Utilitzant com a exemple el sistema de dessulfuració de gasos de combustió (FGD) d'una central elèctrica de carbó, aquesta anàlisi examina els problemes dels sistemes tradicionals d'aigües residuals FGD, com ara un disseny deficient i unes altes taxes de fallada dels equips. Mitjançant múltiples optimitzacions i modificacions tècniques, es va reduir el contingut sòlid de les aigües residuals, garantint el funcionament normal del sistema i reduint els costos operatius i de manteniment. Es van proposar solucions i recomanacions pràctiques, que proporcionaven una base sòlida per aconseguir un abocament zero d'aigües residuals en el futur.
1. Visió general del sistema
Les centrals elèctriques de carbó solen utilitzar el procés FGD humit de calcària-guix, que utilitza calcària (CaCO₃) com a absorbent. Aquest procés produeix inevitablement aigües residuals FGD. En aquest cas, dos sistemes FGD humits comparteixen una unitat de tractament d'aigües residuals. La font d'aigües residuals és el sobreeixidor del cicló de guix, processat amb mètodes tradicionals (sistema de triple tanc) amb una capacitat dissenyada de 22,8 t/h. Les aigües residuals tractades es bombegen 6 km fins a un abocador per a la supressió de la pols.
2. Problemes importants del sistema original
El diafragma de les bombes dosificadores sovint tenia fuites o fallava, cosa que impedia la dosificació contínua de productes químics. Les altes taxes de fallada en les premses de filtre de placa i marc i les bombes de fangs augmentaven la demanda de mà d'obra i dificultaven l'eliminació de fangs, alentint la sedimentació als clarificadors.
Les aigües residuals, originades pel sobreeixidor del cicló de guix, tenien una densitat d'aproximadament 1.040 kg/m³ amb un contingut sòlid del 3,7%. Això va afectar la capacitat del sistema per descarregar contínuament aigua tractada i controlar les concentracions d'ions nocius a l'absorbidor.
3. Modificacions preliminars
Millora de la dosificació química:
Es van instal·lar dipòsits químics addicionals a sobre del sistema de triple dipòsit per garantir una dosificació consistent per gravetat, controlada per unmesurador de concentració en línia.
Resultat: Millora de la qualitat de l'aigua, tot i que encara calia sedimentació. El cabal diari es va reduir a 200 m³, cosa que no era suficient per a un funcionament estable dels dos sistemes de FGD. Els costos de dosificació van ser elevats, amb una mitjana de 12 CNY/tona.
Reutilització d'aigües residuals per a la supressió de pols:
Es van instal·lar bombes al fons del clarificador per redirigir part de les aigües residuals a sitges de cendres in situ per a la seva barreja i humidificació.
Resultat: Reducció de la pressió al lloc d'abocament, però encara es va produir una terbolesa elevada i l'incompliment de les normes d'abocament.
4. Mesures d'optimització actuals
Amb regulacions mediambientals més estrictes, era necessària una major optimització del sistema.
4.1 Ajust químic i funcionament continu
Manteniment del pH entre 9 i 10 mitjançant l'augment de la dosi química:
Ús diari: calç (45 kg), coagulants (75 kg) i floculants.
Va garantir un cabal de 240 m³/dia d'aigua neta després del funcionament intermitent del sistema.
4.2 Reutilització del dipòsit de fangs d'emergència
Doble ús del dipòsit d'emergència:
Durant el temps d'inactivitat: emmagatzematge de fangs.
Durant el funcionament: Sedimentació natural per a l'extracció d'aigua clara.
Optimització:
S'han afegit vàlvules i canonades a diversos nivells del tanc per permetre operacions flexibles.
El guix sedimentat es va retornar al sistema per a la seva deshidratació o reutilització.
4.3 Modificacions a tot el sistema
Reducció de la concentració de sòlids en les aigües residuals entrants redirigint el filtrat dels sistemes de deshidratació amb cinta de buit al dipòsit intermedi d'aigües residuals.
Millora de l'eficiència de la sedimentació mitjançant la reducció dels temps de sedimentació natural mitjançant la dosificació de productes químics en dipòsits d'emergència.
5. Beneficis de l'optimització
Capacitat millorada:
Funcionament continu amb un abocament diari de més de 400 m³ d'aigües residuals conformes.
Control eficaç de la concentració d'ions a l'absorbidor.
Operacions simplificades:
Va eliminar la necessitat del filtre premsa de plaques i marcs.
Reducció de la mà d'obra en la manipulació de fangs.
Fiabilitat del sistema millorada:
Major flexibilitat en els horaris de tractament d'aigües residuals.
Major fiabilitat dels equips.
Estalvi de costos:
Ús de productes químics reduït a calç (1,4 kg/t), coagulants (0,1 kg/t) i floculants (0,23 kg/t).
El cost del tractament es va reduir a 5,4 CNY/tona.
Estalvi anual d'aproximadament 948.000 CNY en costos de productes químics.
Conclusió
L'optimització del sistema d'aigües residuals FGD va comportar una millora significativa de l'eficiència, una reducció de costos i el compliment d'estàndards ambientals més estrictes. Aquestes mesures serveixen de referència per a sistemes similars que busquen aconseguir un abocament zero d'aigües residuals i la sostenibilitat a llarg termini.
Data de publicació: 21 de gener de 2025
