脱硫废水处理系统设计分析

脱硫废水处理系统设计分析

脱硫废水具有高悬浮物含量、高盐含量、强腐蚀性的特点，含有的杂

质主要有过饱和的亚硫酸盐、硫酸盐以及重金属，其中很多是GB8978

－1996中要求控制的一类污染物。作为电厂的一种处理难度大的废水，脱硫废水处理系统在运行过程中容易出现多种问题，导致目前国内很

多电厂的脱硫废水设备处于停运状态或出水不能达到GB8978－1996排

放标准。本文对脱硫废水处理系统设计缺陷和运行问题进行分析，提

出了相对应的改进和应对措施，使电厂脱硫废水处理系统出水能够满

足达标或回用要求。

1常见脱硫废水处理工艺

常见FGD脱硫废水处理系统为“三联箱处理+澄清”工艺，三联箱包

括中和箱、反应箱和絮凝箱，具体工艺流程如图1所示。FGD旋流站来脱硫废水在废水缓冲池内进行曝气混合均匀，然后通过废水泵送至三

联箱。在三联箱的中和箱中投加石灰乳或氢氧化钠，快速搅拌使原来

酸性的废水呈碱性（pH控制在9.0～9.5），此过程中大多数重金属形

成微溶的氢氧化物从废水中沉淀出来。中和箱内出水自流至反应箱，

在反应箱投加有机硫和凝聚剂，将不能以氢氧化物形式沉淀的残余重

金属以硫化物沉淀的形式去除。反应箱出水进入絮凝箱，在絮凝箱内

投加助凝剂，在低转速搅拌下进行絮凝反应，促进絮体进一步长大。

絮凝箱出水自流进入澄清器。废水絮体在澄清器内进一步长大，并通

过上部斜板进行沉淀分离，上部清水经加酸调节pH至6～9后自流进

入清水池。澄清器污泥送至压滤机进行压滤。

2存有问题分析

2.1设计方面1）废水旋流器问题。脱硫系统废水旋流器设计容量和

旋流子喷嘴尺寸选型不当，废水旋流效果差，脱硫废水来水含固量较高，造成系统设备之间连接管道沉积堵塞的问题，如中和箱、沉降箱、絮凝箱之间的连接管道经常因为悬浮物沉积而造成管道堵塞，且清理

困难。2）脱硫废水处理系统未设计废水缓冲池。有些脱硫废水处理系

统未设计废水缓冲池，废水直接进入三联箱进行处理。脱硫废水的排

放具有间断性且流量变化大的特点，废水没有经过均质均量的缓冲调节，容易造成脱硫废水处理系统尤其是澄清器短时负荷过大，影响了

出水水质。3）三联箱和澄清器缺陷。三联箱和澄清器设计反应停留时

间太短，絮凝反应效果差，形成的矾花颗粒不够大，泥水分离效果差，出水浊度和悬浮物含量高，水质变差。4）氟离子和硫酸根含量超标。

有些电厂脱硫废水来水氟离子和和硫酸根含量较高，但脱硫废水加药

系统却按投加NaOH溶液设计。因为NaOH只能调节pH，对氟离子和硫

酸根不具有去除能力，造成出水氟离子和硫酸根含量不能达到GB8978

－1996标准。5）系统管路缺陷。脱硫废水系统易发生污堵，有时需要对系统管路分段拆卸冲洗。因此脱硫废水处理系统管路设计时宜采取

拆卸方便的法兰连接方式，法兰间距一般宜小于6m，尽量少使用弯头3。

2.2运行方面脱硫废水处理过程中需要用到石灰乳配制系统和压滤机

系统，再加上脱硫废水本身固含量较高，这些造成脱硫废水处理过程

中容易遇到诸多问题。1）石灰贮藏给料系统故障。常见的石灰贮藏给

料系统见图2。目前国内多数电厂采用的是机械振打和气压流化出料方式，但这2种方式设备故障较多。机械振打常造成粉料压实，拱桥产生，防碍出料；气压流化出料中粉料分子分离和成为流体状态，改变

堆积密度和体积，造成计量不准，易形成老鼠洞；或因石灰乳配制时

产生的水汽上升导致石灰受潮板结，无法下料。上述原因导致石灰贮

藏给料系统在运行一段时间后被废弃。有些电厂直接采用人工进行袋

装石灰投加，但人工投加工作强度大，扬尘严重，工作环境恶劣，难

于长期运行。螺旋刮片给料型式是近几年才引进的进口产品，目前只

有少数电厂安装使用，故障较少，运行稳定，完全机械出料系统，计

量精准，工作现场飞灰很少，环境较好。2）石灰乳配制和投加问题。

石灰乳加药控制采取中和箱内pH计输出的模拟信号来实现石灰乳加药

泵自动变频调节，受石灰乳含量影响较大，因此需要采用高品质石灰

进行石灰乳的配制。如果石灰纯度不够，含砂量高，会造成石灰乳进

料不稳定，同时会造成石灰乳储罐的排污次数会增多，增加了人工清

理、冲洗工作量；石灰乳管道在停运后易堵塞管道，系统每次停运后

需要进行及时冲洗，冲洗过程应采用自动阀门减少人工劳动强度且不

留死角。3）设备及管路堵塞问题。废水系统故障后未及时冲洗污泥泵

及污泥管路，造成污泥管路堵塞，系统无法重新启动。废水系统中各

箱罐因来水中本身固含量较高，固体沉积造成设备堵塞，搅拌器超负

荷运行，因此各箱罐及调节池要采取措施多采用停运自动冲洗措施来

防止污泥堵塞板结。4）压滤机故障问题。污泥脱水系统的关键设备是

压滤机，脱硫废水系统常采用板框压滤机。目前国内电厂板框压滤机

有国产的也有进口的。综合多数电厂的运行实践表明，国产板框压滤

机故障高，压滤机污泥含水率偏高，泥饼粘结滤布严重，造成不能自

动卸泥，增加了人工干预的工作量；同时，污泥螺杆泵在向板框压滤

机输送泥浆过程中泵压经常过载，导致跳闸频繁，泥饼厚度达不到要

求4；滤布清洗装置配备不到位，造成滤布堵塞严重，压滤机无法稳压，容易吡泥。进口压滤机多带有自动卸饼系统和自动清洗装置，出现类

似情况较少，运行比较稳定。5）运行调整方式不合理。加药量与实际

废水水量、污染物含量不匹配，脱硫废水中的沉淀物沉降速度、絮凝

颗粒没有达到预期效果，导致澄清器泥水分离效果较差。

3应对措施

综合以上问题，电厂在脱硫废水改造时可采取应对措施如下：1）选

用合适的旋流器。为保证废水系统处理效果，应按相关规范设计脱硫

系统废水旋流器容量，选择合适的旋流子喷嘴尺寸。合适的旋流器能

够确保脱硫废水处理系统进水固体的质量分数小于1%，可以减轻脱硫

废水处理系统负担，提升三联箱的混凝沉淀效果。2）增设预沉池和废

水缓冲池。脱硫废水中悬浮物过高会造成混凝絮体不易沉淀，因此设

置预沉池，通过自由沉淀使一大多数悬浮物（质量分数50%以上）在预沉池中得到去除后再经三联箱的进行混凝沉淀，预沉池停留时间至少

为4h。脱硫废水排放具有间断不连续特点，设置废水缓冲池能够减轻

脱硫废水水质水量变化对三联箱工艺系统运行的稳定性造成的冲击，

提升系统出水效果。3）对三联箱进行合理设置。三联箱的停留时间应

大于30min。在脱硫废水量比较大时，三联箱尽量分2列布置。2列设