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[摘 要]介绍了电絮凝脱硫废水处理系统运行原理及运行现状，通过实际运行中存在的问题，分析探讨解决的方案，为电厂废水零排放脱硫废水预处理系统改造提供思路。
[關键词]电絮凝;脱硫废水;零排放改造
[中图分类号]X703 [文献标志码]A [文章编号]2095–6487（2021）08–0–02
[Abstract]This paper introduces the operation principle and operation status of electric flocculation desulfurization wastewater treatment system， analyzes the problems existing in the actual operation， and discusses the solutions， so as to provide ideas for the transformation of zero discharge desulfurization wastewater pretreatment system in power plant.
[Keywords]electrocoagulation; desulfurization wastewater; zero emission transformation
湿法脱硫（石灰石-石膏法）运行过程中，为防止浆液中可溶解的氯离子及其他重金属富集过高，需定时从吸收塔中排出一定量浆液即脱硫废水，以维持脱硫系统物料平衡。脱硫废水的主要成分为固体悬浮物、过饱和亚硫酸盐、硫酸盐、氯化物及微量重金属。常规脱硫废水一般采用三联箱化学处理方式进行处理，但存在加药量大、沉淀物多等问题。应城电厂在投产时，为国内首次使用电絮凝脱硫废水系统。在实际应用中，电絮凝脱硫废水处理系统具备操作简单、加药量少等优点，但也存在絮凝器堵塞、出水水质不稳定等异常，针对问题，进行了积极的探索和改进。
随着《节约能源法》《环境保护法》和相应的用水、排水收费等政策的相继颁布，以及《电力发展“十三五”规划》《水污染防治行动计划》（“水十条”）等规定的逐步实施，脱硫废水逐渐成为全厂废水零排的关键点，对此，本文根据电絮凝脱硫废水处理系统的现状，探讨在现有基础上进行脱硫废水系统改造，以满足长周期运行下零排放末端废水处理的相关要求。
1 华能应城电厂脱硫废水处理现状
华能应城热电建设有1×350 MW超临界燃煤供热机组+1×50 MW高压抽背供热机组，2台机组烟气脱硫产生的酸性废水进入电絮凝脱硫废水处理系统，设计处理量为20 m3/h。主要工艺流程为经废水旋流器后稀浆液进入废水缓冲箱，经沉淀上清液流入中和箱用氢氧化钠（NaOH）碱化处理后，通过电子絮凝器絮凝，去除某些重金属及悬浮物。在离心沉淀反应装置中将固形物从废水中分离，上清液流入中间水箱;清水流入中间水箱通过加入NaClO氧化剂去除水中的COD，加盐酸最终调解水的pH;废水通过加压泵加压后进入过滤多介质过滤器进行最终的过滤处理后回用或泵送至灰场。
在废水缓冲箱、离心澄清器下部浓缩污泥经泵送至板框压滤机中压滤成泥饼。
其中电子絮凝器是本套系统中的新工艺。电子絮凝反应原理是以特殊电极板通电后产生电场，细小带电颗粒、胶体、大分子的蛋白质，病毒粒子等在电场的作用下进行定向运动，碰撞，压缩双电子层脱稳，导致双电层压缩脱稳、絮凝，形成的絮体可以吸附细小的胶体等物质形成大颗粒加速沉淀。
1.1 废水运行指标情况
脱硫废水处理前后水质参数如表1所示。
从上述结果看出脱硫废水排放满足GB8978—1996《污水综合排放标准》第二时段一级标准的要求。
1.2 运行中存在的问题及解决方案
因废水旋流器出水悬浮物逐渐升高，加上系统存在的其他缺陷，导致长期运行脱硫废水出水水质易出现异常，主要问题如下。
（1）电絮凝器排污管设置在出口底部，管径小，但电絮凝器筒壁直径大，内部污泥无法全部排出，且未设计冲洗水系统，只能使用废水泵对电絮凝器冲洗，冲洗水管径小、效果差。
（2）多介质过滤器反洗程序不完善，导致多介质过滤器易堵塞。反洗水为加压泵出口水，反洗程序为PLC控制，每小时反洗5min，时间可调。但加压泵启停由中间水箱液位控制，经常出现即将反洗或正在反洗时加压泵停运导致反洗中断。
（3）脱硫废水含泥量较大，预沉时间不够，长期运行后进入电絮凝器废水悬浮物含量高，易堵塞电絮凝器极板及离心澄清器。
（4）脱硫废水污泥处理设备故障率较高，影响脱硫废水处理系统正常运行。
针对以上情况，为保证废水系统稳定运行，进行了以下优化。具体工作如下。
（1）针对废水进水水质悬浮物含量高问题。悬浮物高是影响废水系统稳定运行的关键，但因废水旋流器旋流子运行中的磨损、堵塞，导致出水不稳定，为保证运行正常，进行以下工作。①加强旋流器的检查和维护，定期更换磨损的旋流子，并在废水旋流器入口管道增加滤网，减少旋流子堵塞情况。②将圆盘脱水机汽水分离器的滤液水作为废水，该水浊度较低，在100 mg/L左右，进入系统替换废水旋流器稀液，将大幅减少系统中的含泥量，有效减轻废水缓冲箱、电子絮凝器、离心澄清器和多介质过滤器的积泥堵塞问题。③增加废水缓冲箱、离心澄清器排泥时间，减少污泥沉积。
（2）针对电子絮凝器设计缺陷，在电子絮凝器排净管处增加冲洗水，防止排泥时堵塞，同时固定每天排泥两次，每次10min并冲洗。
（3）针对多介质过滤器反洗程序不合理问题，在过滤器出水管道处增加工艺水管道，每周定期对过滤罐进行加强反洗，提高滤料清洁度，延长使用时间。 （4）针对板框压滤机运行不稳定异常，增加废水系统排泥至圆盘脱水机管道，通过圆盘脱水机消纳部分污泥。同时，新增排泥至滤液水箱管道作为备用，在板框压滤机故障维修时废水系统可正常运行。
2 脱硫废水系统零排放改造方案
燃煤电厂常见的废水来源主要有：循环水、工业水、化学除盐水、生活及消防水、含煤废水及脱硫废水。在全厂废水零排放方案中，脱硫废水为电厂用水系统的末端，“零排放”及回用难度较大。通过水平衡试验，计算浆液氯离子控制在0.01以内，脱硫废水量为10 t/h。华能应城热电机组为1×350 MW和1×50 MW，目前350 MW末端废水蒸发量设计一般为5 t/h，因此脱硫废水无法直接蒸发，需经过末端进一步处理。因此，在全厂废水零排放方案中，脱硫废水系统零排放改造须为末端废水处理打好基础。
根据目前脱硫废水系统特点及实际情况，提出了2种改造方案。
（1）方案一：利旧现有系统，增加系统功能。
充分利旧原系统设备和建构筑物，新增废水预沉箱（含斜板），新增自动冲洗及排污功能电子絮凝器，更换离心澄清器斜管，优化多介质过滤器反冲洗水PLC控制程序，同时新增一个过滤器滤罐，滤液水箱搅拌器更换，完善脱硫废水加药系统，提高系统自动化水平。优化升级后废水处理能力20 m3/h，处理系统满足24min连续运行、无人值守要求，处理后水质满足国家GB8978—1996《污水综合排放标准》第二时段一级标准的要求。主要改造工艺系统和设备有：
新建脱硫废水预沉箱（含斜管）、预沉箱排泥泵，排泥实现远方自动排泥，并与板框压滤机程序控制;新增电子絮凝器，具有冲洗、排污功能，与原电子絮凝器并联，通过电动阀远方切换，排泥及冲洗均实现远方操作功能;优化多介质过滤器反冲洗水PLC程序;在中和水箱上部增加一套干粉药剂投加机。
方案一基本利旧现有电絮凝处理设备，针对目前系统的不足进行完善，提高冗余量。比如在前端增加预沉箱，提升废水预沉时间，减少后端系统的堵塞情况。前端系统增加一套干粉药剂投加机，根据小型试验情况，干粉药剂针对废水中的悬浊物吸附沉淀效果较好。增加一套电絮凝器，提高水质处理能力，与原电絮凝器互为备用。同时针对目前的加药系统、多介质过滤器、离心澄清器的不足进行了改进，提升系统的可靠性。
（2）方案二：利旧现有系统，新增一套三联箱处理设备。
新增废水收集箱，通过泵提升至三联箱中进行反应沉淀，出水自流入中和水箱，经电子絮凝器、离心澄清器、中间水箱、多介质过滤器，处理后的脱硫废水通过回用水泵达标排放，不合格水回至废水缓冲箱。
污泥处理系统：新增污泥缓冲罐，污泥通过螺杆泵输送至板框压滤机压滤，在板框压滤机故障情况下，可通过污泥泵输送至吸收塔或圆盘脱水机中压滤，保证废水系统的稳定运行。系统污泥统一通过排泥泵输送至污泥缓冲罐中，改造后脱硫废水主系统如图1所示。
方案二主要通过增加一套三联箱系统，增加化学处理来提高现有电絮凝处理的可靠性，两种方式互为补充，以保证废水出水水质合格稳定。同时将三联箱加药系统与现有电絮凝加药系统进行合并，整体考虑，利旧现有设备，减少新增设备投资。
3 结语
随着全厂废水零排放的推进，现有脱硫废水处理系统的改进成为重要组成部分。兼顾成本和性能，是废水零排放的指导思想。因此，现有脱硫废水系统的运行情况和优缺点需要设计人员充分评估，与全厂废水末端处理系统有机整合考虑，综合分析，制定与电厂相符的设计方案，从而减少新增设备投资，降低投资成本与后期运维成本，在实现废水零排放的基础上，提升一定的经济性。
参考文献
[1] 裴俊峰，吴伟，王凤茹.沁北电厂脱硫废水系统技术改造实例介绍[J].华中电力，2011（1）：49-51，55.
[2] 应春华，刘柏辉，戴豪波，等.脱硫废水排放的控制项目及标准探讨[J].热力发电，2005（9）：69-71，77.
[3] 杨明杰.脱硫废水设计方案及经济性分析[J].给水排水，2012（1）：54-55.
[4] 王俊玲，杨晓飞.脱硫废水水质不达标解决对策[J].山西电力，2010（3）：51-53.
[5] 罗栋源，刘晨，杨富杰，等.电絮凝处理重金属废水的研究進展[J].河南科技，2013（18）：197-198.
[6] 张峰振，杨波，张鸿，等.电絮凝法进行废水处理的研究进展[J].工业水处理，2012（12）：11-16.
[關键词]电絮凝;脱硫废水;零排放改造
[中图分类号]X703 [文献标志码]A [文章编号]2095–6487（2021）08–0–02
[Abstract]This paper introduces the operation principle and operation status of electric flocculation desulfurization wastewater treatment system， analyzes the problems existing in the actual operation， and discusses the solutions， so as to provide ideas for the transformation of zero discharge desulfurization wastewater pretreatment system in power plant.
[Keywords]electrocoagulation; desulfurization wastewater; zero emission transformation
湿法脱硫（石灰石-石膏法）运行过程中，为防止浆液中可溶解的氯离子及其他重金属富集过高，需定时从吸收塔中排出一定量浆液即脱硫废水，以维持脱硫系统物料平衡。脱硫废水的主要成分为固体悬浮物、过饱和亚硫酸盐、硫酸盐、氯化物及微量重金属。常规脱硫废水一般采用三联箱化学处理方式进行处理，但存在加药量大、沉淀物多等问题。应城电厂在投产时，为国内首次使用电絮凝脱硫废水系统。在实际应用中，电絮凝脱硫废水处理系统具备操作简单、加药量少等优点，但也存在絮凝器堵塞、出水水质不稳定等异常，针对问题，进行了积极的探索和改进。
随着《节约能源法》《环境保护法》和相应的用水、排水收费等政策的相继颁布，以及《电力发展“十三五”规划》《水污染防治行动计划》（“水十条”）等规定的逐步实施，脱硫废水逐渐成为全厂废水零排的关键点，对此，本文根据电絮凝脱硫废水处理系统的现状，探讨在现有基础上进行脱硫废水系统改造，以满足长周期运行下零排放末端废水处理的相关要求。
1 华能应城电厂脱硫废水处理现状
华能应城热电建设有1×350 MW超临界燃煤供热机组+1×50 MW高压抽背供热机组，2台机组烟气脱硫产生的酸性废水进入电絮凝脱硫废水处理系统，设计处理量为20 m3/h。主要工艺流程为经废水旋流器后稀浆液进入废水缓冲箱，经沉淀上清液流入中和箱用氢氧化钠（NaOH）碱化处理后，通过电子絮凝器絮凝，去除某些重金属及悬浮物。在离心沉淀反应装置中将固形物从废水中分离，上清液流入中间水箱;清水流入中间水箱通过加入NaClO氧化剂去除水中的COD，加盐酸最终调解水的pH;废水通过加压泵加压后进入过滤多介质过滤器进行最终的过滤处理后回用或泵送至灰场。
在废水缓冲箱、离心澄清器下部浓缩污泥经泵送至板框压滤机中压滤成泥饼。
其中电子絮凝器是本套系统中的新工艺。电子絮凝反应原理是以特殊电极板通电后产生电场，细小带电颗粒、胶体、大分子的蛋白质，病毒粒子等在电场的作用下进行定向运动，碰撞，压缩双电子层脱稳，导致双电层压缩脱稳、絮凝，形成的絮体可以吸附细小的胶体等物质形成大颗粒加速沉淀。
1.1 废水运行指标情况
脱硫废水处理前后水质参数如表1所示。
从上述结果看出脱硫废水排放满足GB8978—1996《污水综合排放标准》第二时段一级标准的要求。
1.2 运行中存在的问题及解决方案
因废水旋流器出水悬浮物逐渐升高，加上系统存在的其他缺陷，导致长期运行脱硫废水出水水质易出现异常，主要问题如下。
（1）电絮凝器排污管设置在出口底部，管径小，但电絮凝器筒壁直径大，内部污泥无法全部排出，且未设计冲洗水系统，只能使用废水泵对电絮凝器冲洗，冲洗水管径小、效果差。
（2）多介质过滤器反洗程序不完善，导致多介质过滤器易堵塞。反洗水为加压泵出口水，反洗程序为PLC控制，每小时反洗5min，时间可调。但加压泵启停由中间水箱液位控制，经常出现即将反洗或正在反洗时加压泵停运导致反洗中断。
（3）脱硫废水含泥量较大，预沉时间不够，长期运行后进入电絮凝器废水悬浮物含量高，易堵塞电絮凝器极板及离心澄清器。
（4）脱硫废水污泥处理设备故障率较高，影响脱硫废水处理系统正常运行。
针对以上情况，为保证废水系统稳定运行，进行了以下优化。具体工作如下。
（1）针对废水进水水质悬浮物含量高问题。悬浮物高是影响废水系统稳定运行的关键，但因废水旋流器旋流子运行中的磨损、堵塞，导致出水不稳定，为保证运行正常，进行以下工作。①加强旋流器的检查和维护，定期更换磨损的旋流子，并在废水旋流器入口管道增加滤网，减少旋流子堵塞情况。②将圆盘脱水机汽水分离器的滤液水作为废水，该水浊度较低，在100 mg/L左右，进入系统替换废水旋流器稀液，将大幅减少系统中的含泥量，有效减轻废水缓冲箱、电子絮凝器、离心澄清器和多介质过滤器的积泥堵塞问题。③增加废水缓冲箱、离心澄清器排泥时间，减少污泥沉积。
（2）针对电子絮凝器设计缺陷，在电子絮凝器排净管处增加冲洗水，防止排泥时堵塞，同时固定每天排泥两次，每次10min并冲洗。
（3）针对多介质过滤器反洗程序不合理问题，在过滤器出水管道处增加工艺水管道，每周定期对过滤罐进行加强反洗，提高滤料清洁度，延长使用时间。 （4）针对板框压滤机运行不稳定异常，增加废水系统排泥至圆盘脱水机管道，通过圆盘脱水机消纳部分污泥。同时，新增排泥至滤液水箱管道作为备用，在板框压滤机故障维修时废水系统可正常运行。
2 脱硫废水系统零排放改造方案
燃煤电厂常见的废水来源主要有：循环水、工业水、化学除盐水、生活及消防水、含煤废水及脱硫废水。在全厂废水零排放方案中，脱硫废水为电厂用水系统的末端，“零排放”及回用难度较大。通过水平衡试验，计算浆液氯离子控制在0.01以内，脱硫废水量为10 t/h。华能应城热电机组为1×350 MW和1×50 MW，目前350 MW末端废水蒸发量设计一般为5 t/h，因此脱硫废水无法直接蒸发，需经过末端进一步处理。因此，在全厂废水零排放方案中，脱硫废水系统零排放改造须为末端废水处理打好基础。
根据目前脱硫废水系统特点及实际情况，提出了2种改造方案。
（1）方案一：利旧现有系统，增加系统功能。
充分利旧原系统设备和建构筑物，新增废水预沉箱（含斜板），新增自动冲洗及排污功能电子絮凝器，更换离心澄清器斜管，优化多介质过滤器反冲洗水PLC控制程序，同时新增一个过滤器滤罐，滤液水箱搅拌器更换，完善脱硫废水加药系统，提高系统自动化水平。优化升级后废水处理能力20 m3/h，处理系统满足24min连续运行、无人值守要求，处理后水质满足国家GB8978—1996《污水综合排放标准》第二时段一级标准的要求。主要改造工艺系统和设备有：
新建脱硫废水预沉箱（含斜管）、预沉箱排泥泵，排泥实现远方自动排泥，并与板框压滤机程序控制;新增电子絮凝器，具有冲洗、排污功能，与原电子絮凝器并联，通过电动阀远方切换，排泥及冲洗均实现远方操作功能;优化多介质过滤器反冲洗水PLC程序;在中和水箱上部增加一套干粉药剂投加机。
方案一基本利旧现有电絮凝处理设备，针对目前系统的不足进行完善，提高冗余量。比如在前端增加预沉箱，提升废水预沉时间，减少后端系统的堵塞情况。前端系统增加一套干粉药剂投加机，根据小型试验情况，干粉药剂针对废水中的悬浊物吸附沉淀效果较好。增加一套电絮凝器，提高水质处理能力，与原电絮凝器互为备用。同时针对目前的加药系统、多介质过滤器、离心澄清器的不足进行了改进，提升系统的可靠性。
（2）方案二：利旧现有系统，新增一套三联箱处理设备。
新增废水收集箱，通过泵提升至三联箱中进行反应沉淀，出水自流入中和水箱，经电子絮凝器、离心澄清器、中间水箱、多介质过滤器，处理后的脱硫废水通过回用水泵达标排放，不合格水回至废水缓冲箱。
污泥处理系统：新增污泥缓冲罐，污泥通过螺杆泵输送至板框压滤机压滤，在板框压滤机故障情况下，可通过污泥泵输送至吸收塔或圆盘脱水机中压滤，保证废水系统的稳定运行。系统污泥统一通过排泥泵输送至污泥缓冲罐中，改造后脱硫废水主系统如图1所示。
方案二主要通过增加一套三联箱系统，增加化学处理来提高现有电絮凝处理的可靠性，两种方式互为补充，以保证废水出水水质合格稳定。同时将三联箱加药系统与现有电絮凝加药系统进行合并，整体考虑，利旧现有设备，减少新增设备投资。
3 结语
随着全厂废水零排放的推进，现有脱硫废水处理系统的改进成为重要组成部分。兼顾成本和性能，是废水零排放的指导思想。因此，现有脱硫废水系统的运行情况和优缺点需要设计人员充分评估，与全厂废水末端处理系统有机整合考虑，综合分析，制定与电厂相符的设计方案，从而减少新增设备投资，降低投资成本与后期运维成本，在实现废水零排放的基础上，提升一定的经济性。
参考文献
[1] 裴俊峰，吴伟，王凤茹.沁北电厂脱硫废水系统技术改造实例介绍[J].华中电力，2011（1）：49-51，55.
[2] 应春华，刘柏辉，戴豪波，等.脱硫废水排放的控制项目及标准探讨[J].热力发电，2005（9）：69-71，77.
[3] 杨明杰.脱硫废水设计方案及经济性分析[J].给水排水，2012（1）：54-55.
[4] 王俊玲，杨晓飞.脱硫废水水质不达标解决对策[J].山西电力，2010（3）：51-53.
[5] 罗栋源，刘晨，杨富杰，等.电絮凝处理重金属废水的研究進展[J].河南科技，2013（18）：197-198.
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