电厂脱硫废水软化处理技术

宝钢电厂属于火力发电厂，现拥有4×350MW+150MW发电机组，以燃煤为主，燃气为辅。宝钢电厂目前采用湿法脱硫工艺处理燃煤过程中产生的大量SO2。在这个过程中，会产生大量高硬度、高盐度、高氯离子的废水。硬度过高会导致后续膜处理阶段无机结垢，影响膜的稳定使用。如何有效简单地软化这类废水就显得尤为关键。

1.脱硫废水水质

目前，电厂脱硫装置大多采用石灰石-石膏湿法脱硫工艺。在不断循环的过程中，脱硫装置内浆液中的水分会不断富集氯离子，从而加速脱硫装置的腐蚀；另一方面，也会影响石膏的质量。因此，石膏浆液旋流器溢流除一部分返回脱硫塔外，其余部分将进入废水处理系统。

为了解脱硫废水的具体水质，连续45天进行采样试验，跟踪电厂脱硫废水B1500池的出水水质，分析离子组成。具体结果如表1所示。可以看出，脱硫废水具有以下特点:

(1)含盐量高。在实际运行中，受水质和煤质的影响，有一定的波动，一般在3000mg/L-12000mg/L之间。

(2)硬度高，总硬度为2500~12000mg/L，Ca2+、Mg2+和SO42-均处于较高水平，易结垢。

(3)成分复杂，Cl-含量高，具有一定的腐蚀性。

2.软化工艺流程

本项目软化工艺流程如图1所示。来自脱硫废水处理站B1500的脱硫废水通过重力流进入软化系统的一级调节池。调节池中的水搅拌后用水泵抽到脱硫废水一次软化装置的反应池中，向池中加入碳酸钠，用搅拌器搅拌，使废水中的钙离子反应生成碳酸钙。搅拌后的混合溶液自行流入絮凝池，向池中加入絮凝剂和助凝剂，用搅拌器搅拌，使碳酸钙溶液产生较大的明矾。搅拌后的溶液通过分布器进入斜板沉淀器，较重的碳酸钙矾花在上升过程中被斜板阻挡，形成碳酸钙污泥沉淀在斜板沉淀器底部，上清液通过溢流槽流入脱硫废水初步软化装置的中和槽。脱硫废水一级软化装置中和池中的废水通过水泵输送至脱硫废水二级软化装置调节池进行二级软化。

调节池中的水搅拌后用水泵抽到脱硫废水二级软化装置的反应池中，向池中加入氢氧化钠，用搅拌器搅拌，使废水中的镁离子反应生成氢氧化镁。搅拌后的混合溶液自行流入絮凝池，向池中加入絮凝剂和助凝剂，用搅拌器搅拌，使氢氧化镁溶液产生较大的明矾。搅拌后的溶液通过分布器进入斜板沉淀器，较重的氢氧化镁矾花在上升过程中被斜板阻挡，形成氢氧化镁污泥沉淀在斜板沉淀器底部，上清液通过溢流槽流入脱硫废水二级软化装置的中和槽。在脱硫废水二级软化装置中和罐中加入盐酸，用搅拌器搅拌，调节废水的PH值至6.5-7。经盐酸调节后的废水被泵入下一个膜处理工序进行进一步处理。

3.主要设备设计参数

本项目设置一套处理能力为1m3/h的脱硫废水二级软化处理装置，集中布置在一个40英尺的标准容器内，由PLC automatic 控制系统根据各水泵、混合器、加药泵各水池的液位自动控制。

3.1原水调节桶及配套设备

V=1000L，材质:PE，配套搅拌机1套；原水输送泵:Q=1~1.5m3/h，H=10m，0.75KW，尼龙泵头；配套污水流量计1套，DN20，4~20mA输出；1个配有4~20mA输出的液位计。

3.2初级软化和澄清设备

pH调节箱I+软化箱I+澄清箱I+中和箱I+出水箱I，尺寸:L×B×H=3m×1.2m×1.2m，PH调节箱I=300L，软化箱I = 200L，中和箱I=300L，出水箱I = 300 l；设备材质:PP，3台变频控制搅拌机；设备配有2台pH计，输出为4 ~ 20mA1只配套液位计，输出4 ~ 20mA一级软化澄清水泵；Q=1~1.5m3/h，H=10m，0.75KW，SUS316L泵头。

3.3二次软化和澄清设备

pH调节箱I+软化箱I+澄清箱I+中和箱I+出水箱I，尺寸:L×B×H=3m×1.2m×1.2m，PH调节箱I=300L，软化箱I = 200L，中和箱I=300L，出水箱I = 300 l；设备材质:PP，3台变频控制搅拌机；设备配有2台pH计，输出为4 ~ 20mA1只配套液位计，输出4 ~ 20mA一级软化澄清水泵；Q=1~1.5m3/h，H=10m，0.75KW，SUS316L泵头。

鼓:V=20L，PE鼓，6套；药桶:V=100L，PE药桶，数量2个；药物输送泵:电磁计量泵，10台。

4.工艺参数的优化

在软化实验中，根据脱硫废水中钙镁离子含量的不同，加入不同量的碳酸钠和氢氧化钠溶液。待废水中的离子充分反应沉淀后，向出水加入盐酸进行中和，使软化后的出水pH值稳定在6.5-7.0之间。在实验过程中，选取不同药剂投加量的进水、一级软化出水和二级软化出水水样进行对比分析。

4.1碳酸钠用量对出水硬度的影响

在脱硫废水第一阶段软化实验中，根据脱硫废水中钙离子的含量加入不同量的碳酸钠溶液，并充分混合反应。测定了废水中残余钙离子的含量，得出了碳酸钠用量对出水硬度的影响。该反应的化学方程式为:

通过固定脱硫废水的原水水量(1m3/h)和碳酸钠溶液的浓度(碳酸钠溶液的浓度固定为11.11%，即在药桶中加入80kg水和10kg碳酸钠固体，然后充分搅拌溶解形成碳酸钠溶液)，并调整碳酸钠溶液计量泵的用量，可以向脱硫废水的一级软化装置中加入不同量的碳酸钠固体。在该中试装置中，碳酸钠溶液计量泵的用量约为100L。实验中，将碳酸钠溶液、絮凝剂和助凝剂按30L/h、40L/h、50L/h、60L/h和70L/h的用量加入脱硫废水中，充分搅拌后生成的碳酸钙在斜板沉淀器中沉淀。对脱硫废水一级软化装置的原水和水样进行了水质检测，分析了不同碳酸钠投加量对脱硫废水中钙离子的影响。

从表2可以看出，随着碳酸钠溶液用量的增加，钙离子的去除率也增加。碳酸钠溶液投加量达到70L/H左右时，脱硫废水中钙离子浓度为3.64mg/L，钙离子实际去除率达到99.85%，满足实验目标要求。因此，在本实验中，为了达到钙离子浓度低于10mg/L的目标，在脱硫废水的一级软化实验中加入了略过量的碳酸钠溶液，即加入70L/H的碳酸钠溶液(碳酸钠溶液浓度为11.11%)。

4.2氢氧化钠用量对出水硬度的影响

在脱硫废水二段软化实验中，根据脱硫废水中镁离子的含量，加入不同量的氢氧化钠溶液，充分混合反应，测定废水中残留镁离子的含量，从而得出氢氧化钠的用量对出水硬度的影响。该反应的化学方程式为:

通过固定脱硫废水原水水量(1m3/h)和氢氧化钠溶液浓度(氢氧化钠溶液取自宝钢电厂化学水站氢氧化钠槽，氢氧化钠溶液浓度为30%)，调整氢氧化钠溶液加药泵的用量，可以向脱硫废水二级软化装置投加不同量的氢氧化钠。在该中试装置中，氢氧化钠溶液计量泵的用量约为每小时2L。实验中，通过控制二级软化装置反应池的pH值，去除脱硫废水中的镁离子。絮凝池中加入絮凝剂和助凝剂，充分搅拌后生成的氢氧化镁在斜板沉淀器中沉淀。对脱硫废水二级软化装置的原水和水样进行了水质检测，分析了不同氢氧化钠投加量对脱硫废水中镁离子的影响。

从上表可以看出，当pH值增大时，脱硫废水二级软化装置中镁离子的去除率增大，当pH值达到11.5时，脱硫废水二级软化装置中镁离子的去除率可以达到99.7%以上。当pH值控制在11.5时，可以保证镁离子的去除要求。

5.结论

本项目采用宝钢电厂脱硫废水站B1500池出水作为本实验项目的原水。废水软化过程中，每小时进水控制在1吨左右，碳酸钠溶液用量控制在70L/H左右(碳酸钠溶液浓度控制在11.11%左右)，工艺pH值控制在11.5左右。此时软化脱硫废水中钙离子浓度可达5mg/L以下，镁离子浓度可达1 mg/L(来源:宝山钢铁股份有限公司)

免责声明：本网站内容来源网络，转载是出于传递更多信息之目的，并不意味赞成其观点或证实其内容真实性。转载稿涉及版权等问题，请立即联系网站编辑，我们会予以更改或删除相关文章，保证您的权利。
标签:  电厂脱硫废水软化处理技术