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600MW机组中水污泥回用作为脱硫剂的实践应用

编辑:   发布时间:2018-08-20

一、成果先进性

    将中水污泥作为吸取塔浆液,用于脱除SO2,在国际以及国内电力行业应用较少,该工作顺利开展,技术水平比较先进。

二、成果创新性

    由于火力发电厂大部分原水预处理采用石灰软化处理工艺,但传统处理工艺为大部分石灰软化产生的泥浆进行浓缩处理,通过高速离心脱泥机处理后,运输至灰场或其他地方掩埋。产生的固体废物无法处置,且周围环境污染严重,污泥存放之处植物无法生长。

    孟津电厂将中水石灰软化泥浆通过污泥输送系统,输送至脱硫石灰石浆液箱,与原石灰石浆液混合后补入吸取塔,合理控制浆液密度为1050-1100kg/m3,保证脱硫系统正常运行,即解决了传统工艺带来的环境污染,又可以降低大宗材料运行成本,实现“以污治污”,从治理方法上比较创新。

三、可推广性

    石灰处理是通过投加石灰乳控制出水PH为9.5~10.5,进行下面三个反应,产生大量各种形态的CaCO3结晶以降低水中暂硬,同时生成结晶核心还可以对其它杂质起凝聚、吸附作用;而且石灰乳引起的PH值的升高也为氨氮和磷酸盐的去除创造了条件。为了提高工艺的沉淀效果,一般在处理过程中投加适量的凝聚剂与助凝剂,通过压缩双电层作用使分散的悬浮物、CaCO3结晶、有机物、有机粘泥、胶体物等带电体失稳,在机械混合搅拌和高分子助凝剂架桥与网捕作用下,颗粒物质碰撞结合长大,使污染物变得容易沉降。

    石灰参与的软化反应有:

    CO2 + Ca (OH) 2 →CaCO3 ↓+ H2O

    Ca (HCO3 )2 + Ca (OH) 2 →2CaCO3 ↓+ 2H2O

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

    通过上述反应式可知,中水石灰处理系统产生的主要产物是CaCO3,大部分火力发电厂采用石灰石—石膏湿法脱硫工艺,脱硫吸取剂主要原材料为石灰石,石灰石主要成分为CaCO3 ,与中水石灰软化产物成分一致,因此从理论上中水处理系统的产物可以作为脱硫系统的脱硫剂使用。

    随着火力发电厂水源使用中水越来越多,使用石灰软化工艺比较普遍,所以随着中水污泥回用至吸取塔成功,各火力发电厂可以推广实施,解决泥饼固废污染环境问题。

四、经济社会效益

1.中水泥浆回用于脱硫技改工程的成功投运,彻底解决了中水泥浆运输、排放的污染问题,同时减少泥饼清运费用;

2.中水泥浆用作脱硫原料替代部分石灰石,每年减少石灰石消耗约0.4万吨,价值约50万元,实现了“以污治污”的目标;

3.脱水机的停运,年节省厂用电约4.5万元,年节约脱水机检修费用约10万元;

    污泥回用工作开展后,机加池停止添加助凝剂,减少添加聚合硫酸铁,脱水机停止添加脱水剂,可以有效降低药剂费用。

4.中水泥浆的循环利用,实现中水污泥零排放,减少固体废弃物产生,降低了环保影响。

五、推动行业进步

    孟津电厂中水污泥回用工作实施成功,经济效益和环保效益明显,如能在电力行业内广泛推广,可以掀起一场电力行业污泥处理方式的革命。

六、实施应用情况

1.工艺流程概况

    神华国华孟津发电有限责任企业装机容量为2台600MW超临界机组,循环水补充水采用洛阳市涧西污水处理厂城市中水,备用水源为黄河水,采用石灰石—石膏湿法脱硫工艺。

    中水预处理处理工艺为:城市中水引入4台1400m3/h机加池,机加池底部进水管与回流泥汇合,进入机加池中心筒(也称第一反应室),经加药混凝沉淀澄清后,使来水碱度、硬度、COD降低,同时浊度<10NTU。机加池反应后的水在机加池内部下行逐步与大颗粒的矾花分离再上行至清水区,翻过V型溢流堰汇入出水渠道,通过出水母管依次与浓硫酸发生中和反应、与二氧化氯发生杀菌反应后进入敞开式砂滤池。进入每池东西两侧的V型布水槽,水通过布水槽侧面的等距小孔均匀地流入滤床,水中残余的和后沉降形成的大颗粒悬浮物被石英砂拦截,浊度<1NTU的水顺着水帽流入地下水池(清水池、反洗水池、循环水池)。澄清池定期排泥至浓缩池,通过浓缩池输送泵将污泥输送至高速离心脱泥机制备成泥饼。清水池的水通过锅炉补给水补充泵供向脱硫区工艺水箱和纯水区清水槽;通过自用水泵用于前处理区的自用水;反洗水池的水通过砂滤池反洗水泵用于砂滤池的反洗。3台循环水补充水泵用于向#1、#2冷却水塔补水。

    脱硫工艺流程为:吸取剂采用石灰石粒,经干式磨机制成石灰石浆液,由石灰石浆液泵送入吸取塔与烟气中的SO2进行反应。两台炉设置2台干式磨机,2台石灰石浆液箱。

2.实施方案

    为使中水泥渣经济合理地用作脱硫原料,对中水深度处理系统泥渣处理部分进行改造。设计、安装了一套中水废弃物输送系统,将机加池内的泥渣通过管道定期送至脱硫石灰石浆液箱。改造后脱水机停运,泥渣处理系统得到简化,中水深度处理过程中停止添加助凝剂,减少添加聚合硫酸铁,运行调节更加简便。 改造后的流程图如下图。

    中水深度处理排出的泥浆中主要成分为碳酸钙和氢氧化镁,碳酸钙占90%,碳酸钙正是湿法脱硫的脱硫剂。中水泥浆是在中水石灰处理过程中产生的,所以中水泥浆成分相当复杂。石灰处理过程还会将其它成分产生混入中水泥浆。其实这些次要成分就是决定中水泥浆能否正常回用至脱硫系统的关键,孟津电厂回用前对污泥成分及石灰石成分进行分析对比如下:

3.实施过程中存在的问题

    在石膏旋流站底流至真空皮带脱水机入口处及废水处理的中和箱、沉降箱出现泡沫,且逐渐增多,分析吸取塔内也存在较多的泡沫;

4. 解决方案

4.1中水处理过程中停止投加聚丙烯酰胺和减少混凝剂(聚合硫酸铁)的用量。试验表明,中水处理过程中投加德的聚丙烯酰胺和聚合硫酸铁基本上都进入了中水泥浆。聚丙烯酰胺具有极强的絮凝作用,一旦进入吸取塔,大大提高了石灰石浆液粘稠度,形成浆液抱团,恶化了浆液品质,对脱硫率、石膏结晶以及石膏脱水都会有严重的负责影响。混凝剂脱硫浆液也存在劣化影响,少量的混凝剂不会导致吸取塔有明显的运行情况变化。

    实践证明,由于中水采用石灰处理工艺,形成的碳酸钙就是大颗粒分子,沉降速度不慢。投加助凝剂和混凝剂是用于进一步提高泥渣沉降速率。不投加助凝剂,机加池泥浆分离层上移,但是通过运行调整,少量投加混凝剂,确保泥浆分离层稳定,可以能保证机加池出水水质。,由于机加池后还设置了砂滤池,完全能够保证中水最终产品水的水质。孟津电厂把机加池出水水质浊度标准由10NTU提高到15NTU,但是砂滤池出水浊度保持不变,砂滤池的反洗次数增加。

4.2脱硫系统起泡严重时,减少向脱硫系统投加消泡剂

    脱硫系统起泡严重时,为了减少泡沫,采取了向吸取塔排水池内加入大量消泡剂来消除泡沫的方法。试验证明,加入消泡剂后可以起到短时的效果,但加入大量消泡剂后会导致吸取塔内的杂质增多,会出现石膏脱水困难和品质大规模下降的问题。另外,消泡剂价格较高,使得脱硫处理成本增加较多,所以根据脱硫浆液循环泵出口压力以及电流变化,通过添加消泡剂可以有效避免吸取塔起泡带来的设备参数以及环保指标异常风险。

    由于中水来水微生物及COD含量较高,而孟津电厂二氧化氯杀菌剂添加位置为机加池出水,所以添加二氧化氯对污泥去除COD没有影响,所以孟津电厂目前通过采用定期添加氯锭的方式,降低污泥中COD以及微生物含量,可以降低吸取塔浆液起泡的可能性,通过与中水供水厂沟通,提高了中水来水水质,吸取塔内的泡沫开始减少,消泡剂的用量也随之降低。

七、结论

    通过理论分析和实际应用,中水深度处理产生的污泥完全可以用做脱硫剂用于石灰石-石膏湿法脱硫系统。而且通过简单的设计优化及设备改造就可以实现污泥的回用,根据项目实施后经济性分析,改造项目的收益率可观。

    由于孟津电厂中水来水水质较差,增加中水污泥微生物含量,主要可能导致污泥回用后,脱硫吸取塔浆液起泡,但是通过添加杀菌剂以及加强运行控制与调整,可以有效避免这些风险,保证设备参数及环保指标不受影响,所以中水污泥回用技术可以,经济及环保效益比较明显,技术打破传统泥浆处理工艺,具有创新意识,在电力行业具有一定的推广意义。(此专文摘自《88必发娱乐游戏》杂志文库,专文主创单位:国华孟津发电企业)

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