陳守超

摘 要：介紹了電廠常見脫硫廢水處理系統(tǒng)的工作流程和流程優(yōu)化部分，總結(jié)了多個(gè)電廠脫硫廢水處理系統(tǒng)曝氣裝置的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，提出了脫硫廢水處理系統(tǒng)曝氣裝置設(shè)計(jì)優(yōu)化的關(guān)鍵細(xì)節(jié)。該方案已經(jīng)在多個(gè)電廠投入運(yùn)行，且運(yùn)行穩(wěn)定、效果明顯，可為相關(guān)單位的火電廠脫硫廢水處理系統(tǒng)設(shè)計(jì)提供參考。

關(guān)鍵詞：脫硫廢水處理系統(tǒng)；曝氣裝置；污泥螺桿泵；脫硫?yàn)V液池

中圖分類號(hào)：X703 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.08.120

隨著我國(guó)火電裝機(jī)容量的不斷增加，火電廠SO2的排放量也隨之增加，由此造成的大氣污染日趨嚴(yán)重，采取脫硫措施已迫在眉睫。目前，我國(guó)的火電廠已基本配置了鍋爐煙氣濕法脫硫（石灰石/石膏法）裝置，然而，在脫硫過程中，為了維持脫硫裝置漿液循環(huán)系統(tǒng)物質(zhì)的平衡，防止煙氣中可溶部分（氯）的濃度超過規(guī)定值和保證石膏質(zhì)量，必須從系統(tǒng)中排放一定量的廢水，即脫硫廢水。雖然脫硫廢水處理系統(tǒng)在很多電廠并沒有長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行，但隨著環(huán)境問題日益加重，長(zhǎng)期運(yùn)行脫硫廢水系統(tǒng)勢(shì)在必行。因此，脫硫廢水處理的重要性是不容忽視的，而曝氣裝置是脫硫廢水處理系統(tǒng)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。很多電廠曝氣裝置的運(yùn)行效果一般，這主要是因?yàn)樵O(shè)計(jì)存在問題，一般的設(shè)計(jì)人員只按設(shè)計(jì)規(guī)范設(shè)計(jì)，而沒有真正從現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際運(yùn)行情況考慮系統(tǒng)設(shè)計(jì)的優(yōu)化問題。

1 脫硫廢水處理系統(tǒng)的工藝流程

脫硫廢水處理系統(tǒng)的工藝流程如圖1所示。

圖1 脫硫廢水處理系統(tǒng)的工藝流程圖

1.1 脫硫廢水處理系統(tǒng)工藝流程介紹

由圖1可知，該系統(tǒng)由廢水處理、污泥脫水和化學(xué)加藥三部分組成。其中，廢水處理系統(tǒng)由廢水調(diào)節(jié)曝氣池、三聯(lián)箱（中和箱、沉降箱和絮凝箱）、澄清池和清水箱等組成；污泥脫水系統(tǒng)由污泥螺桿泵和箱式板框壓濾機(jī)等配套組成；化學(xué)加藥系統(tǒng)由石灰乳加藥系統(tǒng)、有機(jī)硫加藥系統(tǒng)、絮凝劑加藥系統(tǒng)和助凝劑加藥系統(tǒng)四部分組成。

1.2 脫硫廢水系統(tǒng)工藝流程優(yōu)化

1.2.1 增加預(yù)沉池

正常情況下，脫硫廢水首先進(jìn)入廢水調(diào)節(jié)曝氣池。根據(jù)電廠廢水含固率情況，如果脫硫廢水含固率高于1.5%（干基），則需要在曝氣池前增加一個(gè)廢水預(yù)沉池，使廢水進(jìn)行初步預(yù)沉，沉降到底部的污泥通過螺桿泵打回脫硫?yàn)V液池，最終進(jìn)入吸收塔；上部溢流出的廢水再次進(jìn)入曝氣池，這樣可將廢水的含固率降低至1%（干基）以下，從而有效減輕廢水在三聯(lián)箱的處理負(fù)荷，同時(shí)，也可以保證有效的曝氣效果和出水水質(zhì)。

1.2.2 增加石灰乳計(jì)量箱

當(dāng)石灰乳制備箱出現(xiàn)以下情況時(shí)，建議增加一個(gè)石灰乳計(jì)量箱：①石灰乳制備箱容積過小，導(dǎo)致無法及時(shí)滿足配置和供應(yīng)石灰乳的需要；②石灰乳制備箱溶解能力下降，容易出現(xiàn)堵塞時(shí)。此外，石灰乳計(jì)量箱可有效稀釋和溶解石灰乳，使石灰乳的濃度趨于穩(wěn)定，不會(huì)導(dǎo)致中和箱的pH值產(chǎn)生較大波動(dòng)。

增加預(yù)沉池和石灰乳計(jì)量箱會(huì)導(dǎo)致成本增加，但可有效降低脫硫廢水處理系統(tǒng)的運(yùn)行負(fù)荷，同時(shí)，使系統(tǒng)運(yùn)行更穩(wěn)定、效果更明顯。

2 曝氣裝置

2.1 曝氣裝置的作用

脫硫廢水處理系統(tǒng)曝氣裝置有2個(gè)作用：①攪拌作用。防止廢水中的懸浮物、泥漿等固體物質(zhì)沉降至底部堵塞曝氣孔。②曝氣通入的空氣與廢水充分接觸，能氧化水中的亞硫酸鹽和有機(jī)物，從而降低系統(tǒng)出水的COD指標(biāo)。同時(shí)，使用曝氣裝置比使用氧化箱的成本低，且曝氣池可存儲(chǔ)廢水，處理廢水處時(shí)流量穩(wěn)定。因此，曝氣裝置是該系統(tǒng)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

2.2 曝氣裝置的管道布置和孔徑要求

曝氣池內(nèi)的曝氣管道一般為UPVC管，安裝后用防腐的水泥壓塊壓住。曝氣管一般分成最外圍的輸氣管道和內(nèi)部的曝氣管道兩種，輸氣管道不能開孔，曝氣管道開曝氣孔，可現(xiàn)場(chǎng)制作。內(nèi)部管道根據(jù)池子的結(jié)構(gòu)布置，應(yīng)符合一定的安裝標(biāo)準(zhǔn)。如果只安轉(zhuǎn)1根進(jìn)氣管，則會(huì)導(dǎo)致曝氣不均勻，同時(shí)，曝氣孔的孔徑也不能太大，一般采取?5或?6即可。

江蘇常熟電廠2×1 000 MW機(jī)組煙氣脫硫工程脫硫廢水處理系統(tǒng)曝氣裝置只有一根進(jìn)氣管，且曝氣池不規(guī)則，池子面積為78.6 m2，池深5 m，曝氣孔孔徑為?10，采用羅茨風(fēng)機(jī)供氣。這樣的設(shè)計(jì)方式導(dǎo)致進(jìn)氣管前端部分的曝氣量過大，而后部沒有氣源，導(dǎo)致曝氣不均勻、效果較差，其原因有2點(diǎn)：①曝氣孔孔徑過大，氣源從前端部分全部流出；②池子不規(guī)則，且面積較大，應(yīng)布置2根進(jìn)氣管，同時(shí)，需要在每根進(jìn)氣管上裝閥門，便于調(diào)節(jié)進(jìn)氣量。

3 部分電廠曝氣裝置的運(yùn)行情況

以上提到的常熟電廠曝氣裝置的設(shè)計(jì)不合理，導(dǎo)致曝氣效果不好，影響出水COD指標(biāo)，會(huì)導(dǎo)致污泥沉積底部堵塞曝氣孔。

廣東韶關(guān)電廠2×300 MW+2×660 MW機(jī)組煙氣脫硫工程脫硫廢水處理系統(tǒng)曝氣裝置的曝氣孔孔徑為?6，池子形狀規(guī)則，面積為117.6 m2，池深5 m，只有1根進(jìn)氣管，采用羅茨風(fēng)機(jī)供氣，導(dǎo)致曝氣前端曝氣量大，后端很小，最終導(dǎo)致曝氣不均勻。改造后，將進(jìn)氣管改為3根，從3個(gè)方向進(jìn)氣，且每根

進(jìn)氣管上都裝有閥門，整個(gè)曝氣裝置的運(yùn)行效果良好。

河南新鄉(xiāng)電廠2×300 MW機(jī)組煙氣脫硫工程脫硫廢水處理系統(tǒng)曝氣裝置的曝氣孔孔徑為?6，池子形狀規(guī)則，面積為25.2 m2，池深3 m，只有1根進(jìn)氣管，采用壓縮空氣供氣，運(yùn)行效果良好。

安徽田集電廠2×660 MW機(jī)組煙氣脫硫工程脫硫廢水處理系統(tǒng)曝氣裝置的曝氣孔孔徑為?5，池子形狀不規(guī)則，面積37.4 m2，池深4.5 m，配有2根進(jìn)氣管，采用羅茨風(fēng)機(jī)供氣，運(yùn)行效果良好。

通過以上電廠曝氣裝置的實(shí)際設(shè)計(jì)情況得知：常熟電廠和新鄉(xiāng)電廠都采用1根進(jìn)氣管，新鄉(xiāng)電廠能正常運(yùn)行，而常熟電廠無法正常能運(yùn)行；田集電廠采用2根進(jìn)氣管可正常運(yùn)行；韶關(guān)電廠采用3根進(jìn)氣管可正常運(yùn)行。因此，在保證氣量的情況下，進(jìn)氣管的數(shù)量會(huì)直接影響曝氣效果。

4 結(jié)束語

為了使電廠脫硫廢水處理系統(tǒng)可正常運(yùn)行，出水COD指標(biāo)正常穩(wěn)定，曝氣池內(nèi)的污泥不堵塞曝氣孔，需要曝氣池形狀規(guī)則、面積>30 m2，且至少需要2根進(jìn)氣管。如果曝氣池形狀不規(guī)則、面積>25 m2，則至少需要2根進(jìn)氣管；如果曝氣池形狀規(guī)則、面積>100 m2，則至少需要3根進(jìn)氣管；如果池子不規(guī)則、面積較大，則需要根據(jù)具體形狀安排進(jìn)氣管，且每根進(jìn)氣管都應(yīng)按裝閥門，以便調(diào)節(jié)各管道的進(jìn)氣量。此外，曝氣孔的孔徑都應(yīng)為?5或?6。

近年來，隨著國(guó)家對(duì)環(huán)保的日益重視，火電廠濕法脫硫系統(tǒng)整體的運(yùn)維水平有了較大的提高，但脫硫廢水處理仍是電廠的薄弱環(huán)節(jié)。因此，保證脫硫廢水處理系統(tǒng)的正常運(yùn)行至關(guān)重要。本文提到的問題是廢水系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的通病，優(yōu)化方案已在多個(gè)脫硫廢水處理工程中得到較好的應(yīng)用，且效果良好，可為同類型火電廠脫硫廢水處理系統(tǒng)提供借鑒。

參考文獻(xiàn)

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〔編輯：張思楠〕