火電廠煙氣脫硫廢水處理系統(tǒng)設計

1、酒泉職業(yè)技術學院 2014 屆各專業(yè)畢業(yè)論文（設計）成績評定表姓名段海龍班級 11電廠班專業(yè)電廠設備運行與維護指導教師第一次指導意見年 月 日指導教師第二次指導意見年 月 日指導教師第三次指導意見年 月 日指導教師評語及評分 成績： 簽字（蓋章） 年 月 日答辯小組評價意見及評分成績： 簽字（蓋章） 年 月 日教學系畢業(yè)實踐環(huán)節(jié)指導小組意見簽字（蓋章） 年 月 日學院畢業(yè)實踐環(huán)節(jié)指導委員會審核意見簽字（蓋章） 年 月 日說明：1、以上各欄必須按要求逐項填寫.。2、此表附于畢業(yè)論文 (設計)封面之后。目錄一、廢水處理系統(tǒng)2（一）加藥系統(tǒng)2（二）廢水處理工藝步驟3（三）泥脫水系統(tǒng)4二、工藝原理:5

2、（一）.廢水處理的物理化學過程是依據(jù)如下基本反應進行的：5（二）.二價和三價的重金屬離子（Me）通過形成微溶的氫氧化物從廢水中沉淀出如下所示：5（三）采用有機硫化物沉淀重金屬6（四）固體沉淀物的絮凝6（五）沉降固形物從廢水中分離6三、設計參數(shù)7（一）廢水的入口參數(shù)7（二）廢水出口參數(shù)7（三）化學藥品的消耗9四、加藥系統(tǒng)連鎖啟?？刂?（一） 助凝劑（PAM）泵啟停控制：9（二）鹽酸泵連鎖設置10（三）硫酸氯化鐵泵啟停10（四）、沉淀劑有機硫泵的控制：10（五）石灰乳加藥泵11五、廢水流程及連鎖啟停11（一）污泥脫水系統(tǒng)流程及連鎖啟停：12（二）處理填加藥品的配制連鎖12（三）各箱罐攪拌器的運行1

3、3（四）廢水系統(tǒng)連鎖運行13（五）廢水處理系統(tǒng)藥液配制13致 謝：15火電廠煙氣脫硫廢水處理系統(tǒng)設計 摘要:FGD）。FGD排出的弱酸性的、渾濁的廢水輸送到廢水處理車間做最后的處理， 關鍵詞:連鎖處理; 設計原理；參數(shù)監(jiān)測；系統(tǒng)連鎖啟停; 廢水循環(huán)廢水中的雜質除了大量的可溶性氯化鈣之外，還包括：氟化物、亞硝酸鹽、重金屬離子如砷、鉛、鎘、鉻離子等，還有不可溶的硫酸鈣及硒等。 除了小部分微溶的氫氧化物泥漿外，上述雜質可以從水中分離出去。其后，處理過的廢水排入電廠排水系統(tǒng)，在廢水澄清過程中產(chǎn)生的氫氧化物泥漿在箱式壓濾機中脫水。廢水的物化處理工藝按如下步驟進行：氧化鈣/石灰乳進行堿化處理，通過設定最優(yōu)

4、的PH值范圍，部分重金屬離子以氫氧化物的形式、氟離子以氟化鈣的形式從水中沉淀出來。通過加入有機硫化物，使某些重金屬如鎘和汞沉淀出來。通過添加絮凝劑及助凝劑，使上述反應形成的微小顆粒凝聚為更易沉降的大粒子絮凝物形式。在澄清池/沉降箱中將形成的大粒子絮凝物從廢水中分離出來。采用脫水機將所得氫氧化物泥漿脫水。一、廢水處理系統(tǒng) （一）加藥系統(tǒng) 脫硫廢水處理加藥系統(tǒng)包括：石灰乳泵自動加藥系統(tǒng)、絮凝劑泵加藥系統(tǒng)、助凝劑泵加藥系統(tǒng)、有機硫化物泵加藥系統(tǒng)、鹽酸泵加藥系統(tǒng)等。廢水處理所需的化學藥劑在此通過泵的輸送、箱罐的貯存、攪拌器的混合，配成所需濃度的溶液，以備添加。 （二）廢水處理工藝步驟 脫硫廢水處理系統(tǒng)

5、采用化學加藥和泥漿連續(xù)處理廢水。沉淀出來的固體物在沉淀池和澄清池中分離出來，處理后的廢水經(jīng)砂濾進入出水箱，經(jīng)PH調節(jié)罐調節(jié)達到標準后排放。廢水處理系統(tǒng)分為：還原沉淀，一級澄清，除氟，二級澄清，中和，砂濾和檢驗排放等。其工藝流程見圖1 。圖1 石灰石濕法FGD脫硫廢水化學處理工藝流程具體工藝步驟如下：1）從FGD來的脫硫廢水流入水質調節(jié)槽緩沖。水質調節(jié)槽的液位控制廢水泵的啟停和流量調節(jié)閥的開度，廢水以較為恒定的流量進入沉淀反應槽。2）脫硫廢水自水質調節(jié)槽至沉淀反應槽后，在沉淀反應槽加入石灰漿使重金屬離子形成難溶的氫氧化物沉淀，然后加入還原劑使六價鉻在此處被還原成三價鉻。三價鉻與氫氧根結合，生成氫

6、氧化鉻沉淀。3）脫硫廢水溢流進入沉淀槽，沉淀上部圓筒形為沉淀區(qū)，下部為截頭圓錐狀的污泥區(qū)，內部設有導流筒。廢水自導流筒向下進入，在底部遇反射板折流后在沉淀區(qū)緩慢向上流，最終進入上端環(huán)形溢流槽溢流排走。污泥自導流筒進入后由于重力作用向下沉降最終進入污泥區(qū)，部分被水流帶入沉淀區(qū)的污泥，因水流速度緩慢，也會逐漸沉降至污泥區(qū)。經(jīng)過澄清的廢水溢流入除氟反應槽。用泵將污泥排入泥漿緩沖槽。4）來自污泥脫水系統(tǒng)的濾液和沉淀槽上部出來的清水進入除氟反應槽，加入石灰漿調pH值至11.5，同時加入除氟劑，使除氟劑與氧化鈣在此堿性條件下反應，生成極難溶解的物質。除氟反應槽出來的廢水進入除氟反應槽繼續(xù)反應，出水含氟量低

7、于10mg/L。除氟反應槽底部設有空氣管，鼓入氧化空氣，以降低廢水的COD指標。除氟反應槽出來的廢水經(jīng)提升泵送至澄清槽。5）脫硫廢水經(jīng)過除氟處理后通過提升泵送入澄清槽，澄清槽上部圓筒形為沉淀區(qū)，下部為截頭圓錐狀的污泥區(qū)，內部設有導流筒。廢水自導流筒向下進入，在底部遇反射板折流后在沉淀區(qū)緩慢向上流，最終進入上端環(huán)形溢流槽溢流排走。污泥自導流筒進入后由于重力作用向下沉降最終進入污泥區(qū)，部分被水流帶入沉淀區(qū)的污泥，因水流速度緩慢，也會逐漸沉降至污泥區(qū)。經(jīng)過澄清的廢水溢流進入中和槽，用泵蔣污泥排入泥漿緩沖槽。6）經(jīng)過澄清的廢水溢流進入中和槽后，加入適量的工業(yè)鹽酸，調節(jié)廢水的PH值至69。中和后的廢水由

8、泵送至砂濾器。7）中和后的廢水進入砂濾器，通過連續(xù)運行的砂濾器進一步除去懸浮顆粒。廢水進入砂濾器由下向上通過砂層，處理后的井水由上部出水排出進入排水槽。8）經(jīng)砂濾后的凈水進入排水槽，在排水槽內進行pH值的檢查，以使最終的出水pH值維持在69范圍內。處理合格的廢水排往中和槽重新處理。 （三）泥脫水系統(tǒng)在廢水澄清過程中產(chǎn)生的污泥經(jīng)污泥脫水機脫水。脫水所產(chǎn)生的濾液返回處理系統(tǒng)重新處理。脫水后的污泥（濾餅）經(jīng)污泥料斗排到運泥卡車中，并運送到電廠貯灰場。二、工藝原理: （一）.廢水處理的物理化學過程是依據(jù)如下基本反應進行的： 1.采用氫氧化鈣/石灰乳進行堿化處理，以沉淀部分重金屬和氟離子. 加入石灰乳進

9、行廢水堿化處理時，水中的鹽酸按如下反應得到中和：2HCl+Ca(OH)2->CaCl2+2H2O超過此值的OH離子數(shù)量決定了基本范圍內的廢水PH值。由于各重金屬離子,不同的PH值沉淀出來，因此這一步是各氫氧化物形成的決定性步驟。 三價金屬離子沉淀的PH值通常低于二價金屬離子。此外，發(fā)生沉淀的PH值還受存在于FGD廢水中的大量的過量電解質影響。存在于FGD廢水中的大多數(shù)重金屬的沉淀來說，PH值在9.09.5之間較為合適。2 .活性炭通過對熱電廠工業(yè)廢水的定期監(jiān)測，發(fā)現(xiàn)正常情況下的COD含量不是很高，一般都在1020mg/l。按常規(guī)廢水在炭床上停留2030分鐘時，活性炭吸附能力才能充分發(fā)揮，

10、但熱電廠廢水量大，在吸附床停留時間僅56分鐘，試驗結果證實：此時活性炭對COD的吸附能力只有20%左右。針對這一特性，熱電廠請金陵公司水中心研制了一種高效殺菌并兼有吸附功能的載銀活性炭，其作用是：有效殺菌、去除異味、穩(wěn)定COD，它只要廢水在炭床上保證停留2分鐘，就能達到90%以上的殺菌率，確保了廢水循環(huán)使用的穩(wěn)定性。（二）.二價和三價的重金屬離子（Me）通過形成微溶的氫氧化物從廢水中沉淀出如下所示：Me2+2OH->Me(OH)2Me3+3OH->Me(OH)3 加入Ca(OH)2的另一個主要目的是去除水中的氟離子。氫氧化鈣溶于水中生成Ca2+和 OH ，其中Ca2+與水中的F-形

11、成CaF2沉淀顆粒從廢水中沉淀出來，其反應如下所示：Ca2+2F-> CaF2 汞形成微溶的化合物，以固體形式沉淀出來。 （三）采用有機硫化物沉淀重金屬 并非所有的重金屬都能以氫氧化物形式完全沉淀出來，尤其是鎘和汞。因此，有機硫化物（如有機硫）根據(jù)被處理的廢水量按比例加入。有機硫化物首先與鎘和汞形成微溶的化合物，以固體形式沉淀出來。 （四）固體沉淀物的絮凝 從廢水中沉淀出來的氫氧化物和化合物，與FGD廢水中的固體一樣，粒子都很細，分散在整個體系中，很難沉降。為了改善所有固體物的沉降行為，應向廢水中加入絮凝劑，形成氫氧化鐵小粒子絮凝物。重金屬氫氧化物及化合物附在氫氧化鐵小粒子絮凝物上，形成

12、較大的更易沉降的絮凝物。廢水中所含固體的沉降行為可以通過加入絮凝助劑進一步得到改善。根據(jù)經(jīng)驗，使用陰離子聚電解質可以達到此目的。這些物質能較大程度地降低粒子的表面張力，使其形成易于沉降的大粒子絮凝物。 （五）沉降固形物從廢水中分離 在沉降階段，固體物質從液體中分離出來。絮凝階段形成的大粒子絮凝物沉到澄清/沉降器的底部。這一過程是在重力作用下發(fā)生的，因為固體和液體具有不同的密度。在沉降過程中，液體的浮力必須小于固體物的沉降力。熱誘導流對固形物（大粒子絮凝物）的沉降行為有不利影響。沉降階段完成后，形成兩個較易分離的物體，分別以凈化廢水和濃渣的形式排出。三、設計參數(shù)（一）廢水的入口參數(shù)表1廢水處理系

13、統(tǒng)進水水質（脫硫系統(tǒng)排出的未經(jīng)處理的廢水）項目單位PH-5.57.0CODmg/L100懸浮物mg/L12,000SO42-mg/L16,500Fe(取決于飛灰分析)mg/L35F-mg/L50Mg(設計)mg/L7,500Mg（范圍）mg/L1,90041,500Ca2+mg/L2,000Cl-mg/L20,000Ca2+mg/L2.0Almg/L10NH4+（取決于FGD入口NH3量）mg/L20溫度50 （二）廢水出口參數(shù) 表2主要的控制數(shù)據(jù)如下：污水綜合排放標準（GB8978-1996）中的一級標準序號項目單位濃度1懸浮物mg/L702PH6.09.03CODmg/L1004BODmg

14、/L305硫化物mg/L1.06氟化物mg/L107總銅mg/L0.58總鋅mgL2.09總鎘mg/L0.110總Crmg/L1.511六價Crmg/L0.512總砷mg/L0.513總鉛mg/L1.0表3在FGD廢水處理中，需要處理、加入和/或使用以下介質作為中和助劑1.FGD廢水需要處理的介質2.石灰乳懸浮液，Ca(OH)2,5-8wt.%； =1.10kg/dm3添加介質，供中和及重金屬沉淀3.接觸泥漿再循環(huán)介質，由澄清濃縮池分離出的泥漿，用來促進絮凝物形成4.重金屬沉淀劑，有機硫,15wt.%； =1.12kg/dm3添加介質，沉淀重金屬5.硫酸氯化鐵，F(xiàn)eClSO4,40wt.%；

15、=1.56kg/dm3添加介質，絮凝劑6.助凝劑（PAM），聚電解質，0.15wt.% =1.1kg/dm3添加介質，助凝劑，加速沉降7.鹽酸，HCl,30wt.%； =1.15kg/dm3添加介質，調節(jié)澄清水的PH值（三）化學藥品的消耗化學藥品的絕對消耗量（每單位時間）取決于廢水車間的實際能力，如果需要可根據(jù)特定的消耗情況計算（每單位廢水體積）。表4特定消耗情況如下（設計值）化學藥品消耗氫氧化鈣Ca(OH)2100%試劑級2000 毫克/升 廢水有機硫重金屬沉淀劑15wt.%5 mg/m3廢水絮凝劑FeClSO440wt.%40 毫克/升廢水助凝劑，0.1wt.%聚電解質5 毫克/升廢水鹽酸

16、HCl 30wt.%10 毫克/升廢水 四、加藥系統(tǒng)連鎖啟?？刂?（一） 助凝劑（PAM）泵啟停控制： 助凝劑的原料成分是干粉，在助凝劑計量箱中配制成濃度大約為0.10.2%的液體。計量箱為二臺（一運一備），通過每個計量箱的出液管閥門實現(xiàn)切換。通過三個液位觸點，分別為（最低液位）、（次低液位）和（最高液位），在DCS上監(jiān)測助凝劑計量箱的填充量。助凝劑溶液由加藥泵從計量箱中抽出，按廢水量成 比例加入絮凝箱出水管路上。助凝劑加藥泵帶有自動調節(jié)變頻器。當廢水加入反應容器中時，助凝劑同時自動加入。助凝劑加藥設備為成套加藥設備，帶有自動控制箱。廢水處理集中控制室可通過自動控制箱的420MA信號自動實現(xiàn)對

17、助凝劑加藥泵的啟停和流量調節(jié)（根據(jù)廢水量）。在集中控制室還可監(jiān)測計量箱的填充量，并對液位的最大、次小值給出報警。在最小值時通過每個計量箱的出液管閥門實現(xiàn)切換。 （二）鹽酸泵連鎖設置 用于調整處理后清水PH值的鹽酸，其備用濃度大約為30%，酸液從電廠的工業(yè)水加酸管加入設在廢水車間內的鹽酸貯存罐。HCl濃溶液未經(jīng)稀釋便加入出水箱，以調整清水的PH值。采用加藥泵將足夠量的HCl濃溶液加入出水箱內的清潔廢水中，以達到所需的PH值。 （三）硫酸氯化鐵泵啟停 硫酸氯化鐵4的原料成分是40%的液體，無需在計量箱中再配制。計量箱泵為二臺（一運一備），通過每個計量箱的出液管電動閥門實現(xiàn)自動切換。通過三個液位觸點

18、，分別為（最低液位）、（次低液位）和（最高液位），監(jiān)測硫酸氯化計量箱的填充量，通過液位計就地監(jiān)測制備箱的填充量。硫酸氯化鐵由加藥泵從計量箱中抽出，按廢水量成 比例加入沉降箱中。硫酸氯化鐵4加藥泵帶有自動調節(jié)變頻器。當廢水加入反應容器中時，硫酸氯化鐵同時自動加入。硫酸氯化鐵加藥設備為成套加藥設備，帶有自動控制箱。廢水處理集中控制室可通過自動控制箱的420MA信號自動實現(xiàn)對硫酸氯化鐵FeClSO4加藥泵的啟停和流量調節(jié)（根據(jù)廢水量）。在集中控制室還可監(jiān)測計量箱的填充量，并對液位的最大、次小值給出報警。在最小值時通過每個計量箱的出液管閥門實現(xiàn)切換。 （四）、沉淀劑有機硫泵的控制： 有機硫的原料成分是

19、15%的液體，在有機硫計量箱中配制成濃度大約為1%的液體。計量箱泵為二臺（一運一備），通過每個計量箱的出液管電動閥門實現(xiàn)自動切換。通過三個液位觸點，分別為（最低液位）、（次低液位）和（最高液位），監(jiān)測有機硫計量箱的填充量，通過液位計就地監(jiān)測制備箱的填充量。有機硫由加藥泵從計量箱中抽出，按廢水量成 比例加入沉降箱中。當廢水加入反應容器中時，有機硫同時自動加入。有機硫加藥設備為成套加藥設備，帶有自動控制箱。廢水處理集中控制室可通過自動控制箱的420MA信號自動實現(xiàn)對有機硫加藥泵的啟停和流量調節(jié)（根據(jù)廢水量）。 （五）石灰乳加藥泵 石灰粉在石灰制備箱中制成濃度約5%8%的Ca(OH)2乳液。為防止乳

20、液堵塞管道,石灰乳通過石灰乳循環(huán)泵連續(xù)輸送，經(jīng)過循環(huán)管路流回石灰乳制備箱。調配好的石灰乳通過石灰乳通過石灰乳計量泵加入到三聯(lián)箱的中和箱中。關掉石灰乳循環(huán)泵后，石灰乳管路須徹底清洗。為此，需要使用內置電動和手動閥門的補充水管路。五、廢水流程及連鎖啟停 FGD產(chǎn)生的弱酸性廢水通過管路流入中和箱中，通過管路上的流量計監(jiān)測其動過程。同時，通過環(huán)路上的加藥支管將石灰乳加入廢水中。監(jiān)測廢水PH值的測量儀表安裝在反應箱中。為了促進反應和沉降、絮凝箱中絮凝粒子的形成，需要在中和箱中加入從澄清池/沉降箱中抽出的少量恒定量的接觸泥漿。為此，需安裝泥漿循環(huán)泵。最佳的回流泥漿量需經(jīng)實際使用確定。并非所有的重金屬都可通

21、過與石灰乳作用形成氫氧化物的形式很好地沉淀出來，其中主要是鎘和汞。因此，需在沉降箱中按比例加入重金屬沉淀劑有機硫。此過程由有機硫加藥泵來完成。 從廢水中沉淀出來的氫氧化物、化合物及其它固形物，極細地分散在體系中，于沉降。為了改善絮凝行為，需向絮凝箱中按比例加入硫酸氯化鐵。此過程由絮凝劑加藥泵來完成。中和箱、反應箱、絮凝箱中都裝有攪拌器，確保廢水和化學物質的均勻混合。為了不影響絮凝粒子的形成，絮凝箱中的攪拌器轉速要低于前兩室。 在進一步的處理過程中，已處理的廢水在重力作用下從中和、反應、絮凝箱經(jīng)管道向下流入澄清/濃縮池中，在此處將固體物質與廢水分離。廢水一經(jīng)流出中和箱、反應箱絮凝箱，即向其中加入

22、助凝劑（聚電解質），以產(chǎn)生易于沉降的大絮凝粒子。流入澄清/濃縮池的廢水/固體物質的混合物首先通過浸在水中的中心管流下來。這樣大大降低了混合物的流動速度，而使廢水中的固體物質在沉降池的較低部分沉降下來。 澄清后的廢水從澄清池流出，經(jīng)溢流槽沿邊緣向下順著管路在無壓力的條件下流入清水箱中。清水箱中澄清后廢水的PH值仍需進行連續(xù)監(jiān)測。為此，安裝了PH值測量裝置。如果所測的PH值在69內，用清水泵經(jīng)管路送至主排水口。如果超過了PH值上限，需另加濃鹽酸調節(jié)PH值至設定范圍。 在清水離開處理車間前，需經(jīng)另外一步最終濁度檢測。這是由濁度測量裝置來進行。如果超出上限，就要中止向主排水口排放，清水返回中和箱，進行

23、再處理。 （一）污泥脫水系統(tǒng)流程及連鎖啟停： 從澄清/濃縮池收集的泥漿通過泥漿測量裝置(污泥界面儀)進行監(jiān)測。當超過設定范圍時，多余的泥漿經(jīng)泵送入污泥脫水機中脫水。污泥界面儀裝設在澄清/濃縮池內，通過污泥界面的高低信號控制污泥輸送泵的啟停。當污泥界面高位時，污泥輸送泵啟動運行將污泥送至脫水機；當污泥界面距低位時，污泥輸送泵停止運行。 污泥輸送泵設計為二臺高壓螺桿泵（一備一用），污泥輸送泵的出口管安裝有壓力變送器，當出口壓力達到設定值時，高壓泵停止運行，送料完成；當壓濾機排泥、反沖洗完成后返回信號，水泵啟動運行。 壓濾機脫水動力來自污泥輸送泵，污泥輸送泵不斷的向濾室注入污泥廢水，通過濾布的攔截作

24、用，污泥留在濾室中，污泥廢水中的水在壓力作用下流出濾室落在設在壓濾機底部的集水盤中，達到脫水的目的。隨著濾室內的污泥量的不斷增加，濾布的阻力不斷加大，當濾室內壓力達到高壓泵的4.8mPa時，污泥脫水完成，控制污泥輸送泵停止送料，同時控制集水盤撤出壓濾機底部，此時壓濾機自動開啟自動拉板逐次拉開濾板向下卸泥，污泥餅落入壓濾機下部的污泥斗。污泥卸料完畢后壓濾機自動復位，同時控制集水盤進入壓濾機底部，集水盤進入壓濾機底部就位后，自動啟動高壓清洗泵。反沖洗結束后，污泥輸送泵啟動運行進料，脫水機進入下一工作循環(huán)。（二）處理填加藥品的配制連鎖1.根據(jù)4表中的數(shù)值和廢水的設計處理水量，計算出各種藥品的小時加藥

25、量；2.核對實際到貨的各種加藥設備的加藥計量泵的小時銘牌出力； 3.根據(jù)計算的小時加藥量和到貨的藥品濃度配制計量箱內的藥液濃度，其藥液濃度應是在設計水量時的加藥液量相當于加藥計量泵的銘牌出力的75%左右。 （三）各箱罐攪拌器的運行 由于污水中的泥漿顆粒的特殊沉降性，各攪拌器除放空情況外均應一直保持運行。 脫硫廢水產(chǎn)生的污泥不同于其它廢水處理的污泥，由于運行方式不對而造成澄清器刮泥機卡死，從而使澄清器內污泥無法排除，廢水理系統(tǒng)癱瘓的事故。為保證澄清器刮泥機的安全運行，運行調試時需注意以下幾個問題：刮泥機除放空情況外均應一直保持運行。刮泥機因過載停止運行時，應馬上排泥或啟動污泥循環(huán)泵，使刮泥機盡快恢復運行 在脫水機不運行時應啟動污泥循環(huán)泵運行。 （四）廢水系統(tǒng)連