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一體化高效絮凝與傳統(tǒng)脫硫廢水處理工藝對(duì)比

  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(yùn)行成本高和設(shè)備檢修維護(hù)量較大的缺點(diǎn),這些缺點(diǎn)導(dǎo)致許多電廠雖安裝了上述脫硫廢水處理裝置,但在實(shí)際運(yùn)行過程中存在運(yùn)維成本高、故障率高、投運(yùn)率低的情況。三聯(lián)箱工藝需添加多種化學(xué)藥劑對(duì)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(yùn)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(shí),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(shí)間受水質(zhì)變化的制約,在短時(shí)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(yùn)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(yùn)行。

  1、工藝流程對(duì)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(duì)重金屬、懸浮物、氟化物的絮凝沉降,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。

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  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(120r/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(shí)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(qiáng)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(shí)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(shí)現(xiàn)固液分離。

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  1.3 工藝設(shè)備對(duì)比

  以2×330MW機(jī)組為例,脫硫廢水產(chǎn)生量約15t/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/T997—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。

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  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(tái)/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20m3;處理裝置整體占地面積小,安裝地點(diǎn)不受場地因素制約,可以整體模塊化設(shè)計(jì)組裝,同時(shí)可整體自由移動(dòng)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(tái)/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800~1000m3;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。

  2、運(yùn)行對(duì)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(duì)廢水進(jìn)行處理。調(diào)試期間控制脫硫廢水運(yùn)行15t/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(yùn)行,可以通過調(diào)整加藥量對(duì)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。

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  通過對(duì)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280g,若低于280g/t出水就會(huì)出現(xiàn)渾濁,最佳加藥區(qū)間為300~340g/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(yùn)行。

  2.2 出水水質(zhì)指標(biāo)對(duì)比

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

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  通過對(duì)外送化驗(yàn)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(duì)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(yùn)維經(jīng)濟(jì)性對(duì)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(yùn)行。某公司按年運(yùn)行335天以上,每天運(yùn)行12h計(jì)算,年運(yùn)行小時(shí)數(shù)約4000h,三聯(lián)箱工藝年運(yùn)行費(fèi)38.74萬元,高效絮凝工藝年運(yùn)行費(fèi)26.78萬元,較前者節(jié)約11.96萬元。經(jīng)濟(jì)性對(duì)比如表5所示。

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  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(xiǎn);同時(shí),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(shí)際運(yùn)行中堵塞問題突出,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(yùn)行維護(hù)成本,同時(shí)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(diǎn),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(xiàng)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/T997—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(diǎn),較原工藝系統(tǒng)大幅度降低了運(yùn)維工作量,有效解決了脫硫廢水系統(tǒng)不能長期穩(wěn)定運(yùn)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(fèi)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(xiǎn)化學(xué)藥品的管理風(fēng)險(xiǎn)。

  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(fèi)用。

  2)一體化高效絮凝技術(shù)對(duì)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(duì)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(yùn)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。( >

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