CN103351066B

CN103351066B - 一种湿法烟气脱硫废水处理方法

Info

Publication number: CN103351066B
Application number: CN201310308360.3A
Authority: CN
Inventors: 李启全
Original assignee: Datang Environment Industry Group Co Ltd
Current assignee: Datang Environment Industry Group Co Ltd
Priority date: 2013-07-22
Filing date: 2013-07-22
Publication date: 2016-04-06
Anticipated expiration: 2033-07-22
Also published as: CN103351066A

Abstract

本发明提供一种新型的湿法烟气脱硫废水处理方法，脱硫废水取自真空皮带脱水机的气液分离罐底流，其含固量大幅降低，减少大量污泥排放。经过自然沉降的脱硫废水含固量进一步降低，可满足厂内回收利用的条件。可取消废水三联箱、废水加药系统、废水旋流器和污泥压制设备，减少了运行维护成本和设备投资，同时降低系统操作量；同时为了满足不同的需求，可有选择地保留废水三联箱的加药系统和污泥压制设备，这样做的好处是，可调节脱硫废水的pH值以及去除脱硫废水中的重金属，使处理后的脱硫废水达到国家排放标准。还可通过增设废水三联箱旁路，提升系统灵活性，可靠性，保证了系统长期、稳定的运行。另外，本发明还提供一种能实现前述方法的系统。

Description

一种湿法烟气脱硫废水处理方法

技术领域

本发明涉及烟气脱硫领域，尤其涉及湿法烟气脱硫废水处理领域，具体涉及一种湿法烟气脱硫废水处理方法。

背景技术

目前各种烟气脱硫工艺中，石灰石—石膏湿法烟气脱硫工艺，以其技术成熟，适应煤种广，脱硫效率高等优点，在实际工程应用中占有率达到85％以上。由于此脱硫工艺不可避免要产生脱硫废水，其废水与传统废水性质差别较大，难于同步处理，企业不得不投入大量资金设置独立的脱硫废水处理系统。但是，由于脱硫废水含固量较高，污泥排出技术不成熟，设备故障率高，投入巨大的脱硫废水系统经常处于瘫痪状态，导致企业承受生产与环保多方压力。

脱硫废水水源一般取自石膏旋流器溢流或石膏脱水回收水池(滤液池)，经过废水旋流器分离后，溢流水进入脱硫废水处理系统。

这里取得的脱硫废水水质主要特点有：

(1)含固量较高，质量比例约1.0％；

(2)呈弱酸性，pH值在5.0～6.0；

(3)含有较多重金属，如Hg、As、Pb、Cu、Cr等；

(4)无机盐含量非常高，如硫酸盐、氯化物等。

各个企业脱硫废水水质具体还与煤质、电除尘运行状况及浆液Cl^-浓度控制等因素有关。脱硫废水产生量与烟气中HCl含量、脱硫工艺水水质、吸收塔浆液Cl^-控制浓度等有关。根据有关文献(罗涛.烟气脱硫废水处理[J]，四川电力技术，1999(2)：46～47.LuoTao.Fluegasdesulfurizationwastewatertreatment[J],Sichuanelectricpowertechnology,1999(2):46～47)，脱硫过程中Cl^-的物料平衡见图1。

脱硫废水产生量可由下式计算：

Q₁·ρ₁+Q₂·ρ₂＝Q₃·ρ₃+Q₄·ρ₄+Q₅·ρ₅·10⁶(1)

式中：各单位分别是Q₁＝L/h；ρ₁＝mg/L；Q₂＝m³/h；ρ₂＝mg/m³；Q₃＝m³/h；ρ₃＝mg/m³；Q₄＝L/h；ρ₄＝mg/L；石膏中Cl为质量分数Q₅＝kg/h；ρ₅＝％。吸收塔净烟气和石膏中Cl^-可视为零，则式(1)变为：

Q₁·ρ₁+Q₂·ρ₂＝Q₄·ρ₄(2)

由式(2)可以看出，当进入吸收塔原烟气量一定时，脱硫废水产生量与原烟气中HCl浓度、脱硫工艺水Cl^-浓度及吸收塔浆液Cl^-控制浓度有关。如此得出以下结论：

(1)脱硫废水产生量直接取决于烟气中HCl浓度，即燃煤中Cl^-含量越高，脱硫废水产生量越大；

(2)脱硫废水产生量主要因素是吸收塔浆液Cl^-的控制浓度，浓度控制过高(吴怡卫.石灰石—石膏湿法烟气脱硫废水处理的研究，北京，中国电力，2006(4)WuYiwei.Thelimestone-gypsumwetfluegasdesulfurizationwastewatertreatmentresearch,Beijing,Chinaelectricpower,2006(4))，石膏浆液品质下降导致脱硫效率下降，同时设备的防腐要求提高；浓度控制过低，脱硫废水排放量大幅上升，废水处理成本上升。根据运行经验，脱硫吸收塔浆液Cl^-浓度一般控制在10000～20000mg/L；

(3)脱硫废水产生量还和工艺水中Cl^-浓度有关，由于其浓度基本在200mg/L左右，远远小于控制浓度，所以对脱硫废水产生量影响较小。

以陕西省某2×600MW燃煤发电机组为例，脱硫工艺水耗量Q₁＝109t/h，其Cl^-ρ₁＝300mg/L，满负荷烟气量Q₂＝2153106m³/h，烟气中HClρ₂＝80mg/m³，浆液Cl^-控制ρ₄＝10000mg/L，则脱硫废水产生量约为17.23m³/h。

传统脱硫废水处理方法流程如图2，废水取自石膏旋流器溢流或回收水池，此时废水含固量约3％；经过废水旋流器分离后，溢流浆液进入废水处理系统，此时废水含固量约1％；废水进入中和箱后pH值在5.0～6.0，为去除废水中重金属，通过添加NaOH或Ca(OH)₂，提升pH值在9.0±0.5范围，此时Cu、Cr、Pb等重金属以氢氧化物形式基本沉淀，剩余的重金属在反应箱中被有机硫捕捉形成细微悬浮物。悬浮物在絮凝剂的联络和包裹下互相连接、不断增大，经过聚丙烯酰胺(PAM)助凝剂的作用继续长大，进入澄清池后不断增大的悬浮物缓慢沉淀形成污泥(汤争光，梅拥军.石灰石—石膏湿法烟气脱硫废水处理浅析[J]，上海环境科学，2001,20(12)：609-610.TangZheng-guang,MeiYongjun.Limestone-gypsumwetfluegasdesulfurizationwastewatertreatmentof[J],Shanghaienvironmentalscience,2001,20(12):609-610.)。澄清池底部的污泥经过污泥输送泵进入框板式压滤机(周祖飞.湿法烟气脱硫废水的处理[J],电力环境保护，2002,18(2)：37～39.ZHOUZu-fei.Treatmentofwastewaterinwetfluegasdesulfurization[J].ElectricPowerEnvironmentalProtection,2002,18(2):37～39.)，污泥压制成泥饼后拉至灰场掩埋，滤液自流回废水系统。进入清水箱的废水经过加入HCl将pH值调至6.0～9.0，脱硫废水即可以达标排放或厂内循环利用。

传统的脱硫废水处理方法有以下缺点：

(1)废水水源含固量高，极易导致废水三联箱淤积堵塞，影响系统正常运行。

(2)框板式压滤机操作量大，故障率高。

(3)运行费用高。

发明内容

为克服上述缺点，本发明的目的在于提供一种湿法烟气脱硫废水处理方法，简化处理流程，降低设备故障率。

本发明的另一目的在于提供一种能实现上述功能的湿法烟气脱硫废水处理系统。

本发明的湿法烟气脱硫废水处理方法，包括以下步骤：

1)石膏旋流器底流的石膏浆液输送至真空皮带脱水机，所述石膏浆液在真空皮带脱水机中脱水，脱出的脱硫废水进入真空皮带脱水机的气液分离罐中；

2)从气液分离罐底流提取脱硫废水输送至澄清池；

3)所述脱硫废水在澄清池中进行自沉降后，在澄清池底部生成石膏沉淀；

4)所述石膏沉淀返回收水池，澄清池溢流的脱硫废水进入清水箱。

进一步地，在所述气液分离罐和所述澄清池之间还增设一废水三联箱，包括中和箱、反应箱和絮凝箱；所述脱硫废水可通过该废水三联箱进入澄清池，并在废水三联箱中进行三级沉降。

进一步地，在所述气液分离罐和所述澄清池之间还增设一废水三联箱旁路，所述脱硫废水可通过该旁路进入澄清池。

进一步地，向中和箱加入碱性药剂调节pH值，以去除重金属；向反应箱加入有机硫，捕捉剩余重金属，形成悬浮物；向絮凝箱加入絮凝剂，以络合所述悬浮物；在进入澄清池前进入助凝剂；脱硫废水在进入澄清池后在澄清池底部生成污泥。

进一步地，澄清池底部的污泥经过污泥压制设备压制后掩埋。

进一步地，步骤4)所述清水箱中的脱硫废水调节pH值后直接排放；或通过煤场喷淋、干灰拌湿、炉渣冲洗或拌湿的方式进行回收利用。

本发明的系统，包括：

一澄清池，与真空皮带脱水机的气液分离罐底部连通；

一回收水池；通过一污泥泵与所述澄清池连接；

一清水箱，与所述澄清池连通。

进一步地，本发明还在所述气液分离罐和所述澄清池之间设有一废水三联箱，所述废水三联箱包括：中和箱、反应箱和絮凝箱，所述中和箱、反应箱和絮凝箱依次顺序连通。

进一步地，本发明还包括向所述废水三联箱，和/或澄清池，和/或清水箱加药的加药装置。

进一步地，本发明还包括一污泥压制设备，连通于澄清池和回收水池之间。

进一步地，本发明还包括一废水三联箱旁路，连通于真空皮带脱水机的气液分离罐底部与澄清池之间，所述废水三联箱旁路可开闭。

本发明具有下列有益效果：

脱硫废水取自真空皮带脱水机的气液分离罐底流，其含固量大幅降低，减少大量污泥排放。经过自然沉降的脱硫废水含固量进一步降低，可以满足厂内回收利用的条件。

可取消废水三联箱、废水加药装置、废水旋流器和污泥压制设备，减少了运行维护成本和设备投资，同时降低系统操作量；

同时为了满足不同的需求，可以有选择地保留废水三联箱的加药装置和污泥压制设备，这样做的好处是，可以调节脱硫废水的pH值以及去除脱硫废水中的重金属，使处理后的脱硫废水达到国家排放标准。还可以通过增设废水三联箱旁路，提升系统的灵活性，可靠性，保证了系统长周期、稳定、高效的运行。

附图说明

图1为吸收塔浆液Cl^-物料平衡图。

图2为传统脱硫废水处理系统流程图。

图3为本发明提供的一实施例的系统流程图。

图4为本发明提供的另一实施例的系统流程图。

图5为本发明提供的又一实施例的系统流程图。

图6为传统脱硫废水处理方法与本发明的废水水源浑浊度对比示意图。

图7为传统脱硫废水处理方法与本发明的废水水源含固量对比示意图。

图6与图7中，左边均为传统脱硫废水处理方法的废水水源，右边均为本发明的废水水源。

具体实施方式

为使本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合所附图式作详细说明如下。

实施例1：

如图3所示，本实施例提供了一2×600MW燃煤发电机组湿法脱硫废水处理系统，石膏旋流器溢流返回回收水池，石膏旋流器的底流为浓缩后的石膏浆液，输送至真空皮带脱水机，气液分离罐是真空皮带脱水机的主要抽吸设备，用于将石膏浆液中的水分通过滤布抽吸干净，抽吸后形成的成块的干石膏落入石膏库中，抽吸出的脱硫废水进入真空皮带机的气液分离罐。气液分离罐底流的脱硫废水，如图6及图7所示，其含固率约为0.05％，与传统处理系统的废水旋流器分离后的脱硫废水的含固率1％相比，大幅度降低。

本实施例的系统废水设计最大出力为25t/h左右，气液分离罐底流流量一般在30-50t/h，完全满足废水排放、控制氯离子要求。

气液分离器底流的脱硫废水直接进入澄清池，这一过程中，可以控制脱硫废水的流量，运行灵活、可靠。

脱硫废水在澄清池中自沉降，含固率进一步降低，澄清池底部生成少量的石膏沉淀，石膏沉淀通过污泥泵排至回收水池中，在澄清池中的自沉降后的脱硫废水通过溢流进入清水箱，清水箱中的脱硫废水可进行煤场喷淋、干灰拌湿、炉渣冲洗或拌湿等回收利用。

本实施例的系统运行半年，与传统脱硫废水处理系统相比，运行操作及检修维护工作量降低约90％，其投运率与传统脱硫废水处理系统的不足30％相比，上升至98％以上。使用传统废水处理方法时，吸收塔浆液中Cl浓度18500ppm，使用本实施例的系统运行半年之中，平均Cl^-浓度≤10000ppm，脱硫效率也较传统脱硫废水处理方法时的90.5％上升至93.5％。

本实施例的系统取消了传统脱硫废水处理系统中废水三联箱、澄清池及清水箱的加药装置，运行半年节约药剂费用超过20万元。该发电机组设计废水排放量为21.4t/h，使用本实施例的系统，半年废水排放量平均10.16t/h，仍然远小于设计排放量，但是吸收塔浆液CL浓度不到10000ppm，低于设计要求的20000ppm。废水排放量低于设计值，但是浆液品质还得到了改善，说明废水排放效果较好。本实施例的系统还取消了废水旋流器和废水三联箱，减少了运行维护成本和设备投资，同时降低系统操作量；还取消了污泥压制设备和污泥排放环节，减少污泥排放掩埋造成的污染和所需的费用以及设备的维护成本和设备投资，同时降低系统操作量。

综上，本实施例的系统每年可以减少污泥排放约1140吨，节约污泥运输、掩埋费用约6万元，每年可节约废水加药费用约30多万元,减少了设备投资约80万元。

实施例2：

如图4所示，本实施例提供了一2×600MW燃煤发电机组湿法脱硫废水处理系统，在实施例1的基础上，增设了废水三联箱，所述废水三联箱包括中和箱，反应箱及絮凝箱。脱硫废水在废水三联箱可进行三级沉降，进一步降低含固率，此外，这样做还有一个益处：有的企业对废水要求非常严格，或是厂内无法循环利用，需要外排，这时候废水三联箱可以随时增加加药装置，提升了系统的灵活性。

本实施例的系统还增设了废水三联箱旁路，所述废水三联箱旁路的连通与闭合通过阀控制，在废水三联箱出现故障时，脱硫废水可以直接通过该旁路进入澄清池，提升了系统的灵活性，可靠性，保证了脱硫系统长周期、稳定、高效的运行。

实施例3：

如图5所示，本实施例提供了一2×600MW燃煤发电机组湿法脱硫废水处理系统，在实施例2的基础上，增加了废水三联箱、澄清池和清水箱的加药装置，以及作为污泥压制设备的框板式压滤机。

脱硫废水进入中和箱后pH值在5.0～6.0，为去除脱硫废水中重金属，通过添加NaOH或Ca(OH)2，提升pH值在9.0±0.5范围，此时Cu、Cr、Pb等重金属以氢氧化物形式基本沉淀，剩余的重金属在反应箱中被有机硫捕捉形成细微悬浮物。悬浮物在絮凝剂的联络和包裹下互相连接、不断增大，经过聚丙烯酰胺(PAM)助凝剂的作用继续长大，进入澄清池后不断增大的悬浮物缓慢沉淀形成污泥。澄清池底部的污泥经过污泥输送泵进入框板式压滤机，污泥压制成泥饼后拉至灰场掩埋，滤液自流回废水系统。

进入清水箱的废水经过加入HCl将pH值调至6.0～9.0，脱硫废水即可以达标排放或厂内循环利用。

本实施例的系统除了具备实施例1所述系统的部分优点外，所处理的脱硫废水还可以进一步去除重金属以及调节pH值，使其达到排放标准，直接排放。

Claims

1.一种湿法烟气脱硫废水处理方法，包括以下步骤：

1)石膏旋流器底流的石膏浆液输送至真空皮带脱水机，石膏旋流器溢流不经过废水旋流器直接返回回收水池；所述石膏浆液在真空皮带脱水机中脱水，脱出的脱硫废水进入真空皮带脱水机的气液分离罐中；

2)从气液分离罐底流提取脱硫废水输送至澄清池；

3)输送至澄清池的脱硫废水在澄清池中进行自沉降后，在澄清池底部生成石膏沉淀；

4)所述石膏沉淀通过污泥泵返回回收水池，澄清池溢流的脱硫废水进入清水箱，清水箱中的脱硫废水通过煤场喷淋、干灰拌湿或炉渣冲洗的方式进行回收利用；

其中，在所述气液分离罐和所述澄清池之间还增设一废水三联箱，所述废水三联箱包括中和箱、反应箱和絮凝箱；从气液分离罐底流提取的脱硫废水通过该废水三联箱进入澄清池，并在废水三联箱中进行三级沉降，进一步降低含固率；此外，在所述气液分离罐和所述澄清池之间还增设一废水三联箱旁路，所述废水三联箱旁路的连通与闭合通过阀控制，从气液分离罐底流提取的脱硫废水能直接通过该三联箱旁路进入澄清池进行处理。