(重慶遠(yuǎn)達(dá)煙氣治理特許經(jīng)營有限公司，重慶 400060)

目前國內(nèi)普遍采用的三聯(lián)箱(物化法)脫硫廢水處理工藝，具有配置設(shè)備較多、投資較大、運行成本高和設(shè)備檢修維護(hù)量較大的缺點，這些缺點導(dǎo)致許多電廠雖安裝了上述脫硫廢水處理裝置，但在實際運行過程中存在運維成本高、故障率高、投運率低的情況。三聯(lián)箱工藝需添加多種化學(xué)藥劑對廢水進(jìn)行處理，加藥系統(tǒng)過于復(fù)雜，進(jìn)而影響系統(tǒng)的長期穩(wěn)定運行，特別是石灰乳、助凝劑、絮凝劑加藥管路經(jīng)常出現(xiàn)堵塞，極大增加了日常維護(hù)工作量。同時，傳統(tǒng)添加藥劑與脫硫廢水反應(yīng)速度較慢，藥劑的反應(yīng)時間受水質(zhì)變化的制約，在短時間內(nèi)難以通過加藥劑調(diào)整達(dá)到排放要求。

一體化高效絮凝技術(shù)可克服廢水處理設(shè)備在空間位置上的限制，在脫硫工藝系統(tǒng)中的安裝呈模塊化，投加一種高效絮凝劑后，系統(tǒng)內(nèi)將迅速完成重金屬吸附、混凝、絮凝、沉降分離過程，去除懸浮物、重金屬、化學(xué)耗氧量、氟化物、硫化物等污染物質(zhì)，出水達(dá)到排放要求。一體化高效絮凝技術(shù)能夠有效地克服傳統(tǒng)三聯(lián)箱工藝在投資、運行、維護(hù)過程中出現(xiàn)的問題，確保脫硫廢水處理系統(tǒng)穩(wěn)定運行。

1 工藝流程對比

1.1 三聯(lián)箱工藝流程

目前國內(nèi)多數(shù)電廠采用三聯(lián)箱工藝作為脫硫廢水的處理工藝，其具體流程見圖1。脫硫廢水首先進(jìn)入預(yù)沉池經(jīng)自然沉降降低含固量，溢流出的廢水進(jìn)入廢水緩存池進(jìn)行曝氣，以降低廢水中化學(xué)耗氧量，并在三聯(lián)箱內(nèi)分別投加氫氧化鈣、聚合硫酸鋁鐵、有機(jī)硫、聚丙烯酰胺(PAM)，完成對重金屬、懸浮物、氟化物的絮凝沉降[1]，出水進(jìn)入高效澄清池，進(jìn)行固液分離后，上清液流入氧化箱，在氧化箱中投加次氯酸鈉處理后，流入清水箱，加入鹽酸進(jìn)行pH值回調(diào)后，合格的清水直接達(dá)標(biāo)排放。

圖1 三聯(lián)箱工藝流程

1.2 一體化高效絮凝工藝流程

一體化高效絮凝技術(shù)采用模塊化設(shè)備代替三聯(lián)箱及加藥系統(tǒng)，通過在一體化設(shè)備中投加高效絮凝劑進(jìn)行廢水處理，其工藝流程見圖2。一體化處理設(shè)備主要由反應(yīng)箱、攪拌器(120 r/min)、螺旋加藥機(jī)及其他配套設(shè)備組成，通過螺旋加藥機(jī)向主反應(yīng)箱中投加高效絮凝劑即可在短時內(nèi)去除水中污染物。高效絮凝劑為復(fù)配藥劑，藥劑中混有部分帶正電荷、吸附性強的物質(zhì)，可迅速將水中的懸浮物進(jìn)行電中和、吸附沉降；同時藥劑中含有大量極性基，可將廢水中的重金屬陽離子網(wǎng)捕形成難溶性螯合鹽類，最終實現(xiàn)固液分離。

圖2 一體化高效絮凝工藝流程

1.3 工藝設(shè)備對比

以2×330 MW機(jī)組為例，脫硫廢水產(chǎn)生量約15 t/h，出水水質(zhì)滿足《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)排放的要求，現(xiàn)可采用傳統(tǒng)三聯(lián)箱工藝和一體化高效絮凝工藝，兩種工藝需要的設(shè)備清單見表1及表2。

從設(shè)備表1、表2看出，一體化高效絮凝工藝配置的主要設(shè)備僅有7臺/套，核心處理設(shè)備為一體化處理機(jī)及加藥機(jī)，核心設(shè)備體積不足20 m3；處理裝置整體占地面積小，安裝地點不受場地因素制約，可以整體模塊化設(shè)計組裝，同時可整體自由移動安裝，基本無土建安裝工程量。三聯(lián)箱處理工藝需配置主要設(shè)備20多臺/套，設(shè)備單體體積較大，特別是廢水預(yù)沉池、中和箱、沉降箱、絮凝箱、濃縮澄清器、氧化

箱尺寸較大，一般占地800～1 000 m3；設(shè)備安裝需做好混凝土基礎(chǔ)，土建工程量大，設(shè)備布置復(fù)雜，受場地空間的制約，需建設(shè)一棟廢水樓進(jìn)行設(shè)備布置，投資成本約為一體化處理裝置的5倍。

表1 一體化高效絮凝工藝主要設(shè)備表

表2 三聯(lián)箱工藝主要設(shè)備表

表2 (續(xù))

2 運行對比分析

2.1 調(diào)試數(shù)據(jù)分析

某公司采用高效絮凝技術(shù)代替原傳統(tǒng)三聯(lián)箱處理工藝，停用原廢水系統(tǒng)加藥系統(tǒng)，投加高效絮凝劑對廢水進(jìn)行處理。調(diào)試期間控制脫硫廢水運行15 t/h，水溫在25±5 ℃，pH在4.5～6.0。為了確保脫硫廢水系統(tǒng)能夠穩(wěn)定運行，可以通過調(diào)整加藥量對比廢水處理效果，以確定最佳加藥區(qū)間，調(diào)試數(shù)據(jù)如表3所示。

表3 藥劑投加量

通過對調(diào)試數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，高效絮凝劑的投加量每噸水不能低于280 g，若低于280 g/t出水就會出現(xiàn)渾濁，最佳加藥區(qū)間為300～340 g/t，出水懸浮物滿足排放要求；廢水系統(tǒng)產(chǎn)生的污泥較原三聯(lián)箱工藝產(chǎn)生的污泥更容易脫水，污泥黏性較低，不易堵塞管道，系統(tǒng)穩(wěn)定性較高；高效絮凝劑可將廢水pH調(diào)7.5左右，無需進(jìn)行加酸調(diào)整；投加粉狀高效絮凝劑有效避免了原加藥系統(tǒng)經(jīng)常堵塞的問題，系統(tǒng)能夠連續(xù)長期穩(wěn)定地運行。

2.2 出水水質(zhì)指標(biāo)對比

經(jīng)過半個月穩(wěn)定運行后，在調(diào)試期三個階段分別取水樣送第三方機(jī)構(gòu)檢測，化驗數(shù)據(jù)如表4所示。

表4 指標(biāo)監(jiān)測數(shù)據(jù) mg/L

通過對外送化驗數(shù)據(jù)進(jìn)行分析可知，重金屬、懸浮物、硫化物、pH均滿足排放要求，比原處理工藝的出水指標(biāo)更加穩(wěn)定；化學(xué)耗氧量較三聯(lián)箱工藝有明顯的降低，但仍處于排放臨界值，需采用其他工藝協(xié)同處理；高效絮凝工藝對氟化物的去除能力有限，出水氟化物雖未超標(biāo)但處于臨界值，仍需投加少量氫氧化鈣處理。

2.3 運維經(jīng)濟(jì)性對比

高效絮凝技術(shù)與三聯(lián)箱工藝相比，具有顯著的經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢，水的處理成本不僅低于原工藝系統(tǒng)，而且出水水質(zhì)能夠滿足自行監(jiān)測要求，系統(tǒng)能夠穩(wěn)定運行。某公司按年運行335天以上，每天運行12 h計算，年運行小時數(shù)約4 000 h，三聯(lián)箱工藝年運行費38.74萬元，高效絮凝工藝年運行費26.78萬元，較前者節(jié)約11.96萬元。經(jīng)濟(jì)性對比如表5所示。

表5 兩種工藝經(jīng)濟(jì)性對比

三聯(lián)箱工藝需添加6種及以上藥劑，包括石灰、絮凝劑、PAM、有機(jī)硫、次氯酸鈉、鹽酸等，且大部分處理劑需配制成水劑，部分藥劑具有毒性或腐蝕性，不僅加藥成本較高，而且存在一定安全風(fēng)險；同時，三聯(lián)箱工藝系統(tǒng)復(fù)雜，特別是加藥系統(tǒng)、污泥系統(tǒng)在實際運行中堵塞問題突出[2]，系統(tǒng)設(shè)備磨損、腐蝕情況嚴(yán)重，極大地增加了日常維護(hù)成本。采用一體化高效絮凝技術(shù)極大地降低了運行維護(hù)成本，同時提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

3 結(jié)論

1)一體化高效絮凝技術(shù)具有工藝系統(tǒng)短、設(shè)備簡單、可模塊化安裝等優(yōu)點，可大幅度降低基建投資成本，特別適合于場地布局受限等項目采用。

2)一體化高效絮凝技術(shù)能夠有效去除脫硫廢水中重金屬、懸浮物，可在一定程度上降低化學(xué)耗氧量，出水基本能夠滿足《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)排放的要求。

3)一體化高效絮凝技術(shù)具有系統(tǒng)簡單、設(shè)備少、操作簡單的優(yōu)點，較原工藝系統(tǒng)大幅度降低了運維工作量，有效解決了脫硫廢水系統(tǒng)不能長期穩(wěn)定運行的問題。

4)一體化高效絮凝技術(shù)較原工藝路線相比，藥劑成本、設(shè)備電耗、設(shè)備維護(hù)費成本、人工成本都有降低，每噸水綜合處理成本可降低2元左右。

5)一體化高效絮凝技術(shù)，只需投加一種處理藥劑，且該藥劑屬于無毒無害的常規(guī)處理藥劑，規(guī)避了原工藝多種危險化學(xué)藥品的管理風(fēng)險。

4 建議

1)高效絮凝劑的投加量與廢水中的含固量相關(guān)，若能夠在來水前段降低廢水中固含量，可有效降低藥劑的投加量，節(jié)約藥劑成本費用。

2)一體化高效絮凝技術(shù)對于氟化物的去除能力有限，若脫硫廢水原水中氟化物含量較高，應(yīng)在反應(yīng)器中輔助投加石灰粉降低氟化物含量。

3)一體化高效絮凝技術(shù)對于廢水中氨氮基本無去除能力，應(yīng)從脫硝噴氨優(yōu)化控制來解決氨氮超標(biāo)問題，若在后端處理將極大地增加運行成本。

4)一體化高效絮凝技術(shù)也可以作為廢水零排放的預(yù)處理系統(tǒng)，能夠快速有效地降低廢水中懸浮物、重金屬，能保證零排放系統(tǒng)進(jìn)水水質(zhì)要求[3]。