水处理之案例分析 | 杨柳青热电厂脱硫废水处理改造方案研究

如何进行水处理？

衡美水处理为您介绍部分污水处理的专业知识—热电厂脱硫废水处理改造方案研究，并为您做杨柳青电厂水处理真实案例分析。

根据现有的脱硫废水处理系统设施、工艺等情况，进行系统工艺技术及工程方案选择。通过实施脱硫废水处理改造工程，杨柳青热电厂可大幅降低废水产生量，少量难以回用的高含盐废水排往城市污水处理厂，同时不再向周边水体排放废水，具有良好的社会效益和环境效益。

         第一章 电厂脱硫废水的处理

一、前言

　　脱硫废水中的有害物质对环境和水体污染危害巨大，因此我们要重视脱硫废水的治理。目前我们普遍采取零排放的工艺技术，也取得了很好的效果。

　　二、燃煤电厂废水零排放概述

　　零排放并不是说不排放水，而是不降有害物质通过水体排放到自然环境中，电厂生产使用的水资源最终以蒸汽的形式排放大自然环境中，或者爱电厂内部水循环系统中留存。零排放电厂的淡水量，这可以大大提高水资源利用率，同时可以避免自然环境遭到已经污染水体的污染，保证居民用水安全。从可持续发展的角度看，目前以及今后的水资源将会一直处于相对匮乏的状态，污水零排放是工业发展的必然趋势。零排放对水处理技术的要求非常之高，需要很高的技术投入，因此其资金投入与严格的管理制度与监管制度是必不可少的。

　　随着中国经济和电力的快速发展，在中国北方煤炭多，但缺水的地区，水资源的可用量年复一年的减少，排污费和污水总量在不断上涨。即使在水资源相对丰富的南方，随着环境的恶化、环境保护意识提高，废水零排放的呼声也日益高涨。横看世界发达国家的发电厂情况，越来越多的废水发电厂可以看到。实现电厂废水零排放，是一项非常复杂的系统工程。它与水系统的方法有很大的不同，如使用水力除灰、干除灰或干法和湿法。我国火力发电厂多年致力于节水方法研究改进，而过去的研究目的仅仅是如何确保电厂安全运行，并没有上升到节约水资源的高度。节约用水的现象比较少，导致在中国的电厂很少注意低水耗技术的开发，总是想着先用水，在处理废水、排放。如今的水资源短缺日益突出，在中国的北方表现尤为突出，水资源已成为我国电力工业发展的重要问题。

　　三、脱硫废水的水质特点及影响因素

　　1、脱硫废水的水质特点

　　脱硫废水的成分及浓度对处理系统的运行管理有很大影响，是影响处理设备的选择、腐蚀等的关键性因素。脱硫废水一般具有以下几个特点。

　 A、水质呈弱酸性：国外pH值变化范围为5.0——6.5，国内为4.0——6.0。

　　B、悬浮物含量高，其质量浓度可达数万mg/L。

　  C、COD、氟化物、重金属超标，其中包括第1类污染物，如As、Hg、Pb等。

D、盐分含量高，含大量的SO42、SO32、Cl等离子，其中Cl的质量分数约为0.04。

　　2、影响脱硫废水水质的因素

　　脱硫废水的水质及水量主要受燃煤品质、石灰石品质、脱硫系统的设计及运行、脱硫塔前污染物控制设备以及脱水设备等的影响。图1是影响脱硫废水水质主要影响因素的关系图。

煤是脱硫废水污染物的主要来源，煤种类的不同将会影响脱硫废水的排放量：高硫煤的燃烧会产生更多的二氧化硫，会增加脱硫剂的用量，增加脱硫废水的排放量；高氯煤的燃烧会增加烟气中氯的含量，进而增加脱硫浆液中的氯含量，为了防止脱硫系统的腐蚀，维持脱硫浆液中氯离子浓度在一定的水平，会增加脱硫浆液的排除，使脱硫废水的排放量增加。

            第二章  杨柳青热电厂脱硫废水处理

一、概述

天津华能杨柳青热电有限责任公司现役机组为4x300M燃煤发电机组，其中三期2台300M抽汽供热燃煤机组分别于1998年12月和1999年9月投产发电，四期2台300 M燃煤机组分别于2006年和2007年投入商业运行。

杨柳青热电厂脱硫废水处理系统由于长期运行，设备老化，脱水机等设备无法正常运行。2016年6月，电厂4台机组超净排放改造全部完成，实际运行中存在系统出力不足问题，不能满足超净排放改造后的脱硫废水处理需求。脱硫废水中的悬浮物、重金属离子、氟离子、COD等含量较高，呈弱酸性、成分复杂、污染物质多，直接排放存在严重的环保风险。因此，为保证脱硫废水全部达标排放，需要对现有的脱硫废水处理系统立即整改。目前国内主要采用三联箱沉淀处理脱硫废水，具有操作简单、运行费用低的优点，本文在原有脱硫废水三联箱沉淀处理系统基础上进行改造研究，充分利旧结合新工艺应用，以降低投入。

二、脱硫用水系统

杨柳青热电厂采用石灰石-石膏湿法烟气脱硫工艺，按照一炉一塔方式建造脱硫设施，脱硫效率不小于95 %。系统用水水源为综合泵房工业水泵来中水，脱硫用水系统(见图1)主要由工业设备冷却水、工艺用水、脱硫废水构成。工艺用水包含石灰石浆液制备用水、除雾器冲洗用水及所有浆液输送设备、输送管路的冲洗水，其中除雾器冲洗水使用后直接补入吸收塔，其他冲洗水收集至吸收塔内。

目前杨柳青热电厂的脱硫废水排至废水收集池后，通过排水泵排至地沟，然后由地沟自流至三泵站废水池。现有脱硫废水处理系统设计出力25m³/h，采用三联箱处理工艺。但由于长期运行，设备老化，脱水机等设备无法正常运行。另外，2016年6月，杨柳青热电厂4台机组超净排放改造全部完成，脱硫废水量为30m³/h，实际运行中存在脱硫废水处理系统出力不足的问题。而脱硫废水中的重金属离子、氟离子、COD等含量较高，不经处理直接排放存在严重的环保风险。因此，为保证脱硫废水全部达标排放，需对脱硫废水处理系统进行升级改造。

三、工艺技术方案

1、脱硫废水水质

根据长期排放检测，杨柳青热电厂脱硫废水主要水质指标见表1。

2、技术路线

目前杨柳青热电厂原有的脱硫废水处理系统设备运行不正常，且超净排放改造后，系统设计出力不能满足脱硫废水处理需求。因此，需改扩建一套40m³/h处理规模的脱硫废水处理系统，达标处理后的脱硫废水排往城市污水处理厂消化。

3、脱硫废水处理系统改造工艺技术方案

杨柳青热电厂原有脱硫废水处理系统，设计出力25m³/h，工艺流程见图2。

但由于该系统已投运多年，配套设备故障较多，系统无法正常运行，且系统出力不足。脱硫废水中的重金属离子、氟离子、COD等含量均较高，不能满足环保排放要求。另外，按照相关要求，脱硫废水必须处理达标后才能排放处置。因此，电厂迫切需要新建一套脱硫废水处理系统。

杨柳青热电厂三、四期工程脱硫系统的总补水量为287m³/h，脱硫废水总量为15m³/h。实施全厂节水与废水减量改造工程后，湿法烟气脱硫系统的补充水将由中水改为循环水排污水，脱硫废水排放量会有所增大，预计为30m³/h。根据全厂节水与废水减量技术方案，考虑一定设计余量，电厂在充分利旧的基础上，原址新建一套处理规模40m³/h的脱硫废水处理系统，采用三联箱式处理工艺。

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Cl-等离子，一方面加速脱硫设备的腐蚀，另一方面影响石膏的品质，因此，脱硫装置要排放一定量的废水，进入脱硫废水处理系统，经中和、反应、絮凝、沉淀和过滤等处理过程。浓缩池底部污泥经过脱水，形成泥饼外运专业处理。脱硫废水处理系统接入脱硫岛的DCS控制系统，设置废水处理系统DCS控制远程站。脱硫废水处理的水质应达到国家《污水综合排放标准》( GB 8978 -1996)和伙电厂石灰石一石膏湿法脱硫废水水质控制指标》(DL /T 997 - 2006)中的相关要求。处理达标后的脱硫废水排污城市污水处理厂消化。

四、脱硫废水处理改造工程

1、工程拟建设场地、规模

杨柳青热电厂脱硫废水处理系统在原脱硫岛附近建设。建设场地范围内基本无建筑物，工程地质条件良好。根据杨柳青热电厂的实际情况，改扩建处理规模40m³/h的脱硫废水处理系统，少量难以回用的高盐废水排往城市污水处理厂消化，预留末端高盐废水蒸发结晶固化处理接口。

2、工艺流程

本工艺设计具体流程如图3所示。

A、FGD旋流站来脱硫废水在脱硫废水池预沉，脱硫废水在池内进行折流前进缓冲，在前进过程中大部分悬浮物沉降下来，上清液通过废水泵送至新建的脱硫废水车间内的三联箱。废水池为一座，废水池内污泥每年进行一次人工清理。清理后污泥由汽车进行外运至垃圾填埋厂进行填埋。

B、废水进入三联箱后，在三联箱的中和箱中投加NaOH溶液，快速搅拌将pH调整为9～9.50，中和箱内出水自流入反应箱，在反应箱投加有机硫将不能以氢氧化物形式沉淀的残余重金属以硫化物的形式沉淀出去，反应箱出水进入絮凝箱，在絮凝箱内投加助凝剂，在低转速搅拌下进行絮凝反应，促进絮体进一步长大。

C、絮凝箱出水自流进入澄清器，在澄清器内絮体进一步长大，并通过上部斜板进行沉淀分离，上部清水经加酸调节pH至中性后自流进入清水池。澄清池底部污泥部分通过污泥输送泵送至压滤机，经压滤机脱水后污泥送至填埋场进行安全填埋，滤液进入泵坑，由坑泵打入废水预沉池。

D、清水池内清水由清水泵输送至高盐废水浓缩系统预处理入口。本方案中的加药系统均为PLC控制的自动投加设备。NaOH自动加药系统包括3m³NaOH溶液箱1台。

五、构筑物及设备材料

脱硫废水处理系统建筑工程包括分别脱硫废水处理车间1座、废水池1座、清水池1座、澄清器基础和地基处理。主要设备包括废水泵、中和箱、反应箱、絮凝箱、澄清器、污泥输送泵、清水泵、坑泵、杂用压缩空气罐、仪用压缩空气罐、板框压滤机、积水盘、压滤机冲洗水箱、高压清洗水泵、污泥挡板、NaOH加药装置、盐酸加药装置、酸雾吸收器、有机硫加药装置、凝聚剂加药装置、凝聚剂卸药泵、助凝剂加药装置、气动阀门及配件、手动阀门、管道系统、油漆保温及其他、平台支吊架和电动葫芦。

六、结语

通过该项目的实施，杨柳青热电厂不再向周围水体排放脱硫废水，环境和社会效益非常明显。获得良好的社会效益、环境效益和经济效益。同时，为华能系统响应国家政策，推广火电厂节水与废水减量技改工程提供技术依据和示范案例。因此，杨柳青热电厂尽快实施脱硫废水处理改造工程，具有重要的战略意义和现实意义。

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