燃煤電廠脫硫廢水處理系統改造工藝方案對比分析

摘 要：為適應運行參數提升和環保要求的提高，國內某燃煤電廠對脫硫廢水的處理系統進行了工藝改造。本文對三種工藝方案進行了分析對比，認為以反滲透系統為核心工藝，采用兩級軟化加微濾工藝對廢水進行預處理的脫硫廢水資源化綜合利用工藝方案具有明顯優勢。

1 背景

某裝機容量為5000mw的燃煤電廠，采用石灰石-石膏濕法煙氣脫硫。為了進一步利用水資源和保護環境，順應日趨嚴格的環保政策，該廠結合脫硫系統現狀和脫硫廢水特性，優化脫硫廢水處理工藝方案，以達到脫硫廢水資源化綜合利用目的。

2 現有廢水處理系統

該廠現有脫硫廢水處理系統采用中和絮凝澄清工藝處理脫硫廢水，設計處理量為2×25m3/h。

2.1 系統出力偏低

隨著煤種及脫硫系統控制參數的變更，目前全廠脫硫廢水總量約90m3/h，原脫硫廢水處理系統出力已經不能滿足全廠的脫硫廢水處理要求。

2.2 污泥處理問題

原脫硫廢水處理系統設計澄清池排泥直接排至機組渣漿池，沒有污泥脫水系統。

2.3 后續末端廢水的處理

脫硫廢水含鹽量高，難以采用常規工藝進行處理實現綜合利用。

3 工藝技術方案對比選擇

3.1 方案及優缺點

3.1.1 方案一：脫硫廢水常規處理方案（圖1)

脫硫廢水經過預沉后進入廢水緩沖池，緩沖池設曝氣裝置，進行均質攪拌的同時也去除部分cod。絮凝沉淀反應器中首先投加石灰乳調節ph至9.0～9.5，接著投加重金屬沉淀劑有機硫，進一步去除重金屬離子，然后投加凝聚劑和絮凝劑，在低轉速下促進絮體進一步長大以便下一級澄清去除。絮凝沉淀反應器出水自流分兩列進入澄清器，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，上部清水進入清水池。

澄清器底部污泥回流至絮凝沉淀反應器作為絮凝反應的晶核，其余污泥輸送至污泥緩沖罐，經壓濾機脫水后，由電廠原有污泥干化系統處理后送至煤場摻燒。壓濾機濾液返回廢水緩沖池繼續處理。

優點：(1)工藝流程短，設備較少，運行檢修工作量小。(2)占地面積小，土建投資相對較小。(3)未投加軟化藥劑，泥渣量相對較小。

缺點：(1)水質還無法滿足后續蒸發結晶系統進水要求，需要進行進一步軟化處理。(2)出水水量并未減少，且廢水中含鹽量相對較低，如要進行蒸發結晶處理，還需要增加預處理設施和減量處理。

3.1.2 方案二：脫硫廢水零排放處理方案（圖2)

廢水緩沖池后增設一級軟化應箱在一級軟化反應箱投加ca(oh)2或naoh，進行攪拌反應生成mg(oh)2、caso4沉淀以降低脫硫廢水中的mg2+、so42-含量。澄清器出水進入二級軟化反應箱，投加na2co3，與脫硫廢水中的ca2+反應生成caco3沉淀，以降低脫硫廢水中的ca2+含量。

二級反應器出水自流進入澄清器進行固液分離，然后經過濾器過濾后進入蒸發結晶系統。加藥系統中ca(oh)2、na2co3設干粉貯存、藥液制備及投加裝置。ca(oh)2投加采用大流量循環管布置方式。

優點：(1)采取兩級軟化處理，系統出水可直接滿足蒸發結晶系統進水水質要求。(2)由于用有機硫沉淀重金屬的反應主要在第一級系統完成反應，第二級反應產生的碳酸鈣泥渣純度較高，除做脫水處理外，也可送至脫硫系統作為吸收劑回用。

缺點：(1)工藝流程較長，設備較多，運行檢修工作量大，土建投資較大。(2)兩級軟化后的脫硫廢水固液分離效果差，澄清器占地面積大。(3)需要投加大量軟化藥劑，運行成本較高。(4)脫硫廢水出水水量并未減少，且廢水中含鹽量相對較低，如直接進行蒸發結晶處理，需要進一步進行減量處理。

3.1.3 方案三：脫硫廢水資源化綜合利用工藝（圖3)

該方案以反滲透系統為核心工藝對脫硫廢水進行脫鹽減量處理，并對淡水進行回收利用。

優點：(1)兩級軟化大大降低了后續廢水減量和結晶系統結垢風險，微濾處理系統出水可直接滿足后續廢水減量系統進水水質要求。(2)反滲透系統回收率可以達到50%，可將最終產生的濃鹽水量降低50%，濃鹽水可直接進入電解制氯，可以大大降低后續系統的投資及運行費用。(3)反滲透系統產生的淡水約50m3/h可返回工業水或其他系統回收利用。(4)占地面積最小，自動化程度最高。(5)充分利用海邊電廠優勢，把脫硫廢水中的氯離子進行了資源化綜合利用。

缺點：(1)采用兩級反應加微濾工藝對脫硫廢水進行預處理在國內電力行業尚無成熟的工程經驗，因此在工程建設前必須就具體工藝設計參數進行進一步試驗驗證。(2)該方案需要投加大量軟化藥劑，運行成本較高。

3.2 方案比較

各方案主要特點比較如表1所示。

綜上所述，從各方案自動化程度、占地面積、系統最終排放物種類、資源化利用程度以及投資、運行費用比較，方案三均有較好的優勢。

4 結語

脫硫廢水處理系統改造需要考慮到設備基礎、占地面積、運行可靠性、水質要求等。綜合對比常規處理方案，零排放處理方案和資源化綜合利用工藝方案表明，以反滲透系統為核心工藝，采用兩級軟化加微濾工藝對脫硫廢水進行預處理的源化綜合利用工藝方案在自動化、資源利用和投資運行費用等方面均具有明顯優勢。