CN106430349A - 一种湿法脱硫三联箱法处理废水加药优化方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种湿法脱硫三联箱法处理废水加药优化方法，针对现场水质在实验室进行模拟工业加药实验，得出最佳加药配比，可以解决现有电厂脱硫废水加药不均及失衡的状况，节约加药量，优化运行，实现废水出水水质达标排放。本发明克服了大部分脱硫现场实验设备简陋，技术水平有限的问题，可在较为简单的条件下实现对废水加药系统的优化，达到排放标准，实验成本低，流程简单高效，针对性强，可靠性高，确保了电力行业脱硫废水系统安全、稳定、高效运行。

Description

一种湿法脱硫三联箱法处理废水加药优化方法

技术领域

本发明属于湿法脱硫技术领域，涉及脱硫废水处理，尤其涉及一种湿法脱硫三联箱法处理废水加药优化方法。

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。

湿法脱硫废水处理系统产生的脱硫废水，其主要特征是：呈现弱酸性；悬浮物含量高、颗粒细小；无机盐含量非常高，如可溶性的氯化物和氟化物及硫酸盐；含有较多重金属离子等。这些废水必须经适当处理达标后才能外排。湿法脱硫三联箱法处理废水工艺流程图如图1所示，湿法脱硫废水经旋流器(未示出)分离后，溢流部分进入三联箱(中和箱1-1、沉降箱1-2、絮凝箱1-3合称为三联箱)后经澄清池1-5进一步沉降分离后进入出水箱1-8，典型工艺流程如下：脱硫废水→中和箱1-1(通过石灰乳制备箱1-4加入石灰乳)→沉降箱1-2(加入有机硫1-9)→絮凝箱1-3(加入絮凝剂1-10)→絮凝箱出口(加入助凝剂1-11)→澄清池1-5→出水箱1-8(调整pH值)→达标后排放；经澄清，池底的浓缩污泥由污泥泵1-6送到脱泥机1-7，污泥经脱泥机脱水制成泥饼外运，滤液自流至澄清/浓缩池内。脱泥机采用离心式脱水机。

现有废水加药系统操作停留在经验方法上，以安徽某电厂为例，在中和系统中，废水的pH值通过加入石灰乳调节到9.3～9.5左右，以便沉淀部分重金属；废水中的石膏沉淀至饱和浓度；根据废水总进水流量计，将计量泵调节到不同的频率，按比例自动调节助凝剂计量泵、有机硫化物计量泵、聚合氯化铝计量泵的药剂加入量，加药量初始设定值均为设计值如下：废水总进水流量计假定流量值20m³/h时：PAM(Polyacrylamide，聚丙烯酰胺)计量泵流量值300L/h(PAM溶液，重量百分比浓度0.1％)；聚合氯化铝计量泵流量值80L/h(聚合氯化铝溶液，重量百分比浓度10％)；有机硫计量泵流量值8L/h(有机硫溶液，重量百分比浓度10％)；其余流量均按以上值折算。

湿法脱硫三联箱法处理废水加药过程中，由于现有废水加药系统操作大多停留在经验方法及设计加药量上，存在诸多不足之处，设计进水水质与现场运行水质严重不符，实际运行时，废水含固量大，现场吸收塔浆液品质、吸收塔内部反应环境和旋流器运行状况达不到设计标准，废水加药依据计算和经验普遍存在加药量失衡状况，部分药品添加超标时，不仅造成出水水质不达标，过量的药品还导致废水“二次污染”，环境和经济效益差。

发明内容

针对上述问题，本发明提供了一种湿法脱硫三联箱法处理废水加药优化方法，实验成本低，针对性强，可靠性高，可以很大程度上解决现有电厂脱硫废水加药不均失衡的状况，节约加药量，优化运行，实现废水出水水质达标排放。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种湿法脱硫三联箱法处理废水加药优化方法，包括：

1)取进入三联箱前的废水样，置于有刻度的烧杯中，依照现场三联箱搅拌器设置搅拌器的转速，将烧杯放置于水浴锅中保温，依照现场三联箱的温度设置水浴锅的温度。

2)依现场加药顺序固定加药时间进行正交实验，以加药量最少且沉降速度最快的加药配比(即添加的药剂的重量与废水样的体积的比)作为最佳加药配比。

3)在设定的取样时间内用烧杯承接加药计量泵出口流出的溶液量，称重，得出不同频率开度下各加药计量泵的流量。

4)根据步骤2)所得的最佳加药配比和步骤3)得出的各加药计量泵的流量计算出不同废水运行量下各加药计量泵频率开度表。

5)根据步骤2)所得的最佳加药配比和步骤4)计算得到的加药计量泵频率开度表指导废水运行加药。

进一步地，步骤1)中，取1～2L进入三联箱前的废水样。

进一步地，步骤2)中，加药时添加的药剂包括石灰乳、有机硫、絮凝剂和助凝剂。

进一步地，步骤2)中，所述加药计量泵包括：石灰乳计量泵、助凝剂计量泵、有机硫化物计量泵和絮凝剂计量泵。

进一步地，步骤2)中，所述正交实验为4因素3水平实验，共18组实验。

进一步地，4因素为石灰乳、有机硫、絮凝剂和助凝剂，石灰乳对应的3水平为添加后pH值分别为8.5、8.8、9；有机硫对应的3水平为0.35L/m³、0.40L/m³、0.45L/m³，絮凝剂对应的3水平为0.60L/m³、0.70L/m³、0.80L/m³，助凝剂对应的3水平为1.20L/m³、1.30L/m³、1.40L/m³。

进一步地，步骤2)中，所述沉降速度是在初始刻度一定的前提下，以一段时间内烧杯上固液界面对应刻度的变化值计量。例如，在初始刻度一定的前提下，在3min、5min、10min分别记录烧杯中固液界面对应的刻度，即可计算不同时间段内的沉降速度。

进一步地，步骤3)中根据现场各加药计量泵的实际加药时间和频率开度设定取样时间。

进一步地，步骤4)中不同废水运行量下各加药计量泵频率开度表包括废水运行量、各加药计量泵频率及与上述运行环境对应的加药计量泵的流量(即单位时间加药重量)。

进一步地，步骤4)中，各加药计量泵在某一频率下，在时间t内的废水运行量通过以下公式计算：废水运行量＝加药计量泵的流量*t/最佳加药配比。在计算时，单位应换算一致，例如，加药计量泵的流量单位为g/min时，最佳加药配比的单位为g/m³废水，时间t的单位则为min，相应地，废水运行量的单位为m³。

本发明的有益效果在于：

1、本发明针对现场水质在实验室进行模拟工业加药实验，得出最佳加药配比，可以解决现有电厂脱硫废水加药不均及失衡的状况，节约加药量，优化运行，实现废水出水水质达标排放。

2、本发明克服大部分脱硫现场实验设备简陋，技术水平有限的问题，可在较为简单的条件下实现对废水加药系统的优化，达到排放标准，以安徽某电厂为例，絮凝剂项优化前加药量为每M³加入4052g/h，优化加药量后每M³只需加入707.14g/h，节约5.7倍，年累计节约成本23.4万(废水处理量为87492.2m³/年)。

3、本发明实验成本低，流程简单高效，针对性强，可靠性高，确保了电力行业脱硫废水系统安全、稳定、高效运行。

附图说明

图1是现有技术中湿法脱硫三联箱法处理废水工艺流程图，1-1—中和箱，1-2—沉降箱，1-3—絮凝箱，1-4—石灰乳制备箱，1-5—澄清池，1-6—污泥泵1-7—脱泥机，1-8—出水箱，1-9—有机硫，1-10—絮凝剂，1-11—助凝剂。

图2是本发明实验室模拟工业加药装置结构示意图，2-1—带刻度的烧杯，2-2—搅拌器，2-3—水浴锅。

具体实施方式

安徽某电厂废水运行一直以来存在堵塞、出水水质不达标、药剂费用高的情况，在废水排放要求日趋严格的形势下，严重影响废水系统运行可靠性。为此项目部分公司进行废水加药配比的优化实验。

首先，取进入三联箱前的废水进行检测，进水水质检测结果如表1所示：

表1.三联箱废水进水水质检测表

从上表可以看出，废水进水水质中COD和悬浮物均远超设计值。

接下来，利用本发明的加药优化方法对上述废水进行处理。

(一)取进入三联箱前的废水样1L，置于最大刻度为1000mL的烧杯中，开启磁力搅拌器，将烧杯放置于水浴锅中保温，依照现场三联箱的温度(55℃)设置水浴锅的温度为55℃。

(二)依现场加药顺序(石灰乳——有机硫——絮凝剂——助凝剂)固定加药时间(0min、1min、2min、3min)进行4因素3水平正交试验，来明确各药剂添加量，以此分析最佳加药配比。

其中，4因素为石灰乳、有机硫、絮凝剂和助凝剂，石灰乳对应的3水平为添加后pH值分别为8.5、8.8、9；有机硫对应的3水平为0.35L/m³、0.40L/m³、0.45L/m³，絮凝剂聚合氯化铝对应的3水平为0.60L/m³、0.70L/m³、0.80L/m³，助凝剂PAM对应的3水平为1.20L/m³、1.30L/m³、1.40L/m³，共18组实验。

正交试验设计如表2所示：

表2. 4因素3水平实验正交表

注：初始刻度一定，沉降速度以3min时固液界面处刻度计量。

在进行4因素3水平实验后，以加药量最少且沉降速度最快的加药配比作为最佳加药配比，由上表最终确定石灰乳的最佳加药配比(最终体现为pH值)为5.50g/m³废水，有机硫TMT-15的最佳加药配比为0.40L/m³废水，重量百分比浓度为0.1％的PAM溶液的最佳加药配比为1.30L/m³废水，重量百分比浓度为0.1％的聚合氯化铝溶液的最佳加药配比为0.70L/m³废水。

(三)在设定的时间3min内，在固定频率20-50Hz下用烧杯承接加药计量泵出口流出的溶液量，称重即可得出不同频率开度下各加药计量泵的流量(即单位时间加药重量)。

以现场#4絮凝剂计量泵为例，机械开度100％时，固定频率20-50Hz絮凝剂流量表如表3所示：

表3.不同频率下#4絮凝剂计量泵的絮凝剂流量表

序号	频率/(Hz)	絮凝剂流量/(g/min)
			1	20	129.0
2	25	149.5
			3	30	180.3
4	35	216.4
			5	40	251.0

随后根据最佳加药配比和各加药计量泵的流量计算出不同废水运行量下各加药计量泵频率表，计算公式为：某一频率下，在时间t内废水运行量Q(m³)＝加药计量泵的流量(g/min)*t(min)/最佳加药配比(g*/m³废水)。

(四)以现场#4絮凝泵为例，在频率为20Hz时，

其中，1.01×10³g/L为絮凝剂聚合氯化铝溶液的密度。

由此，做出不同废水运行量下对应的加药泵频率开度表，如表4所示：

表4.不同废水运行量下对应的#4絮凝剂计量泵频率开度表

由表4即可根据实际废水运行量来调节对应的加药计量泵频率，达到最佳配药效果(如当前废水运行量约为11m³，即可按照表4调节絮凝剂计量泵频率为20Hz)。

(五)根据最终得出的最佳加药配比和废水各加药计量泵频率开度表可以较准确指导现场实际，实际运行中，出水水质检测结果如表5所示。

表5.采用本发明加药优化方法处理废水得到的出水水质检测表

由上表可见，实验得出的加药量和加药计量泵频率开度表较好的指导废水运行加药，废水出水水质达标。由进出水前后水质对比可见，加药问题解决后，马鞍山项目部废水处理难题得以彻底解决，不仅保证了废水系统的连续运行，而且处理后各项化验指标显示水质合格，废水处理系统的处理能力可以达到设计要求。

同时，实际加药量明显降低，取得良好效果，达到该环保公司脱硫废水设施运行指标最优。按照废水处理量为87492.2m³/年计算，絮凝剂项优化前单位时间加药量为每M³加入4052g/h，优化后单位时间加药量为每M³加入707.14g/h，节约5.7倍，年累计节约成本23.4万。

Claims (10)

1.一种湿法脱硫三联箱法处理废水加药优化方法，包括：

1)取进入三联箱前的废水样，置于有刻度的烧杯中，依照现场三联箱搅拌器设置搅拌器的转速，将烧杯放置于水浴锅中保温，依照现场三联箱的温度设置水浴锅的温度；

2)依现场加药顺序固定加药时间进行正交实验，以加药量最少且沉降速度最快的加药配比作为最佳加药配比；

3)在设定的取样时间内用烧杯承接加药计量泵出口流出的溶液量，称重，得出不同频率开度下各加药计量泵的流量；

4)根据步骤2)所得的最佳加药配比和步骤3)得出的各加药计量泵的流量计算出不同废水运行量下各加药计量泵频率开度表；

5)根据步骤2)所得的最佳加药配比和步骤4)计算得到的加药计量泵频率开度表指导废水运行加药。

2.如权利要求1所述的湿法脱硫三联箱法处理废水加药优化方法，其特征在于，步骤1)中，取1～2L进入三联箱前的废水样。

3.如权利要求1所述的湿法脱硫三联箱法处理废水加药优化方法，其特征在于，步骤2)中，加药时添加的药剂包括石灰乳、有机硫、絮凝剂和助凝剂。

4.如权利要求3所述的湿法脱硫三联箱法处理废水加药优化方法，其特征在于，步骤2)中，所述加药计量泵包括：石灰乳计量泵、助凝剂计量泵、有机硫化物计量泵和絮凝剂计量泵。

5.如权利要求1所述的湿法脱硫三联箱法处理废水加药优化方法，其特征在于，步骤2)中，所述正交实验为4因素3水平实验，共18组实验。

6.如权利要求5所述的湿法脱硫三联箱法处理废水加药优化方法，其特征在于，4因素为石灰乳、有机硫、絮凝剂和助凝剂，石灰乳对应的3水平为添加后pH值分别为8.5、8.8、9；有机硫对应的3水平为0.35L/m³、0.40L/m³、0.45L/m³，絮凝剂对应的3水平为0.60L/m³、0.70L/m³、0.80L/m³，助凝剂对应的3水平为1.20L/m³、1.30L/m³、1.40L/m³。

7.如权利要求1所述的湿法脱硫三联箱法处理废水加药优化方法，其特征在于，步骤2)中，所述沉降速度是在初始刻度一定的前提下，以一段时间内烧杯上固液界面对应刻度的变化值计量。

8.如权利要求1所述的湿法脱硫三联箱法处理废水加药优化方法，其特征在于，步骤3)中根据现场各加药计量泵的实际加药时间和频率开度设定取样时间。

9.如权利要求1所述的湿法脱硫三联箱法处理废水加药优化方法，其特征在于，步骤4)中不同废水运行量下各加药计量泵频率开度表包括废水运行量、各加药计量泵频率及与上述运行环境对应的加药计量泵的流量。

10.如权利要求1所述的湿法脱硫三联箱法处理废水加药优化方法，其特征在于，步骤4)中，各加药计量泵在某一频率下，在时间t内的废水运行量通过以下公式计算：废水运行量＝加药计量泵的流量*t/最佳加药配比。