新型高效絮凝劑在脫硫廢水處理中的應(yīng)用

摘要：本文介紹了脫硫廢水處理的傳統(tǒng)方法，總結(jié)了這種處理方法的優(yōu)缺點(diǎn)，著重介紹了一種新型高效絮凝劑的作用原理和處理工藝流程以及這種高效絮凝劑，在徐州華潤電力有限公司脫硫廢水處理系統(tǒng)中的實(shí)際應(yīng)用和相關(guān)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。這種新型高效絮凝劑相對于傳統(tǒng)藥劑具有多種優(yōu)點(diǎn)，在脫硫廢水的處理上有著廣闊的應(yīng)用前景。

關(guān)鍵詞：脫硫廢水；工藝流程；應(yīng)用實(shí)驗(yàn)；水質(zhì)合格

石灰石—石膏濕法脫硫工藝因其技術(shù)成熟、脫硫效率高、吸收劑分布廣泛、易得而被我國大多數(shù)火電企業(yè)煙氣脫硫系統(tǒng)采用。然而，采用這種工藝的脫硫系統(tǒng)為了維持吸收塔內(nèi)化學(xué)反應(yīng)的平衡，防止?jié){液中氯離子濃度超限，保證石膏的脫水效果，必須排放一定量的脫硫廢水。脫硫廢水來自石膏脫水系統(tǒng)，其中，主要成分包括懸浮物、過飽和的亞硫酸鹽、硫酸鹽、氯離子以及重金屬等雜質(zhì)。另外，脫硫廢水受燃煤品種、脫硫工藝、吸收劑等多種因素影響，水質(zhì)變化較大。因此，脫硫廢水的處理問題一直是困擾技術(shù)人員的難題。近年來，一種新型高效絮凝劑開始在脫硫廢水處理上應(yīng)用，給解決這個(gè)難題帶來了新的選擇。

1 脫硫廢水處理的傳統(tǒng)工藝

濕法脫硫系統(tǒng)廢水處理一般采用經(jīng)典的三聯(lián)箱加澄清器處理工藝。脫硫廢水首先經(jīng)過中和（堿化）、沉降、絮凝處理后，再經(jīng)過澄清器濃縮、出水箱內(nèi) pH 調(diào)整達(dá)標(biāo)后，接入電廠工業(yè)廢水處理站。廢水處理產(chǎn)生的污泥在澄清器濃縮后經(jīng)板框壓濾機(jī)脫水，壓成泥餅運(yùn)走。工藝流程如圖 1 所示。

經(jīng)典的三聯(lián)箱加澄清器處理工藝，雖然技術(shù)成熟，但是，缺點(diǎn)也很明顯：

（1）流程復(fù)雜，設(shè)備一次性投資大，運(yùn)行和維護(hù)成本高。

（2）藥劑種類多，人工接卸、存儲(chǔ)、添加藥劑等工作量大，存在安全風(fēng)險(xiǎn)。

（3）廢水處理量較小，出水水質(zhì)不穩(wěn)定，藥劑品種多，控制條件復(fù)雜。

2 高效絮凝劑的處理工藝

2.1 高效絮凝劑的處理原理

某品牌新型高效絮凝劑為淡黃色粉末狀物質(zhì)，具有較好的流動(dòng)性。該高效絮凝劑是在引進(jìn)國外先進(jìn)技術(shù)的基礎(chǔ)上，以稀有的非金屬礦物質(zhì)為原料研發(fā)生產(chǎn)的一種促進(jìn)生態(tài)平衡的環(huán)保新型吸附材料，對脫硫廢水中的懸浮物、重金屬等有害物質(zhì)有很強(qiáng)的去除功效，具有藥劑用量少、吸附沉降速度快、絮凝物中的有害物質(zhì)不易釋放、污泥易于脫水等優(yōu)點(diǎn)。同時(shí)，由于高效絮凝劑的生產(chǎn)原料是非金屬礦物質(zhì)，不與脫硫廢水產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，不會(huì)造成二次污染。高效絮凝劑采用了網(wǎng)狀多級捕捉技術(shù)，突破了傳統(tǒng)藥劑聚丙烯酰胺鏈狀捕捉的瓶頸，大大提高了絮凝效果。聚丙烯酰胺鏈狀捕捉原理和高效絮凝劑網(wǎng)狀捕捉原理如圖 2、圖 3 所示。

2.2 使用高效絮凝劑的工藝流程

在經(jīng)典的三聯(lián)箱廢水處理系統(tǒng)上使用高效絮凝劑，只需要對原有的三聯(lián)箱進(jìn)行微小的技術(shù)改造，就可以滿足工藝要求。在脫硫廢水三聯(lián)箱上部設(shè)置高效絮凝劑加藥機(jī)，就地設(shè)置變頻控制器進(jìn)行就地控制或?qū)⒖刂菩盘柦尤朊摿蚩刂剖疫M(jìn)行遠(yuǎn)方控制。將高效絮凝劑加入加藥機(jī)料倉內(nèi)，通過調(diào)節(jié)加藥機(jī)轉(zhuǎn)速來調(diào)節(jié)加藥量，運(yùn)行人員可根據(jù)廢水流量以及出水箱水質(zhì)的變化來控制加藥量。使用高效絮凝劑的工藝流程如圖 4 所示。

高效絮凝劑加入中和箱后，通過高速攪拌和紊流增強(qiáng)與脫硫廢水進(jìn)行充分混合，能夠迅速吸附廢水中的多種污染物并形成礬花，反應(yīng)時(shí)間只需 1 ～ 3 分鐘，吸附效率高，固液分離快。吸附污染物后的礬花通過吸附電中和、吸附架橋、壓縮雙電層、網(wǎng)捕等機(jī)理，使產(chǎn)生的礬花迅速長大，絮凝時(shí)間很短。形成的礬花絮體具有較大比重和較緊密的狀態(tài)，能夠迅速沉淀，并有利于使用板框壓濾機(jī)脫水。廢水經(jīng)三聯(lián)箱出口管道自流至澄清器中，大分子的絮凝體逐漸沉淀于底部，經(jīng)底部回流的部分污泥返回三聯(lián)箱后，加快箱體內(nèi)的反應(yīng)沉淀速度，多余的污泥進(jìn)入板框壓濾機(jī)脫水后運(yùn)出廠外。澄清器內(nèi)的清水上升至頂部環(huán)形三角溢流堰自流至清水箱后，排至渣水系統(tǒng)進(jìn)行再利用。

3 高效絮凝劑應(yīng)用實(shí)驗(yàn)

3.1 實(shí)驗(yàn)?zāi)康募耙罁?jù)

為了驗(yàn)證高效絮凝劑在脫硫廢水處理系統(tǒng)中的實(shí)際應(yīng)用效果，依據(jù)《火電廠石灰石 / 石灰—石膏濕法煙氣脫硫系統(tǒng)運(yùn)行導(dǎo)則》DL/T 1149-2010 和《火電廠石灰石 - 石膏濕法脫硫廢水水質(zhì)控制指標(biāo)》 DL/T 997-2006 進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。

3.2 實(shí)驗(yàn)過程及結(jié)果

本次實(shí)驗(yàn)在徐州華潤電力有限公司二期脫硫進(jìn)行。為了能夠得到較為準(zhǔn)確和穩(wěn)定的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，本次試驗(yàn)共進(jìn)行了 7 天。根據(jù)不同的進(jìn)水量，調(diào)節(jié)不同的加藥量，觀察出水水質(zhì)變化，記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，如表 1 所示。

使用高效絮凝劑處理后的澄清器水質(zhì)對比圖片如圖 5 所示。

將使用高效絮凝劑處理前后的出水取樣后，送到專業(yè)機(jī)構(gòu)進(jìn)行檢測，檢測結(jié)果如表 2 所示。

從以上實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)來看 , 在處理不同廢水量的情況下，使用高效絮凝劑都能夠得到穩(wěn)定且水質(zhì)合格的出水。即使在最大設(shè)計(jì)處理量 25m3/h 情況下，出水水質(zhì)依然合格穩(wěn)定。查閱 PI 系統(tǒng)脫硫廢水處理的歷史數(shù)據(jù)，使用傳統(tǒng)藥劑，出水水質(zhì)波動(dòng)較大，穩(wěn)定的廢水處理量只能達(dá)到 10m3/h 左右，遠(yuǎn)達(dá)不到最大處理量 25m3/h 的設(shè)計(jì)出力。高效絮凝劑能夠大幅提高脫硫廢水的處理能力，有效降低出水濁度和出水重金屬含量。根據(jù)實(shí)驗(yàn)期間高效絮凝劑的使用量，初步測算使用費(fèi)用如下：兩臺(tái) 300MW 機(jī)組每天的廢水排放量約為100m3，高效絮凝劑投加量約為 30kg，藥劑單價(jià)約為 4.0萬元 / 噸，每天費(fèi)用約為 1200 元，每月的藥劑費(fèi)用約為3.6 萬元。如采用傳統(tǒng)藥劑，則每月約需消耗液堿、絮凝劑、助凝劑、有機(jī)硫、鹽酸等藥劑費(fèi)用總共約 4.7 萬元。高效絮凝劑的使用費(fèi)用低于傳統(tǒng)藥劑的綜合使用費(fèi)用。

4 結(jié)語

綠水青山，就是金山銀山！環(huán)境保護(hù)是造福子孫后代的大事，是促進(jìn)國家可持續(xù)發(fā)展的重要戰(zhàn)略。新型高效絮凝劑具有藥劑運(yùn)輸存儲(chǔ)安全、工藝流程簡單、操作方便、水質(zhì)控制穩(wěn)定、綜合維護(hù)費(fèi)用低廉等優(yōu)點(diǎn)，可以替代傳統(tǒng)藥劑且不需對原有的脫硫廢水處理系統(tǒng)進(jìn)行大幅度技改，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，在脫硫廢水的處理上有著廣闊的應(yīng)用前景。

編輯：趙凡