楊柳青熱電廠脫硫廢水處理改造方案研究
摘要：根據現有的脫硫廢水處理系統設施、工藝等情況，進行脫硫廢水處理系統工藝技術及工程方案選擇。通過實施脫硫廢水處理改造工程，楊柳青熱電廠可大幅降低廢水產生量，少量難以回用的高含鹽廢水排往城市污水處理廠，同時不再向周邊水體排放廢水，具有良好的社會效益和環境效益。
關鍵詞：脫硫廢水;改造方案;達標排放
1概述
天津華能楊柳青熱電有限責任公司現役機組為4x300M燃煤發電機組，其中三期2臺300M抽汽供熱燃煤機組分別于1998年12月和1999年9月投產發電，四期2臺300M燃煤機組分別于2006年和2007年投入商業運行。
楊柳青熱電廠脫硫廢水處理系統由于長期運行，設備老化，脫水機等設備無法正常運行。2016年6月，電廠4臺機組超凈排放改造全部完成，實際運行中存在系統出力不足問題，不能滿足超凈排放改造后的脫硫廢水處理需求。脫硫廢水中的懸浮物、重金屬離子、氟離子、COD等含量較高，呈弱酸性、成分復雜、污染物質多，直接排放存在嚴重的環保風險。因此，為保證脫硫廢水全部達標排放，需要對現有的脫硫廢水處理系統立即整改。目前國內主要采用三聯箱沉淀處理脫硫廢水，具有操作簡單、運行費用低的優點，本文在原有脫硫廢水三聯箱沉淀處理系統基礎上進行改造研究，充分利舊結合新工藝應用，以降低投入。
2脫硫用水系統
楊柳青熱電廠采用石灰石-石膏濕法煙氣脫硫工藝，按照一爐一塔方式建造脫硫設施，脫硫效率不小于95%。系統用水水源為綜合泵房工業水泵來中水，脫硫用水系統(見圖1)主要由工業設備冷卻水、工藝用水、脫硫廢水構成。工藝用水包含石灰石漿液制備用水、除霧器沖洗用水及所有漿液輸送設備、輸送管路的沖洗水，其中除霧器沖洗水使用后直接補入吸收塔，其他沖洗水收集至吸收塔內。
目前楊柳青熱電廠的脫硫廢水排至廢水收集池后，通過排水泵排至地溝，然后由地溝自流至三泵站廢水池，F有脫硫廢水處理系統設計出力25m3/h，采用三聯箱處理工藝。但由于長期運行，設備老化，脫水機等設備無法正常運行。另外，2016年6月，楊柳青熱電廠4臺機組超凈排放改造全部完成，脫硫廢水量為30m3/h，實際運行中存在脫硫廢水處理系統出力不足的問題。而脫硫廢水中的重金屬離子、氟離子、COD等含量較高，不經處理直接排放存在嚴重的環保風險。因此，為保證脫硫廢水全部達標排放，需對脫硫廢水處理系統進行升級改造。
3工藝技術方案
3.1脫硫廢水水質
根據長期排放檢測，楊柳青熱電廠脫硫廢水主要水質指標見表1。
3.2技術路線
目前楊柳青熱電廠原有的脫硫廢水處理系統設備運行不正常，且超凈排放改造后，系統設計出力不能滿足脫硫廢水處理需求。因此，需改擴建一套40m3/h處理規模的脫硫廢水處理系統，達標處理后的脫硫廢水排往城市污水處理廠消化。
3.3脫硫廢水處理系統改造工藝技術方案
楊柳青熱電廠原有脫硫廢水處理系統，設計出力25m3/h，工藝流程見圖2。
但由于該系統已投運多年，配套設備故障較多，系統無法正常運行，且系統出力不足。脫硫廢水中的重金屬離子、氟離子、COD等含量均較高，不能滿足環保排放要求。另外，按照相關要求，脫硫廢水必須處理達標后才能排放處置。因此，電廠迫切需要新建一套脫硫廢水處理系統。
楊柳青熱電廠三、四期工程脫硫系統的總補水量為287m3/h，脫硫廢水總量為15m3/h。實施全廠節水與廢水減量改造工程后，濕法煙氣脫硫系統的補充水將由中水改為循環水排污水，脫硫廢水排放量會有所增大，預計為30m3/h。根據全廠節水與廢水減量技術方案，考慮一定設計余量，電廠在充分利舊的基礎上，原址新建一套處理規模40m3/h的脫硫廢水處理系統，采用三聯箱式處理工藝。
脫硫裝置漿液內的水在不斷循環的過程中，會富集重金屬元素和Cl-等離子，一方面加速脫硫設備的腐蝕，另一方面影響石膏的品質，因此，脫硫裝置要排放一定量的廢水，進入脫硫廢水處理系統，經中和、反應、絮凝、沉淀和過濾等處理過程。濃縮池底部污泥經過脫水，形成泥餅外運專業處理。脫硫廢水處理系統接入脫硫島的DCS控制系統，設置廢水處理系統DCS控制遠程站。脫硫廢水處理的水質應達到國家《污水綜合排放標準》(GB8978-1996)和伙電廠石灰石一石膏濕法脫硫廢水水質控制指標》(DL/T997-2006)中的相關要求。處理達標后的脫硫廢水排污城市污水處理廠消化。
4脫硫廢水處理改造工程
4.1工程擬建設場地、規模
楊柳青熱電廠脫硫廢水處理系統在原脫硫島附近建設。建設場地范圍內基本無建筑物，工程地質條件良好。根據楊柳青熱電廠的實際情況，改擴建處理規模40m3/h的脫硫廢水處理系統，少量難以回用的高鹽廢水排往城市污水處理廠消化，預留末端高鹽廢水蒸發結晶固化處理接口。
4.2工藝流程
本工藝設計具體流程如圖3所示。
(1)FGD旋流站來脫硫廢水在脫硫廢水池預沉，脫硫廢水在池內進行折流前進緩沖，在前進過程中大部分懸浮物沉降下來，上清液通過廢水泵送至新建的脫硫廢水車間內的三聯箱。廢水池為一座，廢水池內污泥每年進行一次人工清理。清理后污泥由汽車進行外運至垃圾填埋廠進行填埋。
(2)廢水進入三聯箱后，在三聯箱的中和箱中投加NaOH溶液，快速攪拌將pH調整為9～9.50，中和箱內出水自流入反應箱，在反應箱投加有機硫將不能以氫氧化物形式沉淀的殘余重金屬以硫化物的形式沉淀出去，反應箱出水進入絮凝箱，在絮凝箱內投加助凝劑，在低轉速攪拌下進行絮凝反應，促進絮體進一步長大。
(3)絮凝箱出水自流進入澄清器，在澄清器內絮體進一步長大，并通過上部斜板進行沉淀分離，上部清水經加酸調節pH至中性后自流進入清水池。澄清池底部污泥部分通過污泥輸送泵送至壓濾機，經壓濾機脫水后污泥送至填埋場進行安全填埋，濾液進入泵坑，由坑泵打入廢水預沉池。
(4)清水池內清水由清水泵輸送至高鹽廢水濃縮系統預處理入口。本方案中的加藥系統均為PLC控制的自動投加設備。NaOH自動加藥系統包括3m3NaOH溶液箱1臺。
4.3構筑物及設備材料
脫硫廢水處理系統建筑工程包括分別脫硫廢水處理車間1座、廢水池1座、清水池1座、澄清器基礎和地基處理。主要設備包括廢水泵、中和箱、反應箱、絮凝箱、澄清器、污泥輸送泵、清水泵、坑泵、雜用壓縮空氣罐、儀用壓縮空氣罐、板框壓濾機、積水盤、
壓濾機沖洗水箱、高壓清洗水泵、污泥擋板、NaOH加藥裝置、鹽酸加藥裝置、酸霧吸收器、有機硫加藥裝置、凝聚劑加藥裝置、凝聚劑卸藥泵、助凝劑加藥裝置、氣動閥門及配件、手動閥門、管道系統、油漆保溫及其他、平臺支吊架和電動葫蘆。
5結語
通過該項目的實施，楊柳青熱電廠不再向周圍水體排放脫硫廢水，環境和社會效益非常明顯。獲得良好的社會效益、環境效益和經濟效益。同時，為華能系統響應國家政策，推廣火電廠節水與廢水減量技改工程提供技術依據和示范案例。因此，楊柳青熱電廠盡快實施脫硫廢水處理改造工程，具有重要的戰略意義和現實意義。
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