【摘要】火電廠濕法石灰石—石膏煙氣脫硫工藝產(chǎn)生的廢水經(jīng)處理后直接排放，造成環(huán)境污染和水資源浪費(fèi)。處理后的水質(zhì)達(dá)到回用標(biāo)準(zhǔn)，可回用至機(jī)組灰渣水一體化系統(tǒng)，但運(yùn)行中發(fā)現(xiàn)回用水量大，造成水平衡失調(diào)。處理后的脫硫廢水可以通過增加另一用戶的方式，回用至燃料沖洗水系統(tǒng)。經(jīng)試驗論證和運(yùn)行方式優(yōu)化調(diào)整后，達(dá)到脫硫廢水“零排放”要求，實現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)保效益雙贏。

【關(guān)鍵詞】脫硫廢水系統(tǒng)；回用；渣水一體化；燃料沖洗水；運(yùn)行優(yōu)化；零排放

引言

廣東粵電靖海發(fā)電有限公司一期1號、2號600MW超臨界燃煤發(fā)電機(jī)組，3號、4號1000MW超超臨界燃煤發(fā)電機(jī)組，總裝機(jī)容量為3200MW，同步建設(shè)煙氣脫硫裝置，脫硫工藝采用濕石灰石—石膏工藝，每爐一塔。隨著國家對環(huán)保的要求越來越高，特別針對企業(yè)廢水排放更加嚴(yán)格。廣東粵電靖海發(fā)電有限公司脫硫系統(tǒng)產(chǎn)生的廢水經(jīng)處理后達(dá)標(biāo)排放，一方面造成了水源的浪費(fèi)，破壞了整個脫硫系統(tǒng)的水平衡[1]，另一方面與公司提出的“廢水零排放”要求不符[2]，特別是當(dāng)脫硫廢水系統(tǒng)由于加藥故障或吸收塔需要連續(xù)排廢水的工況時[3]，雖經(jīng)脫硫廢水系統(tǒng)處理，但最終水質(zhì)仍達(dá)不到排放要求，造成水體污染，帶來環(huán)境問題，引起社會矛盾，給企業(yè)和諧發(fā)展帶來阻力[4]。

1、系統(tǒng)改造優(yōu)化

燃煤中含有的元素包括F、Cd、Hg、Pb、Ni、As、Se、Cr等，這些元素隨煙氣溶解進(jìn)入脫硫漿液中，在漿液反復(fù)循環(huán)使用中富集，脫硫用的石灰石中雜質(zhì)在吸收塔內(nèi)積累，最終形成濃度超過排放標(biāo)準(zhǔn)的廢水，為維持脫硫系統(tǒng)Cl-等的平衡，需要定時從吸收塔內(nèi)排出廢水。2×600MW機(jī)組和2×1000MW機(jī)組分別設(shè)置一套脫硫廢水系統(tǒng)，見圖1。兩套系統(tǒng)出力按機(jī)組FGD廢水總?cè)萘吭O(shè)計，分別為20m3/h和24m3/h。

經(jīng)脫硫廢水處理系統(tǒng)后，水中過飽和鹽類和重金屬離子會沉淀出來，通過澄清濃縮池將沉淀與水分離開，泥渣送入壓濾機(jī)處理[5]，清水排放值分別為：懸浮物<60mg/L，20℃的pH值為6～9，CODCr<90mg/L，BOD5<20mg/L，均達(dá)到廣東省DB44/26-2001《水污染排放限值》（DB44/26-2001）第二時段一級標(biāo)準(zhǔn)，說明達(dá)標(biāo)后的水質(zhì)可以再回用。

1.1脫硫廢水排放至灰渣系統(tǒng)

電廠除渣系統(tǒng)為閉路循環(huán)水力除渣，由沖洗水系統(tǒng)和灰渣處理系統(tǒng)組成?；以到y(tǒng)廢水直接送至渣水一體化系統(tǒng)，在渣水一體化系統(tǒng)經(jīng)沉淀、過濾等工序凈化后，輸入灰渣系統(tǒng)清水池。沖洗水泵從清水池取水后，出水分別送撈渣機(jī)、渣泵房、灰?guī)?、除塵器地面沖洗等。清水池補(bǔ)水包括渣水一體化系統(tǒng)回水池的回水、工業(yè)廢水處理系統(tǒng)最終中和池回用水和工業(yè)水系統(tǒng)的工業(yè)水。撈渣機(jī)、渣池、灰?guī)?、除塵器地面沖洗等排污水返回渣水一體化處理系統(tǒng)進(jìn)行處理。經(jīng)分析脫硫廢水處理后最終產(chǎn)生清水，水質(zhì)較好，因此將這部分水排入渣水一體化系統(tǒng)，經(jīng)進(jìn)一步沉淀、過濾后回用至灰渣沖洗水系統(tǒng)。脫硫廢水回用至渣水一體化系統(tǒng)后，一方面從源頭上杜絕廢水外排，另一方面脫硫廢水回用間接減少了清水池補(bǔ)水約40m3/h，降低機(jī)組水耗值。系統(tǒng)改造后，#1～#4機(jī)組脫硫廢水直接排放至#1、#2鍋爐渣水一體化系統(tǒng)中，通過清水池澄清后由鍋爐沖洗水泵供灰?guī)鞗_洗、撈渣機(jī)補(bǔ)水兩種用途，多余的廢水通過溢流口溢流至#1、#2機(jī)組排水槽，通過排水槽提升泵輸送至工業(yè)廢水站，在廢水站稀釋達(dá)標(biāo)后排放。目前的處理方式未能完全達(dá)到廢水零排放目標(biāo)。2013年環(huán)保驗收檢查期間將脫硫廢水回收到工業(yè)廢水系統(tǒng)后，水質(zhì)發(fā)生變化，針對這種情況，特在原有系統(tǒng)改造基礎(chǔ)上，增加一路處理后的脫硫廢水排至輸煤沖洗水系統(tǒng)。

1.2脫硫廢水排放至輸煤沖洗水系統(tǒng)

輸煤系統(tǒng)沖洗水泵房清水池經(jīng)沖洗水泵升壓后送至煤場和煤碼頭，供各系統(tǒng)噴淋沖洗及各轉(zhuǎn)運(yùn)站清洗地面使用。煤場四周設(shè)排水溝，雨水和含煤廢水排入煤場沉淀池，煤場、棧橋沖洗水經(jīng)收集后也排入煤場沉淀池。經(jīng)過初步沉淀后，煤場沉淀池上部清液送至工業(yè)廢水處理系統(tǒng)處理后回收利用[6]。煤場清水池補(bǔ)水來自兩個方面：工業(yè)廢水處理后的廢水回用水和工業(yè)水，見圖2。

為驗證脫硫廢水排至輸煤沖洗水系統(tǒng)的可行性，2014年6月11日在燃料#3圓形煤倉進(jìn)行煤場噴淋試驗。煤場整周有15個噴槍，其中煤場門口的3個噴槍因噴淋后直接排至門口水泥板上導(dǎo)致廢水流淌而不使用該3個噴槍，因此煤場有10個～12個噴槍可用。每個噴槍在燃料沖洗水泵開啟后流量可達(dá)29.8m3/h，10個噴槍每2min可達(dá)流量10m3。本次試驗中，打開一個噴槍噴3min，噴淋水量1.5m3，煤場檢查的情況為：a） 煤場平整煤堆（堆取料機(jī)采煤過的煤堆）在表面噴淋1.5m3水后，在煤層表面刮板刮過的溝痕中形成局部水流，但經(jīng)過5min后，水流長度約10m～15m后水滲透進(jìn)入煤層；b） 山丘狀的煤堆表面噴淋水量1.5m3后，觀察煤層表面，發(fā)現(xiàn)噴淋的水未形成水流現(xiàn)象，直接滲透進(jìn)入煤層。

1.2.1煤場接收廢水的可行性a） 理論計算：煤場直徑120m，計算煤場煤堆積表面積約10000m2，煤場每日接收噴淋水80m3，煤場表層滲透進(jìn)入煤層水的厚度為8mm；每日每個煤場日上煤6750t，80m3噴淋水如均勻摻入燃煤中，則燃煤水分增加1.12%，不會造成燃煤水分過大成為煤漿狀。因此理論上，煤場噴灑水時可行的；b） 試驗狀況：結(jié)合試驗狀況，根據(jù)以上估算，在2h內(nèi)煤場噴槍噴淋一次，消耗用水10m3，每天應(yīng)可以接收約80m3廢水，該部分廢水分時段噴灑進(jìn)入煤場內(nèi)，在24h內(nèi)，該部分水會逐漸滲透進(jìn)入煤層，并有部分水經(jīng)過堆取料機(jī)輸送至鍋爐原煤斗、制粉系統(tǒng)內(nèi)，最終進(jìn)入爐膛燃燒，因此煤場接收廢水是可行的。

1.2.2脫硫廢水排入燃料沉淀池的可行性，經(jīng)統(tǒng)計，目前#1、#2機(jī)組脫硫廢水日排放量79m3/d，#3、#4機(jī)組脫硫廢水日排放量為134m3/d，則#1～#4機(jī)組脫硫廢水總排放量為213m3/d，除去灰?guī)?、撈渣機(jī)用水量40m3/d，日需排放至燃料沉淀池的水量為173m3/d，該廠共有4個煤場，平均每個煤場需接收43.25m3/d的脫硫廢水排放量。燃料沉淀池處理系統(tǒng)每日處理水量不低于200m3/d，系統(tǒng)每個煤水凈化器處理量設(shè)計為100m3/h，共兩個凈化器，實際處理量為100m3/h×2=200m/h。因此該部分廢水可以通過沉淀池處理。通過兩次改造和優(yōu)化，新增加#1～#4機(jī)組脫硫廢水系統(tǒng)的兩個用戶，分別為渣水一體化系統(tǒng)和輸煤沖洗水系統(tǒng)，并在兩條管線分別設(shè)置閥門，方便運(yùn)行人員切換，如圖3。

2、脫硫廢水運(yùn)行方式優(yōu)化

#1～#4機(jī)組脫硫廢水改造后，需要適當(dāng)調(diào)整廢水系統(tǒng)運(yùn)行方式，調(diào)整如下：

a）600MW機(jī)組、1000MW機(jī)組脫硫廢水系統(tǒng)運(yùn)行時，廢水直接排入燃料沉淀池內(nèi)；當(dāng)接到燃料沉淀池已滿水、需停止排放的通知后，兩套脫硫廢水系統(tǒng)開啟旁路系統(tǒng)，排放至渣水一體化清水池緩沖，處理結(jié)束后，再輸送至燃料沉淀池；

b）運(yùn)行部控制每日#1～#4機(jī)組總廢水量正常情況下不超過300 t/d，并規(guī)定每月單日投運(yùn)脫硫廢水系統(tǒng)，雙日停運(yùn)系統(tǒng)進(jìn)行壓泥操作；

c） 渣水一體化溢流至機(jī)組排水槽廢水，經(jīng)過工業(yè)廢水站處理后不允許外排，直接輸送至#1、#2機(jī)組和#3、#4機(jī)組工藝水箱內(nèi)；

d）定期由脫硫廢水向渣水一體化系統(tǒng)內(nèi)排水作為補(bǔ)水用，渣水一體化用水供給#1、#2爐撈渣機(jī)、灰?guī)鞗_洗用水，每周統(tǒng)計一次廢水系統(tǒng)水平衡報表。

e）燃料部制定圓形煤倉噴淋定期工作，每日消耗300m3/d水量（日均每個煤倉75m3/d），采用定時噴淋方式，每2h噴淋一次，每次噴淋流量40（平均每個煤倉10m3，如沉淀池水量過多時可以增加噴淋量）；

f）環(huán)保專責(zé)每周檢查廢水系統(tǒng)的實際運(yùn)行狀況，發(fā)現(xiàn)廢水有外排、溢流現(xiàn)象要及時通報相關(guān)部門處理。

3、結(jié)語

經(jīng)過兩次系統(tǒng)改造和脫硫廢水系統(tǒng)運(yùn)行方式優(yōu)化調(diào)整后，實現(xiàn)脫硫廢水“零排放”的目的，節(jié)約水資源，保證脫硫系統(tǒng)吸收塔內(nèi)漿液質(zhì)量，促進(jìn)整個FGD系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行，在達(dá)到環(huán)保要求的同時也實現(xiàn)節(jié)能降耗，取得環(huán)保效益和經(jīng)濟(jì)效益雙贏。

參考文獻(xiàn)

[1]李占元，莊文軍，羅海榮，等.電廠工業(yè)廢水回收利用技術(shù)研究[J].廣東電力，2008，21（11）：54-56.

[2]楊佳珊，黃濤.火電廠廢水處理后回用于煙氣脫硫系統(tǒng)的可行性[J].東北電力技術(shù)，2007（11）：35-37.

[3]王輝，王少權(quán)，陳英旭.石灰石—石膏濕法煙氣脫硫的水平衡問題探討[J].環(huán)境污染與防治，2008，30（8）：82-89.

[4]楊春雨.火電廠水平衡試驗與廢水零排放研究[D].北京：北京交通大學(xué)土木工程學(xué)院，2008.

[5]申利芬.濕法煙氣脫硫工程沖洗水系統(tǒng)的改進(jìn)優(yōu)化[J].工業(yè)安全與環(huán)保，2008，34（8）：4-5.

[6]周至祥，段建中，薛建明.火電廠濕法煙氣脫硫技術(shù)手冊[M].北京：中國電力出社，2006.

作者簡介

張亞，1988年生，男，安徽宿州人，2011年畢業(yè)于東北電力大學(xué)化學(xué)工程學(xué)院環(huán)境工程專業(yè)，助理工程師。