石灰石石膏湿法脱硫废水处理工艺

石灰石石膏湿法脱硫废水处理工艺第1页/共55页1、燃煤电厂中的水循环系统第2页/共55页2.1废水分类

经常性废水是指一天/周中连续或间断性排放的废水；非经常性废水是指定期检修或不定期发生的废水。2、废水分类及相关标准火电厂废水经常性废水非经常性废水火力发电厂废水的归类详见下表1。第3页/共55页种类废水名称污染因子经常性废水生活、工业水预处理装置排水SS锅炉补给水处理再生废水PH、SS、TDS凝结水精处理再生废水PH、SS、TDS、Fe、Cu等锅炉排污水PH、PO43-取样装置排水PH、含盐量不定实验室排水PH与所用试剂有关主厂房地面及设备冲洗水SS输煤系统冲洗煤场排水SS烟气脱硫系统废液PH、COD、SS、重金属、F-生活污水SS、COD、BOD、氨氮、磷非经常性废水锅炉化学清洗废水PH、油、COD、SS、重金属、F-锅炉火侧清洗废水PH、SS空气预热器冲洗废水PH、COD、SS、Fe-除尘器冲洗水PH、COD、SS油区含油污水SS、油、酚蓄电池冲洗废水PH停炉保护废水NH3、N2H4表1火力发电厂废水种类和污染因子第4页/共55页2.2主要标准、规程及规定石灰石-石膏湿法脱硫废水处理主要应遵循的标准、规程及规定：《污水综合排放标准》(GB8978-1996)《火力发电厂废水设计技术规程》(DL/T5046-2006)第5页/共55页

针对近十年来石灰石-石膏湿法烟气脱硫技术在我国成功、广泛的应用，特制定《火电厂石灰石-石膏湿法脱硫废水水质控制指标》(DL/T997-2006)。序号监测项目单位控制值或最高允许排放浓度值1总汞mg/L0.052总镉mg/L0.13总铬mg/L1.54总砷mg/L0.55总铅mg/L1.06总镍mg/L1.07总锌mg/L2.08悬浮物mg/L709化学耗氧量mg/L15010氟化物mg/L3011硫化物mg/L1.012pH6-9注：化学需氧量的数值要扣除随工艺水带入系统的部分第6页/共55页序号监测项目单位最高允许排放浓度值1硫酸盐mg/L2000

在《火电厂石灰石-石膏湿法脱硫废水水质控制指标》(DL/T997-2006)中增加了“在厂区排放口增加的监测项目和污染物最高允许排放浓度”。第7页/共55页

脱硫废水主要来源：

废水/石膏旋流器排水真空皮带脱水机脱水工艺冲洗排水，等脱硫废水中的主要污染指标：pH值，呈弱酸性，通常为5.5-6.5；悬浮物，主要包括灰份、惰性物质、CaCO3、石膏、CaSO3等；COD，主要由亚硫酸盐、亚硝酸盐及其它还原性无机盐等；重金属离子，如铁、铜、锰、镍、镉、汞、铬、铅、钴等；氟化物。3、废水来源及主要污染指标第8页/共55页

强腐蚀性

pH值偏低，氯离子含量高、硫酸根含量高强磨蚀性悬浮物含量很高，并且硬度大强污染性悬浮物、重金属离子、氟化物含量高4、脱硫废水的性质第9页/共55页

煤质成分进入脱硫废水的有害物质主要来自烟气中的气态成分。这类气态成分如HCI、HF、汞等，与燃料质量有关。5、影响废水水质水量的主要因素

除尘效率决定进入脱硫系统的粉尘含量，从而影响废水中悬浮物含量。

吸收塔内pH值会影响洗涤粉尘内重金属的溶解度。

脱硫吸收剂质量

脱硫工艺用水成分

吸收塔内浓缩倍率

是否设置脱销装置或脱硝装置的布置决定是否有NOx和NH3进入脱硫系统第10页/共55页烟气中氯含量与废水量的关系第11页/共55页6、脱硫废水处理工艺

根据脱硫废水的水质特点和电厂的实际情况，脱硫废水的处理方法综合起来主要有如下三种：将脱硫废水与经浓缩的副产品石膏混合后排至灰场堆放。这种方法适用于石膏副产品完全抛弃，不综合利用的湿法脱硫工艺系统。我国珞璜电厂采用此方法进行脱硫废水的处理；将脱硫废水在电除尘器和空气预热器之间的烟道中完全蒸发，所含固态物与飞灰一起收集处置。这种方法因条件限制在我国很少采用，但在美、德等国家有的采用此法进行脱硫废水的处理；设置单独的脱硫废水处理系统。第12页/共55页1)典型处理工艺单独的脱硫废水处理工艺高氯离子含量燃料的脱硫废水处理工艺第13页/共55页注意：

低氯化物含量燃料产生的脱硫废水具有较高的镁和硫酸盐浓度。所以控制pH=10-11析出氢氧化镁，从而控制硫酸盐不超过排放极限。低氯化物含量燃料产生的脱硫废水处理第14页/共55页碱化处理，调节pH值，消减石膏过饱和度，氟化钙、金属氢氧化物沉淀析出；金属硫化物沉淀析出；絮凝/析出；沉淀/分离泥渣；泥渣脱水。主要有以下化学物理处理过程：第15页/共55页碱化剂用量范围是由脱硫系统内不同的pH所决定的。如氢氧化物絮块和石膏晶体沉淀性很好，可以放弃使用絮凝剂。TMT15或硫化盐也不是任何时候都必须添加的。当汞含量较低时，通过碱性化处理，便可以将其固着在固体物内。如不添加助凝剂，泥渣分离会不充分。

第16页/共55页2)改进处理工艺1：第17页/共55页3)改进处理工艺2：第18页/共55页4)改进处理工艺3:第19页/共55页1)达标排放；2)提高循环冷却水系统浓缩倍率，将该水用于冲渣补充用水；3)干灰调湿；4)煤场喷洒用水等。注：脱硫废水处理合格后回用时应注意回用措施的方面的细节问题，如回用后管道内残留液的置换冲洗等。7、处理后废水去向第20页/共55页按《污水综合排放标准》(GB8978-1996)中一级标准要求：

1)根据电规总院《火电工程限额设计参考造价指标》(2005年水平)，2x600MW机组石灰石-石膏湿法脱硫废水处理系统参考造价为878万元，目前，项目实际费用约600万元左右；2）按照目前脱硫废水的典型处理工艺，正常情况下，2台600MW的脱硫废水处理运行成本在4.5-5.0元/m3；3)按我司最终改进完善后的处理工艺，投资成本增加约25%，但运行成本可控制在3.0-3.5元/m3。8、经济分析第21页/共55页

国外脱硫废水处理运行成本为0.9€/m3。(该费用中不包括泥渣处理费用、设备折旧费和包括化学分析在内的运行监测费用)第22页/共55页9、主要工艺设备1)中和箱/反应箱/絮凝箱、石灰加药及澄清浓缩器第23页/共55页2)脱水设备：厢式压滤机及底部集液盘第24页/共55页3)助凝剂加药设备第25页/共55页4)消石灰粉自动投加装置第26页/共55页废水处理装置可靠性；系统设计容量问题，目前有125%、150%和150%再加每天运行16小时几种；按照《火力发电厂废水治理设计技术规程》(DL/T5046-2006)，“脱硫废水处理装置应单独设置，并按连续运行方式设计”。“脱硫废水池(箱)总容量宜按其一日发生量考虑，宜设两格，并应设搅拌曝气装置”。“在脱硫废水处理车间出口，经处理后的废水需连续监测的项目为流量、SS和pH值等；需定期检测的项目主要有GB8978-1996中第一类污染物和第二类污染物中的铬、汞、镉、铅、COD、氟、锌、铜和硫化物等物质。”污泥脱水设备的选择：卧螺离心机、带式压滤脱水和厢式压滤机；10、设计注意事项第27页/共55页11、施工注意事项脱硫废水处理系统大多设备、管道均为衬胶、衬塑防腐，施工过程中注意避免破坏防腐层；脱硫废水处理系统管道种类多、管径小，很多小管道按规定可不出图，为此，在这类管道安装时，交叉、横跨运行通道现象时有发生等；脱硫废水处理系统中小口径管道（UPVC、ABS管）支架间距小，支撑点应较多；施工过程中使用不合格产品，如UPVC管等，未运行时就出现管道变形；离心脱水机要求软管连接进泥管、加药管、出水管；出泥口也不能采用硬连接方式；厢式压滤机被压端固定、而动力来源端不能固定；就地控制箱安装时要远离腐蚀源，零米以下建议不安装就地控制箱；脱硫废水安装调试都处于脱硫工程后期，重视程度不够，工期压缩较短，可能出现施工安装的质量问题。第28页/共55页1)尽量保证废水处理装置连续稳定运行；不能连续稳定运行时，根据停运时间长短确定系统设备的排空或冲洗；选择合理的搅拌器转速；药剂溶解投加时，应注意正确的投加量和投加方式；4)污泥脱水设备的监督运行：卧螺离心机、厢式压滤机；5)重金属沉淀剂的选择。12、运行注意事项第29页/共55页13、投运现状及分析1)搅拌器和泵经常故障；原因：设计进水水质与实际进水水质差距较大，泵和搅拌器磨损严重；搅拌器功率不够，经常出现电机烧坏现象；搅拌器转速不够，发生悬浮物在箱罐底沉积现象；2)出水水质不达标，污泥量大；原因：进水悬浮物含量超标，造成投加药品多、出水水质差、污泥量增大等；3)废水间隙排放，系统运行不连续，运行管理难，运行人员意识差。个别项目废水处理系统通过改变废水排放路径，废水处理系统长期闲置而不清理；例如：阜新项目、聊城项目4)脱硫废水系统管道堵塞，出现振动现象；反洗周期未按要求执行；原因：系统设备、管道发生堵塞，未按规定冲洗或反洗系统；第30页/共55页序号主要内容原因分析解决办法1浓缩澄清池的污泥沉积较多、刮泥机故障多来水含固率远大于设计值严格控制废水旋流器出水的含固率，并从设计上重新核算。脱水系统设备维修频繁选择质量好的设备运行人员少，对废水的重视不够；操作人员操作不熟练增加人员和管理2搅拌器故障频繁搅拌器选型偏小增大选型来水含固率远大于设计值控制废水旋流器出水的含固率运行中存在停机后，未排空在启动的情况强化管理3加药量无法保证运行成本考虑

运行人员不足；同时，石灰配置强度和难度大可以考虑配药人员临聘4地坑自吸泵故障多设备选型改变选型自吸泵在停运一段时间后，需要加引水5出水输送泵故障多（主要为机械密封磨损）出水含固率高、材质选型落实密封材质选择脱硫废水运行缺陷及解决办法第31页/共55页4)脱水机不能系统、稳定运行；原因：浓缩澄清池排泥浓度不均匀，泥水在浓缩池中停留时间太长。进泥浓度超出离心脱水机自适应范围。5)实际运行时药品性状与设计条件不符，造成加药系统不能正常运行；药品纯度未达到设计要求，出现加药量大、加药管道堵塞等现象；6)加药装置出口UPVC或ABS加药管断裂；原因：加药管固定不牢或支架未按施工设计说明中要求制作，造成加药管断裂。序号污泥沉淀的时间(小时)污泥沉淀后的浓度163-6%2107-10%离心脱水机的标准浓度3-6%第32页/共55页一种新的处理工艺金属去除系统ABMet®简介第33页/共55页什么是ABMet?AdvancedBiologicalMetalsRemoval利用源于自然界的微生物处理溶解的无机化合物，如硒，硝酸盐和其它金属(汞，砷，锌等)到低浓度(ppb,ppt)全球第一个已商业化的能将硒去除到超低浓度的技术第34页/共55页聚集在活性炭模块上的还原硒ABMet亮点生物流程而非化学处理缺氧或厌氧反应运用生物还原反应和沉淀工艺，简单可控经过筛选的生物附着在活性炭表面，不会流失按照客户需求可以将多个反应器串联，增强处理效果金属颗粒滞留在系统里面直到逆流冲洗吨水运行费用小于1元人民币第35页/共55页ABMet和竞争者的比较竞争者ABMet~100ppb<10ppb第36页/共55页ABMet处理效果组分单位入水出水Nitrate-N（硝酸盐）mg/L（ppm）10-250ND<1Selenium（硒）mg/L（ppm）<10<0.01Mercury（汞）ug/L（ppb）<5<0.012*OtherMetals（砷、锌等）mg/L（ppm）<10<0.01完全脱硝达到超低硒浓度的最有效的办法极为高效的汞还原能力*经额外处理可以达到，取决于水质第37页/共55页营养池营养供应泵(s)固体颗粒去除废水反冲泵(s)反冲后存储固体丢弃填埋ABMet反应器1ABMet反应器r2反冲存储供应泵二级供应泵(s)流出液体泵(s)处理后ABMet

处理流程(FGD为例)1.预处理：废水中固体去除，沉淀池2.进入ABMet反应器，出水排放和进入反冲储存池3.加入营养物4.系统反冲除气和去除反应器中积聚的固废第38页/共55页ABMet的商业化9～11fullscale已经投产

~20pilot中试(FGD废水、采矿、石油精炼、农业灌溉、市政污水、地下水）

~100treatabilitystudy可行性实验(欧洲、加拿大、美国、澳大利亚、中国…..)处理每吨废水的一次性投资第39页/共55页处理效率高低低高处理成本ABMet<$1.0/3.8m3离子交换$1.0-3.0/3.8m3化学沉淀$1.0-5.0/3.8m3湿地处理<$2.0/3.8m3反渗透$3.0-10.0/3.8m3纳滤$3.0-8.0/3.8m3BDAT沉降$9.0-15.0/3.8m3低成本高效率运营成本比较ABMet吨水处理费用仅为0.5元第40页/共55页现场中试方便运输和安装占地面积小处理量20m3/day

集装箱式设计

40尺货柜

11.8x2.13x2.18米第41页/共55页2,200MW

FGDblowdownABMet用于硒和硝酸盐的去除直接排放处理水量（3,255m3/天）ABMet应用实例美国北卡罗来纳州某电厂第42页/共55页第43页/共55页谢谢！第44页/共55页

影响废水量的因素第45页/共55页烟气中氯含量与废水的关系第46页/共55页第三部分：脱硫废水处理工艺

根据脱硫废水的水质特点和电厂的实际情况，脱硫废水的处理方法综合起来主要有如下三种：将脱硫废水与经浓缩的副产品石膏混合后排至灰场堆放。这种方法适用于石膏副产品完全抛弃，不综合利用的湿法脱硫工艺系统。我国珞璜电厂采用此方法进行脱硫废水的处理；将脱硫废水在电除尘器和空气预热器之间的烟道中完全蒸发，所含固态物与飞灰一起收集处置。这种方法因条件限制在我国很少采用，但在美、德等国家有的采用此法进行脱硫废水的处理；设置专门的脱硫废水处理系统。一、处理方法第47页/共55页

造价分析：

根据电力规划设计总院编制的《火电工程限额设计参考造价指标》，2×600MW机组石灰石湿法脱硫废水处理系统参考造价见下表：

序号

模块名称

技术条件

造价

1单独处理回用613万元

2单独处理排放878万元

3不处理回用直接用于水力冲灰。0万元

无石灰、有机硫或硫化钠加药系统及脱水机等设施。处理目标主要去除悬浮物。处