寶鋼電廠屬于火力發(fā)電廠，現(xiàn)擁有4×350MW+150MW發(fā)電機組，以燃煤為主，燃氣為輔。寶鋼電廠目前采用濕法脫硫工藝處理燃煤過程中產生的大量SO2。在這個過程中，會產生大量高硬度、高鹽度、高氯離子的廢水。硬度過高會導致后續(xù)膜處理階段無機結垢，影響膜的穩(wěn)定使用。如何有效簡單地軟化這類廢水就顯得尤為關鍵。

1.脫硫廢水水質

目前，電廠脫硫裝置大多采用石灰石-石膏濕法脫硫工藝。在不斷循環(huán)的過程中，脫硫裝置內漿液中的水分會不斷富集氯離子，從而加速脫硫裝置的腐蝕；另一方面，也會影響石膏的質量。因此，石膏漿液旋流器溢流除一部分返回脫硫塔外，其余部分將進入廢水處理系統(tǒng)。

為了解脫硫廢水的具體水質，連續(xù)45天進行采樣試驗，跟蹤電廠脫硫廢水B1500池的出水水質，分析離子組成。具體結果如表1所示?？梢钥闯?，脫硫廢水具有以下特點:

(1)含鹽量高。在實際運行中，受水質和煤質的影響，有一定的波動，一般在3000mg/L-12000mg/L之間。

(2)硬度高，總硬度為2500~12000mg/L，Ca2+、Mg2+和SO42-均處于較高水平，易結垢。

(3)成分復雜，Cl-含量高，具有一定的腐蝕性。

2.軟化工藝流程

本項目軟化工藝流程如圖1所示。來自脫硫廢水處理站B1500的脫硫廢水通過重力流進入軟化系統(tǒng)的一級調節(jié)池。調節(jié)池中的水攪拌后用水泵抽到脫硫廢水一次軟化裝置的反應池中，向池中加入碳酸鈉，用攪拌器攪拌，使廢水中的鈣離子反應生成碳酸鈣。攪拌后的混合溶液自行流入絮凝池，向池中加入絮凝劑和助凝劑，用攪拌器攪拌，使碳酸鈣溶液產生較大的明礬。攪拌后的溶液通過分布器進入斜板沉淀器，較重的碳酸鈣礬花在上升過程中被斜板阻擋，形成碳酸鈣污泥沉淀在斜板沉淀器底部，上清液通過溢流槽流入脫硫廢水初步軟化裝置的中和槽。脫硫廢水一級軟化裝置中和池中的廢水通過水泵輸送至脫硫廢水二級軟化裝置調節(jié)池進行二級軟化。

調節(jié)池中的水攪拌后用水泵抽到脫硫廢水二級軟化裝置的反應池中，向池中加入氫氧化鈉，用攪拌器攪拌，使廢水中的鎂離子反應生成氫氧化鎂。攪拌后的混合溶液自行流入絮凝池，向池中加入絮凝劑和助凝劑，用攪拌器攪拌，使氫氧化鎂溶液產生較大的明礬。攪拌后的溶液通過分布器進入斜板沉淀器，較重的氫氧化鎂礬花在上升過程中被斜板阻擋，形成氫氧化鎂污泥沉淀在斜板沉淀器底部，上清液通過溢流槽流入脫硫廢水二級軟化裝置的中和槽。在脫硫廢水二級軟化裝置中和罐中加入鹽酸，用攪拌器攪拌，調節(jié)廢水的PH值至6.5-7。經鹽酸調節(jié)后的廢水被泵入下一個膜處理工序進行進一步處理。

3.主要設備設計參數(shù)

本項目設置一套處理能力為1m3/h的脫硫廢水二級軟化處理裝置，集中布置在一個40英尺的標準容器內，由PLC automatic 控制系統(tǒng)根據(jù)各水泵、混合器、加藥泵各水池的液位自動控制。

3.1原水調節(jié)桶及配套設備

V=1000L，材質:PE，配套攪拌機1套；原水輸送泵:Q=1~1.5m3/h，H=10m，0.75KW，尼龍泵頭；配套污水流量計1套，DN20，4~20mA輸出；1個配有4~20mA輸出的液位計。

3.2初級軟化和澄清設備

pH調節(jié)箱I+軟化箱I+澄清箱I+中和箱I+出水箱I，尺寸:L×B×H=3m×1.2m×1.2m，PH調節(jié)箱I=300L，軟化箱I = 200L，中和箱I=300L，出水箱I = 300 l；設備材質:PP，3臺變頻控制攪拌機；設備配有2臺pH計，輸出為4 ~ 20mA1只配套液位計，輸出4 ~ 20mA一級軟化澄清水泵；Q=1~1.5m3/h，H=10m，0.75KW，SUS316L泵頭。

3.3二次軟化和澄清設備

pH調節(jié)箱I+軟化箱I+澄清箱I+中和箱I+出水箱I，尺寸:L×B×H=3m×1.2m×1.2m，PH調節(jié)箱I=300L，軟化箱I = 200L，中和箱I=300L，出水箱I = 300 l；設備材質:PP，3臺變頻控制攪拌機；設備配有2臺pH計，輸出為4 ~ 20mA1只配套液位計，輸出4 ~ 20mA一級軟化澄清水泵；Q=1~1.5m3/h，H=10m，0.75KW，SUS316L泵頭。

鼓:V=20L，PE鼓，6套；藥桶:V=100L，PE藥桶，數(shù)量2個；藥物輸送泵:電磁計量泵，10臺。

4.工藝參數(shù)的優(yōu)化

在軟化實驗中，根據(jù)脫硫廢水中鈣鎂離子含量的不同，加入不同量的碳酸鈉和氫氧化鈉溶液。待廢水中的離子充分反應沉淀后，向出水加入鹽酸進行中和，使軟化后的出水pH值穩(wěn)定在6.5-7.0之間。在實驗過程中，選取不同藥劑投加量的進水、一級軟化出水和二級軟化出水水樣進行對比分析。

4.1碳酸鈉用量對出水硬度的影響

在脫硫廢水第一階段軟化實驗中，根據(jù)脫硫廢水中鈣離子的含量加入不同量的碳酸鈉溶液，并充分混合反應。測定了廢水中殘余鈣離子的含量，得出了碳酸鈉用量對出水硬度的影響。該反應的化學方程式為:

通過固定脫硫廢水的原水水量(1m3/h)和碳酸鈉溶液的濃度(碳酸鈉溶液的濃度固定為11.11%，即在藥桶中加入80kg水和10kg碳酸鈉固體，然后充分攪拌溶解形成碳酸鈉溶液)，并調整碳酸鈉溶液計量泵的用量，可以向脫硫廢水的一級軟化裝置中加入不同量的碳酸鈉固體。在該中試裝置中，碳酸鈉溶液計量泵的用量約為100L。實驗中，將碳酸鈉溶液、絮凝劑和助凝劑按30L/h、40L/h、50L/h、60L/h和70L/h的用量加入脫硫廢水中，充分攪拌后生成的碳酸鈣在斜板沉淀器中沉淀。對脫硫廢水一級軟化裝置的原水和水樣進行了水質檢測，分析了不同碳酸鈉投加量對脫硫廢水中鈣離子的影響。

從表2可以看出，隨著碳酸鈉溶液用量的增加，鈣離子的去除率也增加。碳酸鈉溶液投加量達到70L/H左右時，脫硫廢水中鈣離子濃度為3.64mg/L，鈣離子實際去除率達到99.85%，滿足實驗目標要求。因此，在本實驗中，為了達到鈣離子濃度低于10mg/L的目標，在脫硫廢水的一級軟化實驗中加入了略過量的碳酸鈉溶液，即加入70L/H的碳酸鈉溶液(碳酸鈉溶液濃度為11.11%)。

4.2氫氧化鈉用量對出水硬度的影響

在脫硫廢水二段軟化實驗中，根據(jù)脫硫廢水中鎂離子的含量，加入不同量的氫氧化鈉溶液，充分混合反應，測定廢水中殘留鎂離子的含量，從而得出氫氧化鈉的用量對出水硬度的影響。該反應的化學方程式為:

通過固定脫硫廢水原水水量(1m3/h)和氫氧化鈉溶液濃度(氫氧化鈉溶液取自寶鋼電廠化學水站氫氧化鈉槽，氫氧化鈉溶液濃度為30%)，調整氫氧化鈉溶液加藥泵的用量，可以向脫硫廢水二級軟化裝置投加不同量的氫氧化鈉。在該中試裝置中，氫氧化鈉溶液計量泵的用量約為每小時2L。實驗中，通過控制二級軟化裝置反應池的pH值，去除脫硫廢水中的鎂離子。絮凝池中加入絮凝劑和助凝劑，充分攪拌后生成的氫氧化鎂在斜板沉淀器中沉淀。對脫硫廢水二級軟化裝置的原水和水樣進行了水質檢測，分析了不同氫氧化鈉投加量對脫硫廢水中鎂離子的影響。

從上表可以看出，當pH值增大時，脫硫廢水二級軟化裝置中鎂離子的去除率增大，當pH值達到11.5時，脫硫廢水二級軟化裝置中鎂離子的去除率可以達到99.7%以上。當pH值控制在11.5時，可以保證鎂離子的去除要求。

5.結論

本項目采用寶鋼電廠脫硫廢水站B1500池出水作為本實驗項目的原水。廢水軟化過程中，每小時進水控制在1噸左右，碳酸鈉溶液用量控制在70L/H左右(碳酸鈉溶液濃度控制在11.11%左右)，工藝pH值控制在11.5左右。此時軟化脫硫廢水中鈣離子濃度可達5mg/L以下，鎂離子濃度可達1 mg/L(來源:寶山鋼鐵股份有限公司)

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