CN113371870A - 一种燃煤电厂水质净化系统含钙污泥资源化回用系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种燃煤电厂水质净化系统含钙污泥资源化回用系统，包括原水预处理系统、污泥浓缩池、污泥输送泵、磨机再循环箱、再循环泵、石灰石旋流站、石灰石球磨机、石灰石浆液箱、湿法脱硫脱硫吸收塔，所述原水处理系统包括依次通过管道相互连通的管道升压泵、机械加速澄清池、推流沟、变孔隙滤池、补水池，所述机械加速澄清池与污泥浓缩池连通，所述污泥浓缩池的出料口通过污泥输送泵与机磨再循环箱、石灰石球磨机、石灰石浆液箱均连通，本发明的有益效果为：通过将软化污泥利用作为脱硫系统使用的脱硫剂，实现软化污泥的回收利用，同时达到运行难度大、高药剂消耗的污泥浓缩系统的简化运行以及节约投资、节能减排的目的。

Description

一种燃煤电厂水质净化系统含钙污泥资源化回用系统

技术领域

本发明属于水质净化技术领域，尤其涉及一种燃煤电厂水质净化系统含钙 污泥资源化回用系统。

背景技术

由于我国大部分地区地表水及地下水硬度高，需经软化处理才能满足生产 生活用水水质要求。石灰软化处理系统由于不产生废水二次污染、适应性强而 在电场水处理中得以广泛应用，但石灰软化系统会产生大量排泥，目前这部分 排泥采用的处理工艺一般为浓缩、脱水后外运填埋，这种处理方法投资大、运 行费用高。如果能对这些污泥加以回收利用，可以达到废物再利用、减少资源 消耗和实现节能减排的目的，符合国家可持续发展的战略需要。

现有软化系统污泥处理系统采用螺杆泵等污泥泵，输送至污泥处理设备， 一般多采用离心脱水机，带式脱水机，板框压滤机等，一般需要添加脱水剂， 已保证脱水效果，一般处理后的污泥含水率约为40％～50％，在进行运输至厂区 外，由专业公司进行处理后填埋。缺点有：

(1)外排污泥处理费用高，如国家法规提高要求，存在后续环保风险；

(2)污泥处理系统需添加药剂，进行脱水处理，运行有药剂费用；

(3)污泥处理设备复杂，离心脱水机进的污泥含水率有要求(一般在3％-5％ 含固率)，进泥量也有严格要求，否则容易不同心旋转，导致设备过力矩报警故 障；带式脱水机的带子跑偏，处理后的污泥含水率高，容易达不到要求；板框 压滤机压制过程中的密封不严导致的跑泥或压制不实导致的含水率高，卸泥的 泥块粘连，不易脱落。综上所述，污泥处理设备复杂，运行维护工作量大；

(4)系统运行不稳定，易故障，原因一：现有污泥处理系统易有硬质沙砾， 极易磨损污泥泵和处理设备，污泥处理系统经常会出现由于设备故障导致的污 泥池故障，最终采用人工清池子的方式解决，造成了极大人力物力的浪费。原 因二：如处理系统长时间未运行，极易由于污泥干燥等原因导致设备的堵塞， 而原水净化系统就是连续产生污泥，间歇式处理污泥，一般采用的是-使用过后 用大量清水冲洗管道和设备内污泥，避免堵塞，造成大量水资源浪费；

发明内容

针对上述不足，通过将软化污泥(含钙污泥)利用作为脱硫系统使用的脱硫 剂，实现软化污泥(含钙污泥)的回收利用，即解决石灰软化处理系统副产物， 又减少石灰石资源的使用，同时达到运行难度大、高药剂消耗的污泥浓缩系统 的简化运行以及节约投资、节能减排的目的，可以为已投运电厂的技改和拟新 建电厂的水系统设计提供有效的借鉴，具有重大的实际推广意义和显著的经济 效益。

本发明是通过以下技术方案实现的：一种燃煤电厂水质净化系统含钙污泥 资源化回用系统，包括原水预处理系统、污泥浓缩池、污泥输送泵、磨机再循 环箱、再循环泵、石灰石旋流站、石灰石球磨机、石灰石浆液箱、湿法脱硫脱 硫吸收塔，所述原水处理系统包括依次通过管道相互连通的管道升压泵、机械 加速澄清池、推流沟、变孔隙滤池、补水池，所述机械加速澄清池与污泥浓缩 池连通，所述污泥浓缩池的出料口通过污泥输送泵与机磨再循环箱、石灰石球 磨机、石灰石浆液箱均连通，所述污泥输送泵与石灰石球磨机之间的管道上设 有第一投放点、所述污泥输送泵与磨机再循环箱之间的管道上设有第二投放点，污泥输送泵与石灰石浆液箱之间的管道上设有第三投放点，所述机磨再循环箱 的出料口通过再循环泵与石灰石旋流站连通，所述石灰石旋流站的出料口与石 灰石球磨机、石灰石浆液箱均连通，所述石灰石浆液箱的出料口与湿法脱硫脱 硫吸收塔的进料口连通。

作为本发明的一种优选技术方案，单独采用第一投放点、第二投放点、第 三投放点任意一点进行污泥水投放。

作为本发明的一种优选技术方案，采用第一投放点+第二投放点或第一投放 点+第三投放点或第二投放点+第三投放点或第一投放点+第二投放点+第三投放 点的组合投放方式。

作为本发明的一种优选技术方案，所述第一投放点的污泥水经过石灰石球 磨机研磨后，进入磨机再循环箱，使用第一投放点时需要石磨石球磨机处于运 行时状态。

作为本发明的一种优选技术方案，所述第二投放点的污泥水进入磨机再循 环箱，通过再循环泵进入石灰石旋流站，进行硬质砂砾的筛选，单独采用使用 第二投放点时石磨石球磨机处于非运行状态。

作为本发明的一种优选技术方案，所述第三投放点的污泥水通过污泥输送 泵被运输到灰石浆液箱内，通过石灰石浆液泵进入湿法脱硫吸收塔，单独使用 第三投放点时石磨石球磨机处于非运行状态。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

(1)设置三个污泥水投放点，能够根据不同汛期情况进行最佳投放点的选 择，实用性强，利用污泥水对石灰石球磨机提供工艺水，保证石灰石球磨机的 正常运行，节约水资源，减少系统运行成本；

(2)无污泥排放，对环境无污染，产生了巨大的社会价值，解决现有原水 污泥多采用外运无害化处理后掩埋的问题；

(3)操作简单、无需加药，安装、运行操作和维护工作量小，解决现有污 泥处理系统需添加药剂，进行脱水处理，运行维护工作量大的问题；

(4)改造方便，现有燃煤电厂设备均已包含，只需辐射一路管道，替换污 泥输送泵，提高污泥输送泵达到扬程达到输送距离；

(5)系统运行稳定，不易故障，现有污泥处理系统极易磨损故障，如处理 系统长时间未运行，极易由于污泥干燥等原因导致污泥处理设备的堵塞，而原 水净化系统就是连续产生污泥，一般采用的是-使用过后用大量清水冲洗管道和 设备内污泥，避免堵塞，造成大量水资源浪费；

(6)大量减少了脱硫系统石灰石的使用量，已2×350MW机组，可实现软 化污泥(含钙污泥)减排7000吨/年，脱硫用石灰石年用量降低2000吨/年，具 有极大的经济价值。

附图说明

图1是本发明中原水预处理系统的流程图；

图2是本发明一种燃煤电厂水质净化系统含钙污泥资源化回用系统的流程 图；

图3是本发明中投放污泥前，脱硫效果分析；

图4是本发明中投放污泥后，脱硫效果分析。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式，进一步阐明本发明，应理解下述具体实施 方式仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。需要说明的是，下面描述 中使用的词语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”和“下”指的是附图中的方向， 词语“内”和“外”分别指的是朝向或远离特定部件几何中心的方向。

如图1、图2所示一种燃煤电厂水质净化系统含钙污泥资源化回用系统， 包括原水预处理系统、污泥浓缩池、污泥输送泵、磨机再循环箱、再循环泵、 石灰石旋流站、石灰石球磨机、石灰石浆液箱、湿法脱硫脱硫吸收塔，所述原 水处理系统包括依次通过管道相互连通的管道升压泵、机械加速澄清池、推流 沟、变孔隙滤池、补水池，所述机械加速澄清池与污泥浓缩池连通，所述污泥 浓缩池的出料口通过污泥输送泵与机磨再循环箱、石灰石球磨机、石灰石浆液 箱均连通，所述污泥输送泵与石灰石球磨机之间的管道上设有第一投放点、所 述污泥输送泵与磨机再循环箱之间的管道上设有第二投放点，污泥输送泵与石 灰石浆液箱之间的管道上设有第三投放点，所述机磨再循环箱的出料口通过再 循环泵与石灰石旋流站连通，所述石灰石旋流站的出料口与石灰石球磨机、石 灰石浆液箱均连通，所述石灰石浆液箱的出料口与湿法脱硫脱硫吸收塔的进料 口连通。

本发明的原理：如图1所示，在原水预处理系统中，水源水通过管道升压 泵进入机械加速澄清池，为了去除原水中的暂时硬度和部分镁离子、氨氮等离 子，同时在机械加速澄清池内投入絮凝剂(Fe2+)+石灰(Ca(OH)2)，其反应过程 如下：

去除暂时硬度：

Ca(HCO3)2+Ca(OH)2＝2CaCO3↓+2H2O

Mg(HCO3)2+2Ca(OH)2＝2CaCO3↓+Mg(OH)2↓+2H2O

去除水中的CO2：

CO2+Ca(OH)2＝2CaCO3↓+H2O

中和过量的混凝剂：

4Fe2++4Ca(OH)2+O2+2H2O＝4Ca2++4Fe(OH)3↓

去除水中胶体硅：

H2SiO3+Ca(OH)2＝CaSiO3↓+2H2O

在上述过程中产生的沉淀物形成污泥，通过定期排泥排入污泥浓缩池。由 上可知，原水预处理污泥中含有CaCO3成分。

其中原水的主要化学成分如表1所示。

表1

在湿法脱硫工艺原理烟气进入脱硫装置的湿式吸收塔，与从石灰石浆液箱 输出的自上而下喷淋形成的碱性石灰石浆液雾滴逆流接触，浆液吸收SO2后反 应生成CaSO3，通过氧化、结晶生成CaSO4·2H2O，经脱水后产生石膏，实现脱 硫。反应过程如下：

吸收：

SO2+H2O＝H2SO3

SO3+H2O＝H2SO4

中和：

CaCO3+H2SO3＝CaSO3+CO2+H2O

CaCO3+H2SO4＝CaSO4+CO2+H2O

CaCO3+2HCl＝CaCl2+CO2+H2O

CaCO3+2HF＝CaF2+CO2+H2O

氧化：

2CaSO3+O2＝2CaSO4

结晶：

CaSO4+2H2O＝CaSO4·2H2O

如上所示，将污泥输送至脱硫系统进行脱硫的新型处理方式，一方面可以 减少原脱硫装置中碱性石灰石使用量，同时降低污泥处理回收费用。

如图2所示，污泥浓缩池内的污泥存在三处投放点。

第一投放点：污泥水通过污泥输送泵被运输到石灰石球磨机内，经过石灰 石球磨的研磨后，进入磨机再循环箱内，在通过循环泵进入石灰石旋流站，之 后进入石灰石浆液箱，然后通过石灰石浆液泵进入湿法脱硫吸收塔，进行污泥 的资源化利用。

采用第一投放点的方式方法，污泥水一方面能够提供带来含钙污泥，另一 方面能够为石灰石球磨机的运行带来工艺水，无需再额外给石灰石球磨机增加 工艺水，有益于污泥研磨并减少工艺水，第一投放点的投放方式必须在石磨石 球磨机运行时，方可投加。

第二投放点：污泥通过污泥输送泵被运输到磨机再循环箱内，之后通过再 循环泵进入石灰石旋流站，进行硬质砂砾的筛选，然后进入石灰石球磨机内， 回到磨机循环箱，进入石灰石浆液箱，然后通过石灰石浆液泵进入湿法脱硫吸 收塔，进行污泥的资源化利用。

采用第二投放点的方式方法，有益于污泥研磨，还可在石磨石球磨机非运 行时投加，但其增大了再循环泵和石灰石旋流站工作强度，减速了运行磨损状 况

第三投放点：污泥通过污泥输送泵直接被运输到灰石浆液箱内，然后通过 石灰石浆液泵进入湿法脱硫吸收塔，进行污泥的资源化利用。

采用第三投放点的方式方法，无污泥研磨，可在石磨石研磨检修时投加， 加大了脱硫吸收塔运行风险。

根据实际情况选择三种投放方式，汛期的时段，一般选用第一投放点,第二 投放点，适用于非汛期，少量硬质沙砾原水取水情况，第三投放点，为非正常 工况时，紧急备用点。

可根据实际情况选取不同的投放方式：单独采用第一投放点、第二投放点、 第三投放点；或采用第一投放点+第二投放点；或第一投放点+第三投放点；或 第二投放点+第三投放点；或第一投放点+第二投放点+第三投放点；或使用第一 投放点、第二投放点、第三投放点基础上增加类似的投加方式，即需保护任何 使用第一投放点、第二投放点、第三投放点方式方法。

如图3-4所示，采用新工艺进行脱硫后污泥投放量、污泥中CaCO3含量、 石膏纯度及脱硫效率试验数据。投放污泥数量整体呈增加趋势，进入2020年 03月后，污泥使用量升高至51m3/日；其中污泥中CaCO3含量在81％-84％之间 波动。此时，石膏纯度波动区间为88％-90.5％，较投放污泥前下降约2％-3％，， 但依然保持在允许范围之内；而脱硫效率基本不变，还在99.2％、99.3％。同时， 由图可知，石膏纯度与污泥投放量相关性较小，随污泥投放量增加，石膏纯度 无明显变化趋势；但其与污泥中CaCO3含量近似呈正相关，污泥中CaCO3含量 较高时，石膏纯度相对较高。

通过将软化污泥(含钙污泥)利用作为石灰石/石膏湿法脱硫系统使用的脱 硫剂，实现软化污泥(含钙污泥)的回收利用，即解决石灰软化处理系统副产物， 又减少石灰石资源的使用，同时达到运行难度大、高药剂消耗的污泥浓缩系统 的简化运行以及节约投资、节能减排的目的，可以为已投运电厂的技改和拟新 建电厂的水系统设计提供有效的借鉴，具有重大的实际推广意义和显著的经济 效益。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实例而已，并不用于限制本 发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人 员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中 部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、 等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种燃煤电厂水质净化系统含钙污泥资源化回用系统，其特征在于：包括原水预处理系统、污泥浓缩池、污泥输送泵、磨机再循环箱、再循环泵、石灰石旋流站、石灰石球磨机、石灰石浆液箱、湿法脱硫脱硫吸收塔，所述原水处理系统包括依次通过管道相互连通的管道升压泵、机械加速澄清池、推流沟、变孔隙滤池、补水池，所述机械加速澄清池与污泥浓缩池连通，所述污泥浓缩池的出料口通过污泥输送泵与机磨再循环箱、石灰石球磨机、石灰石浆液箱均连通，所述污泥输送泵与石灰石球磨机之间的管道上设有第一投放点、所述污泥输送泵与磨机再循环箱之间的管道上设有第二投放点，污泥输送泵与石灰石浆液箱之间的管道上设有第三投放点，所述机磨再循环箱的出料口通过再循环泵与石灰石旋流站连通，所述石灰石旋流站的出料口与石灰石球磨机、石灰石浆液箱均连通，所述石灰石浆液箱的出料口与湿法脱硫脱硫吸收塔的进料口连通。

2.根据权利要求1中所述的燃煤电厂水质净化系统含钙污泥资源化回用系统，其特征在于：单独采用第一投放点、第二投放点、第三投放点任意一点进行污泥水投放。

3.根据权利要求1中所述的燃煤电厂水质净化系统含钙污泥资源化回用系统，其特征在于：采用第一投放点+第二投放点或第一投放点+第三投放点或第二投放点+第三投放点或第一投放点+第二投放点+第三投放点的组合投放方式。

4.根据权利要求1中所述的燃煤电厂水质净化系统含钙污泥资源化回用系统，其特征在于：所述第一投放点的污泥水经过石灰石球磨机研磨后，进入磨机再循环箱，使用第一投放点时需要石磨石球磨机处于运行时状态。

5.根据权利要求1中所述的燃煤电厂水质净化系统含钙污泥资源化回用系统，其特征在于：所述第二投放点的污泥水进入磨机再循环箱，通过再循环泵进入石灰石旋流站，进行硬质砂砾的筛选，单独采用使用第二投放点时石磨石球磨机处于非运行状态。

6.根据权利要求1中所述的燃煤电厂水质净化系统含钙污泥资源化回用系统，其特征在于：所述第三投放点的污泥水通过污泥输送泵被运输到灰石浆液箱内，通过石灰石浆液泵进入湿法脱硫吸收塔，单独使用第三投放点时石磨石球磨机处于非运行状态。

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