寶鋼電廠(chǎng)屬于火力發(fā)電廠(chǎng)，現(xiàn)擁有4×350MW+150MW發(fā)電機(jī)組，以燃煤為主，燃?xì)鉃檩o。寶鋼電廠(chǎng)目前采用濕法脫硫工藝處理燃煤過(guò)程中產(chǎn)生的大量SO2。在這個(gè)過(guò)程中，會(huì)產(chǎn)生大量高硬度、高鹽度、高氯離子的廢水。硬度過(guò)高會(huì)導(dǎo)致后續(xù)膜處理階段無(wú)機(jī)結(jié)垢，影響膜的穩(wěn)定使用。如何有效簡(jiǎn)單地軟化這類(lèi)廢水就顯得尤為關(guān)鍵。

1.脫硫廢水水質(zhì)

目前，電廠(chǎng)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(guò)程中，脫硫裝置內(nèi)漿液中的水分會(huì)不斷富集氯離子，從而加速脫硫裝置的腐蝕；另一方面，也會(huì)影響石膏的質(zhì)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(jìn)入廢水處理系統(tǒng)。

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

(1)含鹽量高。在實(shí)際運(yùn)行中，受水質(zhì)和煤質(zhì)的影響，有一定的波動(dòng)，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(jié)垢。

(3)成分復(fù)雜，Cl-含量高，具有一定的腐蝕性。

2.軟化工藝流程

本項(xiàng)目軟化工藝流程如圖1所示。來(lái)自脫硫廢水處理站B1500的脫硫廢水通過(guò)重力流進(jìn)入軟化系統(tǒng)的一級(jí)調(diào)節(jié)池。調(diào)節(jié)池中的水?dāng)嚢韬笥盟贸榈矫摿驈U水一次軟化裝置的反應(yīng)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(yīng)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(chǎn)生較大的明礬。攪拌后的溶液通過(guò)分布器進(jìn)入斜板沉淀器，較重的碳酸鈣礬花在上升過(guò)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(guò)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(jí)軟化裝置中和池中的廢水通過(guò)水泵輸送至脫硫廢水二級(jí)軟化裝置調(diào)節(jié)池進(jìn)行二級(jí)軟化。

調(diào)節(jié)池中的水?dāng)嚢韬笥盟贸榈矫摿驈U水二級(jí)軟化裝置的反應(yīng)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(yīng)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(chǎn)生較大的明礬。攪拌后的溶液通過(guò)分布器進(jìn)入斜板沉淀器，較重的氫氧化鎂礬花在上升過(guò)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(guò)溢流槽流入脫硫廢水二級(jí)軟化裝置的中和槽。在脫硫廢水二級(jí)軟化裝置中和罐中加入鹽酸，用攪拌器攪拌，調(diào)節(jié)廢水的PH值至6.5-7。經(jīng)鹽酸調(diào)節(jié)后的廢水被泵入下一個(gè)膜處理工序進(jìn)行進(jìn)一步處理。

3.主要設(shè)備設(shè)計(jì)參數(shù)

本項(xiàng)目設(shè)置一套處理能力為1m3/h的脫硫廢水二級(jí)軟化處理裝置，集中布置在一個(gè)40英尺的標(biāo)準(zhǔn)容器內(nèi)，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(dòng)控制。

3.1原水調(diào)節(jié)桶及配套設(shè)備

V=1000L，材質(zhì):PE，配套攪拌機(jī)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(jì)1套，DN20，4~20mA輸出；1個(gè)配有4~20mA輸出的液位計(jì)。

3.2初級(jí)軟化和澄清設(shè)備

pH調(diào)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(diào)節(jié)箱I=300L，軟化箱I = 200L，中和箱I=300L，出水箱I = 300 l；設(shè)備材質(zhì):PP，3臺(tái)變頻控制攪拌機(jī)；設(shè)備配有2臺(tái)pH計(jì)，輸出為4 ~ 20mA1只配套液位計(jì)，輸出4 ~ 20mA一級(jí)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(shè)備

pH調(diào)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(diào)節(jié)箱I=300L，軟化箱I = 200L，中和箱I=300L，出水箱I = 300 l；設(shè)備材質(zhì):PP，3臺(tái)變頻控制攪拌機(jī)；設(shè)備配有2臺(tái)pH計(jì)，輸出為4 ~ 20mA1只配套液位計(jì)，輸出4 ~ 20mA一級(jí)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(gè)；藥物輸送泵:電磁計(jì)量泵，10臺(tái)。

4.工藝參數(shù)的優(yōu)化

在軟化實(shí)驗(yàn)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(yīng)沉淀后，向出水加入鹽酸進(jìn)行中和，使軟化后的出水pH值穩(wěn)定在6.5-7.0之間。在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，選取不同藥劑投加量的進(jìn)水、一級(jí)軟化出水和二級(jí)軟化出水水樣進(jìn)行對(duì)比分析。

4.1碳酸鈉用量對(duì)出水硬度的影響

在脫硫廢水第一階段軟化實(shí)驗(yàn)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(yīng)。測(cè)定了廢水中殘余鈣離子的含量，得出了碳酸鈉用量對(duì)出水硬度的影響。該反應(yīng)的化學(xué)方程式為:

通過(guò)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?jǐn)嚢枞芙庑纬商妓徕c溶液)，并調(diào)整碳酸鈉溶液計(jì)量泵的用量，可以向脫硫廢水的一級(jí)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(jì)量泵的用量約為100L。實(shí)驗(yàn)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?jǐn)嚢韬笊傻奶妓徕}在斜板沉淀器中沉淀。對(duì)脫硫廢水一級(jí)軟化裝置的原水和水樣進(jìn)行了水質(zhì)檢測(cè)，分析了不同碳酸鈉投加量對(duì)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(dá)到70L/H左右時(shí)，脫硫廢水中鈣離子濃度為3.64mg/L，鈣離子實(shí)際去除率達(dá)到99.85%，滿(mǎn)足實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)要求。因此，在本實(shí)驗(yàn)中，為了達(dá)到鈣離子濃度低于10mg/L的目標(biāo)，在脫硫廢水的一級(jí)軟化實(shí)驗(yàn)中加入了略過(guò)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(duì)出水硬度的影響

在脫硫廢水二段軟化實(shí)驗(yàn)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(yīng)，測(cè)定廢水中殘留鎂離子的含量，從而得出氫氧化鈉的用量對(duì)出水硬度的影響。該反應(yīng)的化學(xué)方程式為:

通過(guò)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(chǎng)化學(xué)水站氫氧化鈉槽，氫氧化鈉溶液濃度為30%)，調(diào)整氫氧化鈉溶液加藥泵的用量，可以向脫硫廢水二級(jí)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(jì)量泵的用量約為每小時(shí)2L。實(shí)驗(yàn)中，通過(guò)控制二級(jí)軟化裝置反應(yīng)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?jǐn)嚢韬笊傻臍溲趸V在斜板沉淀器中沉淀。對(duì)脫硫廢水二級(jí)軟化裝置的原水和水樣進(jìn)行了水質(zhì)檢測(cè)，分析了不同氫氧化鈉投加量對(duì)脫硫廢水中鎂離子的影響。

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

5.結(jié)論

本項(xiàng)目采用寶鋼電廠(chǎng)脫硫廢水站B1500池出水作為本實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的原水。廢水軟化過(guò)程中，每小時(shí)進(jìn)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(shí)軟化脫硫廢水中鈣離子濃度可達(dá)5mg/L以下，鎂離子濃度可達(dá)1 mg/L(來(lái)源:寶山鋼鐵股份有限公司)

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