DH高效污水凈化器技術在火電廠高濃度灰渣水處理中的應用

DH高效污水凈化器技術在火電廠高濃度灰渣水處理中的應用

摘要：隨著電力建設的快速發(fā)展，煤的供應越來越緊張，火電廠燃煤煤質(zhì)多變，導致鍋爐排渣量和沖渣水量上升，排水濃度增高。采用傳統(tǒng)的渣水處理裝置，沉淀效果差，排放嚴重超標。采用DH高效污水凈化器技術將直流混凝、臨界絮凝、離心分離、動態(tài)過濾、污泥濃縮工藝技術有機組合集成為一體，在同一罐體內(nèi)快速完成對高濃度灰渣水的多級凈化，使水質(zhì)達到排放或回用要求，對火電廠實現(xiàn)廢物減量化、資源化、無害化的清潔生產(chǎn)具有重要意義。

關鍵詞：DH高效污水凈化器；高濃度灰渣水；灰渣水處理；回用

0引言

火電廠除渣系統(tǒng)傳統(tǒng)的處理方法是灰渣經(jīng)碎渣機粉碎后，由爐底液下泵將灰渣水抽至脫水倉，使大部分灰渣在脫水倉內(nèi)沉淀，灰渣由脫水倉底部運出。少部分渣與水經(jīng)脫水倉溢流堰流至濃縮機沉淀，澄清水再循環(huán)使用。

現(xiàn)在大部分300MW以上電廠采用了刮板撈渣機直接上渣倉的運行方式。灰渣水大多經(jīng)沉淀池、自清洗過濾器、板式換熱器，然后循環(huán)使用；或采用濃縮機沉淀、微孔陶瓷板過濾方式。

在煤質(zhì)情況良好，產(chǎn)生灰渣量較少的情況下，上述渣水處理方法均可以穩(wěn)定運行。但若灰渣量大，懸浮物含量高，上述處理方法就無法正常運行，導致渣水濃度嚴重超標，給回用帶來一定的困難，影響生產(chǎn)。

DH高效污水凈化器技術的應用，使高濃度灰渣水的水質(zhì)得到很大的改善，解決了灰渣水回用中的難題。

1電廠灰渣水及處理現(xiàn)狀

火電廠的沖灰渣水懸浮物含量較高。一般情況下，經(jīng)過脫水倉或撈渣機沉淀溢流后的SS濃度為2000～3000mg/L。如國華北京熱電分公司的脫水倉溢流水實測為1900mg/L；大唐國際托克托發(fā)電有限責任公司的1號爐撈渣機溢流水實測為1750mg/L。

隨著電煤供應緊張，燃煤價格居高不下，大部分火電廠燃煤中灰灰和雜質(zhì)成分大幅上升，導致鍋爐的排渣量和沖渣水量增加，渣水懸浮物含量高，并伴有大量不易沉淀的漂珠和浮灰。如貴州納雍發(fā)電廠的渣水懸浮物含量高達9000mg/L以上，大唐國際王灘電廠的撈渣機溢流水懸浮物含量也高達6000mg/L以上，且廢水中含有大量漂珠和浮灰，每天人工捕撈的漂珠和浮灰約800kg。

對全國大多數(shù)燃煤電廠來說，煤質(zhì)狀況變差，渣水循環(huán)系統(tǒng)負荷增大，是逐步需要面對的問題。

渣水懸浮物濃度高，負荷大，導致原有的渣水處理設施無法正常運行。如納雍發(fā)電一廠采用濃縮機，二廠采用沉淀池處理灰渣水，導致出現(xiàn)濃縮機經(jīng)常堵塞，沉淀池懸浮物去除率低等問題，無法正常運行，嚴重影響生產(chǎn)。大唐國際王灘電廠采用沉淀池、自清洗過濾器、板式換熱器的處理方法，由于渣水懸浮物含量高且粒度細，自清洗過濾器頻繁堵塞，每天需要人工清理過濾網(wǎng)；而且渣水對板式換熱器產(chǎn)生嚴重磨損，導致板式換熱器運行僅二三個月就出現(xiàn)漏水現(xiàn)象。

目前國內(nèi)的渣水處理方法一般采用沉淀池、濃縮機、陶瓷濾磚池等處理方法，也有少數(shù)廠家采用絮凝沉淀＋斜管＋砂濾的方式。上述處理技術都存在各種各樣的問題，在處理能力、運行穩(wěn)定可靠性上還有所欠缺。如采用沉淀池工藝懸浮物去除率較低，出水水質(zhì)差，占地面積大，清池頻繁且工作量大；濃縮機要求入口懸浮物含量低，出水水質(zhì)差，斜管易堵塞需人工清理，排灰口立管易堵塞導致排泥不暢，常發(fā)生壓耙事故；陶瓷濾磚池的占地面積大，需要人工清池和反沖洗，清池頻繁，勞動強度大；絮凝沉淀＋斜管＋砂濾工藝，要求入口懸浮物含量低，需要配置龐大的預沉池，斜管易堵塞，砂濾負荷大，需經(jīng)常反沖洗，濾層易板結(jié)。上述幾種工藝最大的問題是耐沖擊負荷低，對于懸浮物SS3000mg/L，特別是對SS5000mg/L以上的灰渣水，無法正常處理。

在高懸浮物污水處理中，DH高效污水凈化器顯示了較大的技術優(yōu)勢。它無須設置預沉池，可以快速連續(xù)高效地將SS≤30000mg/L的污水凈化到5～50mg/L，該技術最高可以處理SS≤90000mg/L的污水，為高濃度灰渣水處理開辟了一條新途徑。

該項技術已經(jīng)在國華北京熱電分公司、貴州納雍二電廠、大唐國際托克托發(fā)電有限責任公司、北京京豐燃氣發(fā)電有限責任公司開始使用，其優(yōu)異的技術性能，簡單合理的工藝路線，相信可以給火電廠的渣水處理帶來一次革命。

2DH高效污水凈化器的原理

DH高效污水凈化器是將物理、化學反應有機融合在一起，集成了直流混凝、臨界絮凝、離心分離、動態(tài)過濾及污泥濃縮沉淀技術，短時間內(nèi)在同一罐體中完成廢水快速多級凈化的一體化組合設備。該設備SS去除率高達%，COD去除率達到40%～70%。凈化器為鋼制罐體，上中部為圓柱體，下部為錐體，自下而上分別為污泥濃縮區(qū)、混凝區(qū)、離心分離區(qū)、動態(tài)過濾區(qū)、清水區(qū)。

直流混凝和臨界絮凝技術取代了混凝反應池，在泵前及泵后投加絮凝和助凝藥劑，利用泵、管道、水流完成藥劑的水解、混合、壓縮雙電層，吸附中和作用后高速沿切線方向進入罐體快速完成吸附架橋，絮凝形成礬花。

離心分離是利用廢水沿切線方向進入罐體產(chǎn)生高速旋流、產(chǎn)生離心力，在離心力的作用下廢水中形成的懸浮顆粒及礬花被甩向器壁，并隨下旋流及自身重力作用沿罐內(nèi)壁下滑至錐形污泥濃縮區(qū)，廢水向下作螺旋運動到一定程度后向中心靠攏，又形成向上的旋流，這股旋流水質(zhì)較清，流向設置在上層動態(tài)過濾區(qū)。在離心分離區(qū)一般粒徑大于20μm的懸浮顆粒被固液分離至污泥濃縮區(qū)。廢水經(jīng)離心分離進入動態(tài)過濾區(qū)再次完成吸附作用，過濾區(qū)采用表面吸附的懸浮濾料，表面積大、吸附能力強，可截留5μm以上的粒徑的懸浮物。在動態(tài)狀態(tài)下過濾，因此濾料不易堵塞，吸附的顆粒物易脫落又下沉至離心分離區(qū)，因此濾料反洗周期長。廢水經(jīng)多級固液分離及凈化后排出。

離心分離和過濾脫落的懸浮顆粒在離心力及重力的作用下進入污泥濃縮區(qū)，污泥在錐形泥斗區(qū)中上部經(jīng)聚合力的作用下，顆粒群體結(jié)合成一整體，各自保持相對不變位置共同下沉，在泥斗區(qū)中下部SS很高，顆粒間將縫隙中液體擠出界面，固體顆粒被濃縮壓密后從錐體底部排出，一般污泥含水率≤90%。

3DH高效污水凈化器典型應用工藝及特點

對于國華北京熱電分公司、貴州納雍二電廠、大唐國際托克托發(fā)電有限責任公司、北京京豐燃氣發(fā)電有限責任公司等廠的灰渣水改造和新建項目，根據(jù)電廠原有設施和現(xiàn)場條件，采用的工藝略有不同。但基本的工藝系統(tǒng)是一致的。下面以貴州納雍二電廠4×300MW機組灰渣水處理工程為例，說明新技術的典型工藝系統(tǒng)。

灰渣水處理系統(tǒng)選用3套DH-CSQ-200型高效污水凈化器，為保證在事故或檢修狀況下不影響系統(tǒng)的正常運行，1套作為備用設備。撈渣機溢流水自流進排水槽，排水槽用作調(diào)節(jié)池，調(diào)節(jié)池污水經(jīng)渣漿泵提升，在泵后管道上設置混凝混合器，在混凝混合器前后分別投加絮凝劑、助凝劑，在管道中完成直流混凝反應，然后進入高效污水凈化器中，經(jīng)離心分離、重力分離、動態(tài)把關過濾及污泥濃縮等過程，從凈化器頂部排出經(jīng)處理后的清水自流進入冷卻塔，經(jīng)冷卻后水溫度在30～35℃以下，然后進入到清水池，再經(jīng)回用水泵送回，用于爐膛密封及撈渣機鏈條冷卻?；宜幚懋a(chǎn)生的濃渣則進入污泥池，再用污泥泵打回撈渣機循環(huán)處理。結(jié)合上述工藝流程和其他電廠設計、運行情況，該工藝具有以下特點：工藝流程短，故障率低，運行穩(wěn)定可靠。處理能力強，效率高。設備處理負荷可達SS≤30000mg/L，最高可達≤90000mg/L；廢水的設備停留時間≤30min。設備占地面積小：處理量為200m3/h的單臺設備，直徑僅為；無須配備預沉池，污水調(diào)節(jié)池、污泥池和清水池，可按普通過渡水池設計以節(jié)省占地面積。處理后的出水水質(zhì)好SS=5～50mg/L，防止了冷卻塔和水封槽集灰，并可回用于爐膛密封。采用PLC控制，并和電廠輔控網(wǎng)連接，自動化程度高，工人勞動強度低。調(diào)節(jié)池和污泥池采用鼓風曝氣，無須人工清池。采用冷卻塔替代板式換熱器，降低了工程造價，而且不需要大量循環(huán)冷卻水。設備排污量少，污泥濃度高，含水率低，可以根據(jù)情況采用以下幾種處理方法：a.用壓濾機壓成泥餅外運；b.采用撈渣機系統(tǒng)的可以將污泥排至撈渣機或渣倉；c.采用脫水倉系統(tǒng)的可以將污泥打回脫水倉。(9)若采用不帶過濾層的凈化設備，出水可達到≤150mg/L，設備本體可以免維護，減少維護工作量。(10)在對王灘電廠含大量浮灰和漂珠的高濃度沖灰渣水進行為期9天設備小試試驗中，絕大多數(shù)的浮灰和漂珠被絮凝沉淀下來；少數(shù)漂珠可從設備的漂珠排放口定期排出。(11)設備運行只需一次提升，節(jié)省配套設備，節(jié)省電耗。4設備實際運行及數(shù)據(jù)分析、1999年10月，南京慧邦科技研究所的第1套用于灰渣水處理的DH高效污水凈化器在國華北京熱電分公司正式投運。該廠選用2臺φ2800mm的DH高效污水凈化器用于120m3/h沖灰渣廢水的處理回用。單臺處理能力為60m3/h，最大處理能力80m3/h，處理原水為濃縮機沉淀排出的灰渣水，水質(zhì)濃度SS2000～3000mg/L，最大濃度SS10000mg/L，運行至今狀況良好。經(jīng)國華北京熱電分公司測試，凈化器進出水水質(zhì)如表1所示。

、2006年3月1日-3月9日，對大唐國際王灘電廠2×600MW機組1號爐含大量漂珠和浮灰的高懸浮物沖灰渣廢水做了處理量為1t/h的小試設備實驗，試驗數(shù)據(jù)為：

１號樣：懸浮物55447mg/L

２號樣：懸浮物24mg/L

3號樣：懸浮物368668mg/L

設備懸浮物去除率為%，設備承受住了極高懸浮物處理負荷的考驗，運行穩(wěn)定可靠。凈化器污泥濃縮倍率為倍。排放污泥實測高達368668mg/L。設備所排污泥含水率較低，濃度很高，有利于污泥的干化。凈化器出水濁度見表2。試驗結(jié)果得到了廠方的認可和贊賞。

、2006年4月，大唐國際托克托發(fā)電有限責任公司2臺處理能力為100m3/h的灰渣水處理凈化器正式投入運行。經(jīng)化學車間測試，凈化器進出水水質(zhì)見表3。

5結(jié)論

DH高效污水凈化器用于火電廠濃灰渣水處理回用效果很好，設備運行安全、穩(wěn)定、可靠、操作簡便、濾料使用時間長、反沖洗周期達～1個月一次，運行成本較低，具有顯著的節(jié)水、節(jié)能及環(huán)境、社會、經(jīng)濟效益，和傳統(tǒng)的處理工藝相比具有較大的技術優(yōu)勢。同時該凈化器也已成功應用于多家火電廠工業(yè)廢水和含煤廢水的“零排放”項目，獲得了用戶好評。該凈化器將為火電廠廢水“零排放”，實現(xiàn)廢物減量化、資源化、無害化的清潔生產(chǎn)發(fā)揮更大的作用。