裝置、燃煤種類、工藝用水、運行工況等原因，脫硫廢水水質成分復雜，給廢水處理帶來了不小的挑戰。而在處理過程中，脫硫廢水提取、預沉、加藥反應、澄清排泥等環節各有分工，彼此又存在相互影響的關系，需要從系統性角度開展相關技術管理工作來解決運行中存在的問題。

1 脫硫廢水處理工藝流程和水質標準

脫硫廢水處理的典型工藝流程如圖1 所示。

脫硫廢水主要含有脫硫廢水中的懸浮物、重金屬、COD、氟離子等污染物，經過處理后，出水水質需要符合8978-1996《污水綜合排放標準》的要求。

2 脫硫廢水取水方式優化和預沉淀

2.1 脫硫廢水取水方式優化

傳統設計上，脫硫廢水取自廢水旋流站的溢流液，其含固量平均值大于1.5%，最大值達5%以上，遠高于1%的設計值。這樣的水質經常造成脫硫廢水池污泥沉積曝氣管堵塞、澄清器泥位過高刮泥機過載損壞、壓濾機超負荷運行及加藥量增加等一系列問題，這些問題反過來又會影響脫硫廢水的正常處理量，形成惡性循環，最終會影響脫硫裝置的正常運行。

針對傳統設計的不足，根據真空皮帶機石膏濾液的含固量小且相對穩定的特點，將脫硫廢水的取水點調整為石膏濾液[1]。石膏漿液經過真空皮帶機的過濾，其含固量大大降低，石膏濾液的含固量低于0.5%。經過取水點的調整，基本能解決脫硫廢水含固量高所帶來的問題，也為脫硫系統運行良性循環創造了條件。

根據脫硫吸收塔內漿液的雜質含量來控制取水量是改善脫硫廢水處理運行的有效方法。上下游之間可以根據吸收塔漿液中氯、氟離子、脫硫廢水重金屬的含量等指標建立有效的協調工作機制，以降低脫硫廢水處理量。當吸收塔漿液氯離子含量控制在10000～20000mg/L，且脫硫裝置保持正常運行時，說明此時脫硫廢水的處理量是合理的。

2.2 預沉池的沉降效果和緩沖作用

脫硫廢水里的懸浮物主要成分是石膏和煤塵中的硅、鋁、鐵等氧化物，其特點是密度大易沉降。設置預沉池的目的就是對脫硫廢水中懸浮物進行自然沉淀，進一步降低脫硫廢水的含固量。有試驗結果顯示120min 以上的沉降時間，可使脫硫廢水懸浮物濃度下降99%以上[2]。實際運行中，經過預沉池后，脫硫廢水的含固量能降低50%以上，且進水含固量越高，沉淀效果越好。

圖1 脫硫廢水處理工藝流程圖

預沉池還能起到緩沖池的作用。由于各種原因，有時脫硫廢水處理系統需要以低于設計值并且相對穩定的流量才能保持正常運行，保證出水水質合格。脫硫廢水的來水也經常是波段性的，利用預沉池的緩沖容量，就可以以相對穩定的流量運行，保證其處理效果。根據實際運行經驗，當脫硫廢水來水量為30m3/h 時，500m3以上的預沉池就可以起到較好的預沉淀和緩沖作用。

3 石灰乳加藥和pH值控制

3.1 石灰乳加藥和pH值控制

脫硫廢水進入三聯箱后，首先是加氫氧化鈣(配制成石灰乳液)調節pH 值。脫硫廢水中帶正電荷的膠體顆粒只要達到零界pH 值9 時，膠體顆粒就會開始脫穩凝聚[3]。另外，氫氧化鈣還與脫硫廢水中的重金屬反應生成氫氧化物沉淀，與氟離子反應生成氟化鈣沉淀。石灰乳加藥與脫硫廢水各污染因子均有關系，是脫硫廢水處理過程中的關鍵環節。

為保證重金屬和氟離子的去除效果，一般建議將中和箱的pH 值調整至9.0～9.5。如果石灰乳加藥量過大pH 值過高時部分兩性金屬會形成絡合物而使沉淀物發生返溶現象，不利于重金屬的沉淀反應，還會浪費藥品，并且增加廢水中含固量。當三聯箱的pH 值大于9.5 時，也會發生三聯箱出口管道、混合箱進出口管道結垢，造成管道流通面積變小，系統出力降低的情況。因此，石灰乳加藥量不宜過高。在實際運行中，pH 值調整至9.2 左右是比較理想的工況。

為控制好石灰乳加藥效果，對在線pH 計的及時維護必不可少。因為運行環境較差，pH 計電極表面極易被硫酸鈣、氫氧化鈣等物質結垢包圍，阻礙水流和離子通道，影響pH 值的正常顯示，并影響石灰乳加藥反應效果，pH 值顯示偏大會造成加藥量不足，pH 值顯示偏小會造成加藥過量。所以，需要對在線pH計進行定期校驗和定期清洗，以保證其靈敏度和準確性。

3.2 石灰乳加藥系統管理

運行中，石灰乳加藥系統故障會比較多，主要有加藥管道堵塞、加藥泵轉子和定子卡澀、磨損等。氫氧化鈣本身是易沉積、易磨損，加上純度不高、細度不夠、配濃度過高、加藥管道設計不合理等因素，就極易造成上述問題。對此，需要針對具體情況，作出相應的改進措施。石灰粉應選用氫氧化鈣含量95%以上的；石灰乳配制濃度可以由5%調整為2%～3%；減少加藥管道彎頭；將加藥管道人工沖洗改為停運自動沖洗程序；設置石灰乳自動加藥程序，根據pH 值變化自動調整加藥量。通過以上措施，可以減少管道沉積和泵體磨損等問題的發生，提高加藥效果。

4 絮凝劑和有機硫加藥量控制

脫硫廢水處理過程中，會加入適量的絮凝劑和助凝劑，提高絮凝沉淀效果。脫硫廢水的絮凝劑可以選用聚合鋁、聚合氯化鋁鐵、三氯化鐵等，需要根據實際水質情況，試驗選用合適的絮凝劑。聚合氯化鋁鐵的加藥量一般控制在15～30mg/L。

脫硫廢水中的重金屬與氫氧化鈣反應后，大部分以沉淀物的形式除去，但仍有部分殘余溶解在水中，加入有機硫的目的就是除去這些殘留的重金屬。有機硫的加藥量應根據脫硫廢水的重金屬成分和含量進行調整，若是來水的重金屬含量本來就很低，經過與石灰乳反應沉淀后，水中的含量已低于排放標準，則可降低有機硫的加藥量甚至停用，從而降低藥品的耗量和成本。

5 澄清器運行管理和污泥處理

如果澄清器內泥位過高，污泥會被帶至清水區直接影響出水水質，因此，澄清器需要做到及時排泥。可以根據澄清器的上中下三個取樣門的水樣狀況來進行污泥排放操作。當上部取樣門的樣水由清變渾濁，中部取樣門的水樣含泥量增多時，便可以進行排泥操作。澄清器運行正常時，其出水濁度可以達到小于1NTU 的水平。

對污泥處理的能力直接影響澄清器和脫硫廢水處理系統的出力。除保證壓濾機的正常出力外，因為脫硫廢水污泥主要成分是硫酸鈣，將污泥直接回收至脫硫漿液系統是污泥處理的解決方向，可以有效提高污泥處理效率和降低處理成本。

6 結語

脫硫廢水處理關系到脫硫裝置的正常運行和脫硫廢水合格達標這兩大目標，其每個環節的工況也會影響整個脫硫廢水系統的運行。總之，對于脫硫廢水處理主要應從以下幾個方面推進其技術管理工作：

(1)應該建立系統性管理理念，嘗試從源頭和各處理環節的相關性上著手解決脫硫廢水處理中存在的問題。

(2)應充分利用設備自動化條件，實現自動加藥自動調整水質參數，改善脫硫廢水處理效果。

(3)污泥回收利用解決污泥處理能力受限問題，是脫硫廢水處理的一個改進方向。

(4)隨著廢水“零排放”推進，脫硫廢水處理還應進一步關注 “零排放”的技術要求，及時調整技術措施，做好技術對接工作。