脱硫废水处理理论培训

1、2X600MW脱硫工程脱硫废水处理系统1.脱硫废水处理技术概况21.1.国内外脱硫除尘及废水处理技术发展的严峻形势21.2.国内外脱硫除尘废水处理技术综述21.3.现行国外典型脱硫除尘废水处理技术32.民权电厂脱硫废水处理设计72.1.工艺流程72.2.电气、仪表及监控系统112.2.1.电气设计112.2.2.仪表112.2.3.控制方式113.民权电厂脱硫废水处理运行操作具备条件113.1.废水处理系统运行应具备的条件113.2.运行前的准备工作123.3.运行时的注意事项124.民权电厂脱硫废水处理运行操作程序124.1.系统的手动启动程序124.2.2.废水处理主系统134.2.3.污

2、泥脱水系统141脱硫废水处理技术概况1.1. 国内外脱硫除尘及废水处理技术发展的严峻形势我国是世界上最大的煤炭生产和消费国，煤炭在中国能源结构中的比例高达76.2%，我国排放的SO2 的90%均来自于燃煤。近几年，我国虽然采取了排污收费政策，但每年的SO2排放量仍超过2000万吨，酸雨污染面积迅速扩大，对我国农作物、森林和人体健康等方面造成巨大损害，也成为制约我国经济、社会可持续发展的重要因素，因此，对SO2排放的控制已势在必行。 烟气脱硫是目前世界上唯一大规模商业化应用的脱硫方式，是控制二氧化硫污染的主要技术手段。国外烟气脱硫技术研究始于十九世纪五十年代，目前已有数千套烟气脱硫装置

3、投入运行。在成功地控制了二氧化硫污染的同时，各发达国家已形成烟气脱硫相关环保产业。我国自60年代就开始了零星的烟气脱硫研究，80年代后期开始列为重点课题，但由于燃煤这部分烟气流量大，SO2浓度低，技术难度较大。目前，通过国外技术的引进、吸收和消化，已在近年来建成了多座具有工业规模、行之有效的脱硫装置，使我国的脱硫市场得到了快速发展。 在1998年1月国务院以国函19985号文批复的国家环保局制定的酸雨控制区和二氧化硫污染控制区划分方案中要求“两控区”内火电厂做到：到2000年达标排放；除以热定电的热电厂外，禁止在大中城市城区及近郊区新建燃煤火电厂；新建、改造燃煤含硫量大于1%的电厂，必须建设脱

4、硫设施；现有燃煤含硫量大于1%的电厂，要在2000年前采取减排措施；在2010年前分期分批建成脱硫设施或采取其他有相应效果的减排二氧化硫措施。另外，新修订的“大气法”对SO2的排放要求更加严格。1.2.  国内外脱硫除尘废水处理技术综述锅炉烟气湿法脱硫（石灰石/石膏法）过程产生的废水来源于吸收塔排放水。为了维持脱硫装置浆液循环系统物质的平衡，防止烟气中可溶部分即氯浓度超过规定值和保证石膏质量，必须从系统中排放一定量的废水，废水主要来自石膏脱水和清洗系统。废水中含有的杂质主要包括悬浮物、过饱和的亚硫酸盐、硫酸盐以及重金属，其中很多是国家环保标准中要求严格控制的第一类污染物。 石灰石-石

5、膏法是目前使用中最广泛的一种烟气脱硫法，它能高效脱除烟气中的硫。脱硫FGD的废水必须综合考虑如下污染物的去除效率和程度： 1）pH值（随FGD流程不同有差异，一般为16.5）； 2）浮物固体成分及含量； 3）石膏过饱和度； 4）重金属含量。对于湿法烟气脱硫技术，一般应控制氯离子含量小于2000mg/L。脱硫废液呈酸性（pH46），悬浮物质量分数为900012700mg/L，一般含汞、铅、镍、锌等重金属以及砷、氟等非金属污染物脱硫废水，属弱酸性，故此时许多重金属离子仍有良好的溶解性。所以，脱硫废水的处理主要是以化学、机械方法分离重金属和其它可沉淀的物质，如氟化物、亚硫酸盐和硫酸盐。1.3. 现行

6、国外典型脱硫除尘废水处理技术 国内现行的典型废水处理方法均是基于脱硫除尘废水的排放特征衍生而来，针对不同种类的污染物，其各自的去除机理如下： 1）酸碱度调节（去除）先在废水中加入石灰乳或其它碱性化学试剂（如：NaOH等），将pH值调至67，为后续处理工艺环节创造良好的技术条件，同时在该环节可以有效去除氟化物（产品CaF2沉淀）和部分重金属。然后加入石灰乳、有机硫和絮凝剂，将pH升至89，使重金属以氢氧化物和硫化物的形式沉淀。 2）汞、铜等重金属的去除沉淀分离是一种常用的金属分离法，除活泼金属外，许多金属的氢氧化物的溶解度较小。故脱硫废水一般采用加入可溶性氢氧化物，如氢氧化钠（NaOH），产生氢

7、氧化物沉淀来分离重金属离子。值得一提的是，由于在不同的pH值下，金属氢氧化物的溶度积相差较大，故反应时应严格控制其pH值。 在脱硫废水处理中，一般控制pH值8.59.0之间，在这一范围内可使一些重金属，如铁、铜、铅、镍和铬生成氢氧化物沉淀。对于汞、铜等重金属，一般采用加入可溶性硫化物如硫化钠（Na2S），以产生Hg2S、CuS等沉淀，这两种沉淀物质溶解度都很小。 对于汞使用硫化钠，只要添加小于1mg/L的Na2S，就可对小于10g/L浓度的汞产生作用。为了改善重金属析出过程，制备一种能良好沉淀的泥浆，一般可使用三价铁盐如聚合硫酸铁一般为阴离子态的絮凝剂。通过以上两级处理，即可使重金属达标排放。

8、以加拿大XXX电厂为例，一般脱硫废水处理工艺见图1。 图1  加拿大XX电厂脱硫废水处理工艺 还有一些工艺，以Ca(OH)2代替NaOH，反应过程中同时产生CaF2、CaSO3、CaSO4沉淀物，以分离氟化物、亚硫酸盐、硫酸盐等盐类物质。采用Steinmullerj技术的波兰RAFAKO公司认为，使用Ca(OH)2溶液，通过加絮凝剂、助凝剂还可沉淀CaCl2分离Cl-。另外，德国一些公司，使用同样有选择作用的TMT（Trimercapto-trianzin）替代Na2S来沉淀汞，这种工艺相对操作简单。德国BABCOCK公司典型脱硫废水处理工艺流程如图2。图2 &#

9、160;德国BABCOCK公司典型脱硫废水处理工艺1.4. 国内现行典型脱硫除尘废水处理技术综述 在消化、吸收和引进国外先进脱硫技术的基础上，随着环境保护工作的逐年加强，脱硫除尘废水的稳妥达标处理也日益得到高度关注，结合国内电厂脱硫废水的实际情况： 1）湿法脱硫废水的主要特征是呈现弱酸性，pH值低于5.7；悬浮物高，但颗粒细小，主要成分为粉尘和脱硫产物（CaSO4和CaSO3）； 2）含有可溶性的氯化物和氟化物、硝酸盐等；还有Hg、Pb、Ni、As、Cd、Cr等重金属离子。 由此国内的处理技术基本基于如上废水的排放性质，采用物化法针对不同种类的污染物，分别创造合宜的理化反应条件，使之予以彻底去

10、除，基本分为如下几个主要反应步骤： 1）先行加入碱液，调整废水pH值，在调整酸碱度的同时，为后续处理工艺环节创造适宜的反应条件； 2）加入有机硫化物、絮凝剂和适量的助凝剂，通过机械搅拌创造合适的反应梯度使废水中的大部分重金属形成沉淀物并沉降下来； 3）通过投加的絮凝剂和适宜的反应条件，使得废水中的大部分悬浮物沉淀下来，通过澄清池（斜板沉淀池）予以去除； 4）加入絮凝剂使沉淀浓缩成为污泥，污泥被送至灰场堆放。废水的PH值和悬浮物达标后直接外排，其大致的工艺处理流程见图3。 图3   脱硫除尘废水处理工艺流程（国内）脱硫废水处理包括以下4个步骤： 1）废水中

11、和 反应池由3个隔槽组成，每个隔槽充满后自流进入下个隔槽，在脱硫废水进入第1隔槽的同时加入一定量的石灰浆液，通过不断搅拌，其PH值可从5.5左右升至9.0以上。 2）重金属沉淀 Ca（OH）2的加入不但升高了废水的PH值，而且使Fe3+、Zn2+、Cu2+、Ni2+、Cr3+等重金属离子生成氢氧化物沉淀。一般情况下3价重金属离子比2价离子更容易沉淀，当PH值达到9.09.5时，大多数重金属离子均形成了难溶氢氧化物。同时石灰浆液中的Ca2+还能与废水中的部分F-反应，生成难溶的CaF2；与As3+络合生成Ca（AsO3）2等难溶物质。此时Pb2+、Hg2+仍以离子形态留在废水中，所以在第2隔槽中

12、加入有机硫化物（TMT-15），使其与Pb2+、Hg2+反应形成难溶的硫化物沉积下来。 3）絮凝反应 经前2步化学沉淀反应后，废水中还含有许多细小而分散的颗粒和胶体物质，所以在第3隔槽中加入一定比例的絮凝剂Fe2(SO4)，使它们凝聚成大颗粒而沉积下来，在废水反应池的出口加入阳离子高分子聚合电解质作为助凝剂，来降低颗粒的表面张力，强化颗粒的长大过程，进一步促进氢氧化物和硫化物的沉淀，使细小的絮凝物慢慢变成更大、更容易沉积的絮状物，同时脱硫废水中的悬浮物也沉降下来。 4）浓缩/澄清 絮凝后的废水从反应池溢流进入装有搅拌器的澄清/浓缩池中，絮凝物沉积在底步并通过中立浓缩成污泥，上部则为净水。大部分

13、污泥经污泥泵排到灰浆池，小部分污泥作为接触污泥返回废水反应池，提供沉淀所需的晶核。上部净水通过澄清/浓缩池周边的溢流口自流到净水箱，净水箱设置了监测净水PH值和悬浮物的在线监测仪表，如果PH和悬浮物达到排水设计标准则通过净水泵外排，否则将其送回废水反应池继续处理，直到合格为止。2. 民权电厂脱硫废水处理设计2.1. 工艺流程脱硫废水的主要处理工艺过程设计如下：来自脱硫系统的脱硫废水经污水提升泵提升进入综合反应装置。废水反应处理装置主要包括：中和反应箱、有机硫反应箱、絮凝反应箱、助凝反应箱组成。废水经污水泵进入中和反应罐，在中和反应罐中根据废水的PH值自动投加适量的Ca(OH)2，将废水的PH值

14、调至8.59，在搅拌器的作用下使废水中的Fe3+、Zn2+、Cu2+、Ni2+、Cr3+等重金属离子生成氢氧化物沉淀。一般情况下，大多数重金属离子均形成了难溶氢氧化物。此时Pb2+、Hg2+仍以离子形态留在废水中。经中和反应后的废水流入有机硫反应罐，在此槽中投加适量的有机硫化物（TMT-15），使其与Pb2+、Hg2+反应形成难溶的硫化物。经前2步化学沉淀反应后，废水中还夹带者大量的石膏颗粒和反应生成难溶的氢氧化物沉淀。反应后的废水自流至絮凝反应罐，在此分别投加适量的絮凝剂聚合硫酸铁和阳离子聚丙烯铣氨，使之与废水中废水中许多细小而分散的颗粒和胶体物质反应，进一步促进氢氧化物和硫化物的沉淀，使细

15、小的絮凝物慢慢变成更大、更容易沉积的絮状物。然后废水自流入澄清分离器，使废水中的悬浮物快速沉降下来。经沉淀分离后的上清夜进入清水箱，利用清水泵达标外排。沉积在分离器底部的污泥在浓缩机的作用下进一步浓缩，浓缩后的污泥定期利用污泥脱水机进行脱水，脱出的废水回流至废水箱。脱水后的污泥经运输车运至灰场填埋。根据需要小部分污泥作为接触污泥返回废水反应池，提供沉淀所需的晶核。脱硫废水处理工艺流程见图4、图5、图6。图4：污水处理工艺流程图图4：污水处理工艺流程图图4：污水处理工艺流程图2.2. 电气、仪表及监控系统2.2.1. 电气设计本工程为脱硫废水处理站，根据设备情况，采用低压0.4KV专用线供电。2

16、.2.2. 仪表 超声波液位计：清水箱 1套；滤液箱 1套；石灰乳制备箱 1套；石灰乳计量箱1套；废液池 1套。分别用于废水泵的自动启停控制。 电磁流量计：脱硫废水来水管 1套；脱硫废水出水管 1套。 PH计： 反应箱出水管 1套，外排水管 1套。 浊度计： 外排水管1套。2.2.3. 控制方式控制方式采用集中控制，设置现场I/O柜。系统实现程序控制，自动控制所有设备的运转情况。现场I/O柜通过总线将系统的自动操作和运行状态传输至脱硫集控室，并在其DCS上位机上显示。为便于操作，有关设备设置现场开关。现场控制箱上有手动/自动转换开关。所有设备的运行状况和所有监测仪表的状态（运行、关闭、故障）在

17、集控室显示；备用设备之间可定时自动切换；出现异常情况，自动报警功能。3. 民权电厂脱硫废水处理运行操作具备条件3.1. 废水处理系统运行应具备的条件1 工程有关土建工作已全部完工。2 机务部分已全部安装完毕，管道已进行试压和清洗。3 电气、自控部分已全部安装完毕，并在MCC及控制室完成各种连线、查线及控制程序预试工作。4 设备已经检查，应处于良好投运状态。5 杂用水已供至废水处理区。6 所有设备阀门调整完毕。7 外排水管道已安装、试压完毕。8 系统调试所用的药品已全部到位，并经复合无误。3.2. 运行前的准备工作在每一系统进行调试前，要分别对以下各项工作进行认真检查是否具备调试条件，并逐项进行

18、落实。1）检查储罐、储存池是否彻底清理干净，不允许有任何杂质异物存在，尤其是混凝土块、木块等。2）检查管路是否清洗干净，防止杂物存于管路和设备中。3）检查设备安装的完整性及安全防护状况，防止由任何螺丝松动或安全防护罩不全的情况。4）检查设备的润滑状况，根据厂家说明书的要求和实际需要加注润滑油。5）检查管路上的阀门的正确开启位置等。6）对于转动设备进行手动盘车，确信能运转自如，无异常摩擦和噪音。7）检查电机转向是否正确，对于新增设备的电机空转二小时以上（按说明书进行，可在调试前进行）。8）检查管路上的仪表是否正常。9）检查密封所需的冷却水，密封水是否接通。10）首先用清水代替废水，使整个系统运行

19、一遍，以便彻底清洗和检查系统的各个部分。11）各类药品储罐，先用清水试验后，方能装药。3.3. 运行时的注意事项对于泵类设备在试车时应注意以下事项：泵类设备严禁干转：（即使点动试电机转向也应充满水），试车时应首先将泵前容器注水，并打开容器与泵之前的所有连通阀门，使泵体内充满水。搅拌器不能长时间空转。设备的润滑应准确适当。4. 民权电厂脱硫废水处理运行操作程序4.1. 系统的手动启动程序4.1.1. 将设备的选择开关旋至手动位置。4.1.2. 关闭所有箱罐的排污阀门。4.1.3. 药剂配制：聚丙：向聚丙溶药罐中注入清水，距灌顶200mm，加入聚丙（单罐），启动搅拌机，搅拌均匀，配制成2的药液。石

20、灰乳：向石灰乳制备罐中注入清水，距灌顶500mm，启动搅拌机，加入石灰乳，搅拌均匀，配制成5的药液。并将制备好的石灰乳溶药打入石灰乳计量罐，并及时启动搅拌机。有机硫：将桶装有机硫药剂加入有机硫加药罐。聚合硫酸铁：将桶装硫酸铁药剂加入有机硫加药罐。4.1.4. 将脱硫废水打至中和罐，当进水至1/3处时启动中和罐搅拌机。4.1.5. 废水依次主流入反应罐、絮凝罐，同时启动其搅拌机。4.1.6. 当废水经絮凝后流入澄清池后，启动刮泥机4.1.7. 然后依次启动石灰乳计量泵、有机硫计量泵、聚铁计量泵、聚丙计量泵，开始加药。计量泵的开度设置在固定的刻度。4.1.8. 当澄清池中上清液流入清水箱时，启动清

21、水箱搅拌。4.1.9. 清水箱水位为至2/3处时，启动清水外排泵。4.1.10. 当系统运行一段时间后，启动污泥脱水系统，进行污泥脱水。4.2. 系统的自动运行程序4.2.1. 废水处理药剂配制系统4.2.1.1. 将所有设备的选择开关旋至自动位置。4.2.1.2. 各种药剂配制好，包括盐酸准备好（参见手动运行时的配制方法）。4.2.1.3. 当石灰乳计量罐的液位到低液位时，石灰乳出液阀自动打开，石灰乳循环阀自动关闭。当石灰乳计量罐的液位到高液位时，石灰乳循环阀自动打开，石灰乳出液阀自动关闭。4.2.2. 废水处理主系统4.2.2.1. 在自动状况下，各箱罐中均有废水存在，搅拌器、石灰乳循环泵、刮泥机将自动处于运行状态，石灰乳循环阀处于打开状态。4.2.2.2. 当脱硫废水来水流量计有计量信号时，中和罐的PH计开始工作，检测中和后废水的PH值，并通过DCS程序，控制石灰乳计量泵频率，以加入适量的石灰乳，使中和罐出水维持在PH8.5-9.5之间。4.2