内蒙古国华呼伦贝尔发电有限公司石灰石-石膏湿法脱硫废水系统优化研究

摘要：内蒙古国华呼伦贝尔发电有限公司2×600 MW机组是我国安装在纬度最高、气候最寒冷地区的空冷机组，年度最低环境温度可达-53.1 ℃。2016年，公司两台机组分别进行了超低排放改造并于同年顺利通过超低排放竣工验收。自2010年投产以来，公司脱硫废水处理系统一直处于高负载运行状态，设备老化情况严重，运行成本较高，设备维护量大。针对以上问题，2019年内蒙古国华呼伦贝尔发电有限公司进行了脱硫废水处理系统的升级改造，通过加装自动加药装置、高低压泵改造、真空皮带脱水机代替板框式压滤机压泥等方式全面优化脱硫废水处理系统，取得了良好的经济效益和环保效益。

关键词：600 MW机组;脱硫废水系统;自动加药装置;COD;系统优化

0 引言

内蒙古国华呼伦贝尔发电有限公司（以下简称国华呼贝）脱硫废水处理系统的废水固含量高达6%～8%，脱硫废水处理系统所属设备常年高负载运行，造成脱硫废水处理系统进水悬浮物、重金属等含量超标，导致设备出现老化、腐蚀等问题。同时，在呼伦贝尔市环保局下发的排污许可证中，对脱硫废水的总汞、总镉、pH值、总铅、化学需氧量、悬浮物许可排放浓度限值提出要求，根据目前脱硫废水现状及上述要求，国华呼贝通过系统改造和优化，实现脱硫废水处理系统的安全、高效运行，并达到《火电厂石灰石-石膏湿法脱硫废水水质控制指标》（DL/T 997—2006）要求，保证了脱硫废水处理系统的安全、高效、长周期运行，具有良好的社会效益和环境效益。

1 脱硫废水系统概况

国华呼贝2台机组公用1套15 m3/h处理能力的脱硫废水处理系统，主要采用传统的三联箱技术，脱硫废水通过中和（碱化）、沉降、絮凝处理后，经澄清器进行浓缩，将废水中的清水排至出水池内，再经pH调节后达到国家二级排放标准。经澄清器浓缩后的污泥送至板框压滤机脱水，压成泥饼后运送至灰场掩埋。脱硫废水处理系统包括废水处理系统、化学药品储存加药系统、污泥处理系统等3部分，其中化学药品储存加药系统包括石灰乳加药系统（至中和箱）、有机硫化物加药系统（至沉降箱）、FeClSO4加药系统（至絮凝箱）、助凝剂加药系统（至絮凝箱）、盐酸加药系统（至出水池）。

2 脱硫废水系统存在的问题

2.1    废水处理系统

国华呼贝脱硫废水处理系统的废水固含量高达6%～8%，导致脱硫废水处理系统进水悬浮物含量过高，已经造成三联箱内部衬塑腐蚀脱落、澄清器中心桶变形、澄清器减速机有异音等缺陷。此外，高低压泵采用立式螺杆泵，污泥池内部含固量高、阻力大，经常造成高低压给料泵机械密封频繁泄漏、出口管路堵塞、搅拌器叶片腐蚀脱落等，导致设备维护工作量极大，严重影响了脱硫废水系统的运行稳定性。

2.2    污泥脱水系统

污泥脱水系统主要由高压水泵及板框式压滤机滤板组成，其中板框式压滤机滤板已有多块变形，滤布破损，板框式压滤机油站低压泵出力不足，造成板框式压滤机设备运行不稳定。板框式压滤机配置仅1台，一旦板框式压滤机出现故障或进行定期检修，會导致脱硫废水系统不能正常压泥，吸收塔存在氯离子升高的风险，对脱硫系统设备使用寿命造成严重影响。

2.3    化学加药系统

脱硫废水加药系统所需药剂有机硫、硫酸氯化铁以及助凝剂溶液的物理性质比较黏稠，且均具有一定的腐蚀性和刺激性，一旦结晶会引起泵或管路堵塞，极易导致泄漏，进而造成无法将药剂输送至三联箱。此外，药剂反应受水质、水量变化的制约，短时间内难以通过人工加药调整达到废水排放要求，系统缺点较为明显。

综上，脱硫废水系统自投运以来，设备故障率较高，严重影响脱硫废水系统的稳定性，脱硫废水系统一旦停运，吸收塔中的氯离子将升高，对整个脱硫系统的吸收塔设备造成严重腐蚀，影响设备使用寿命，甚至面临环保超标、机组停运的风险，因此脱硫废水系统优化改造已经迫在眉睫。

3 脱硫废水系统优化与改造

3.1    脱硫废水三联箱加药系统改造

传统的废水处置方式通过加药泵将石灰乳、有机硫化物、FeClSO4加入到三联箱中，对废水进行中和、絮凝、沉降处理，从而达到废水达标目的，缺点是所加药的种类较多，造成人力、物力损失较大，此外药剂特性极易腐蚀加药泵，管道容易堵塞。PMC高分子团簇药剂是国内一种新型的废水处置药剂，国华呼贝根据自身设备特点，利用PMC高分子团簇药剂与原有的三联箱技术相结合，在三联箱的絮凝箱上方加装自动加药装置，通过整合原有5种药剂进行优化，只需添加一种干粉药剂替代一步完成混凝、絮凝，而无需配置溶液，以满足脱硫废水系统长期稳定运行，且出水满足排污许可证中对各监测参数的限值要求，解决了加药系统设备繁杂、管道堵塞、加药种类多等问题，并增加了系统冗余性。另外，为保证废水在反应器中充分反应，将中和箱及絮凝箱搅拌器更换为高速搅拌器，在中和箱中加装曝气系统，以防止淤泥沉降堵塞，加快絮凝过程，使絮凝分离效果更好。PMC高分子团簇药剂的应用，缩短了废水在处理构筑物中的停留时间，提高了脱硫废水系统的处理效率，减少了原加药系统运行时间，节约运行成本，极大地减少了设备维护量。最重要的是，该药剂的应用无需盐酸加药存储系统，减少了电厂的一个危险源，消除了安全隐患。

3.2    软管泵在脱硫废水系统中的应用

脱硫废水高低压泵采用螺杆式立式泵，用于将污泥池废水输送至板框式压滤机进行压泥。运行过程中，脱硫废水对螺杆泵内部定子、转子腐蚀较大，脱硫废水含固量大，高低压泵采用立式泵，造成运行过程中振动较大，不能正常输送污泥，导致脱硫废水系统无法正常运行。此外，高低压螺杆泵扬程不能满足介质的远距离输送要求，从而导致无法将脱硫废水污泥输送至真空皮带脱水机处（国华呼贝的真空皮带脱水机在工艺楼，距离脱硫废水系统约2 km），为保证系统能正常压泥，经专业讨论及系统内调研，决定采用卧式软管泵代替螺杆泵进行压泥，软管泵强大的干式自吸能力可以替代螺杆泵进行污泥输送，且避免了泵运行过程中的振动。软管泵的应用，减少了设备维护量，提高了设备稳定性，为后续真空皮带脱水机的压滤机改造做好准备工作。

3.3    将脱硫废水污泥输送至真空皮带给料机

脱硫废水系统的板框式压滤机设备老化，且板框压滤机造价较高，在基建时并未设置备用板框式压滤机，板框式压滤机机械部件较为复杂，经常出现卡涩现象，且液压缸压力较高，一旦发生泄漏会造成不可估量的损失，一旦板框压滤机出现问题，将会导致废水系统无法压泥，进而导致废水系统不能正常运行。国华呼贝借鉴其他厂经验，将脱硫废水系统的高低压泵出口母管至工艺楼石膏旋流站底流箱的入口管道对接，管道从脱硫废水系统经脱硫区域管廊至工艺楼石膏旋流站底流箱处，脱硫废水高低压泵出口母管及石膏旋流站底流箱进口管处分别加装隔离阀，将脱硫废水高低压泵出口与废水输送泵至三联箱入口三通处对接，将工艺楼废水输送泵出口与石膏旋流站至滤液水箱管道处对接，利用废水输送泵至脫硫废水三联箱管道进行污泥输送，作为脱硫废水高低压泵出口母管至工艺楼石膏旋流站底流箱入口管道的备用管道，板框式压滤机出现故障时，通过新铺设的脱硫废水高低压泵出口母管至工艺楼石膏旋流站底流箱入口管道，或脱硫废水高低压泵经过废水泵母管进入石膏旋流站底部，达到启动真空皮带脱水机代替板框压滤机进行脱水排泥的效果。

4 结语

国华呼贝通过以上多种方式的设备改造和优化，切实解决了脱硫废水处理系统设备运行存在的诸多问题，为保证脱硫废水系统悬浮物、重金属等污染物达标起到重要作用。截至目前，经过专业检测，脱硫废水处理装置2号澄清器出水的pH值为8.66（标准为6～9），悬浮物为53.4 mg/L（标准≤70 mg/L），COD为148 mg/L（标准≤150 mg/L），所测2号澄清器出水水质各项重要指标均达到要求，今后将对脱硫废水系统出水的后续处理进行进一步研究和完善。

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[3] 李新法，王祖涛.石灰石-石膏烟气湿法脱硫废水处理方式优化[J].华电技术，2011（5）：70-73.

收稿日期：2020-06-03

作者简介：孔骞（1989—），男，辽宁绥中人，工程师，研究方向：脱硫脱硝。