Izmantojot ogļu spēkstacijas dūmgāzu desulfurizācijas (FGD) sistēmu kā piemēru, šajā analīzē tiek apskatītas problēmas tradicionālajās FGD notekūdeņu sistēmās, piemēram, slikta konstrukcija un augsts iekārtu atteices līmenis. Veicot vairākas optimizācijas un tehniskās modifikācijas, tika samazināts cieto vielu saturs notekūdeņos, nodrošinot normālu sistēmas darbību un samazinot ekspluatācijas un uzturēšanas izmaksas. Tika piedāvāti praktiski risinājumi un ieteikumi, kas nodrošināja stabilu pamatu, lai nākotnē panāktu nulles notekūdeņu novadīšanu.
1. Sistēmas pārskats
Ar oglēm darbināmās spēkstacijās parasti izmanto kaļķakmens-ģipša slapjo FGD procesu, kurā kā absorbentu izmanto kaļķakmeni (CaCO₃). Šis process neizbēgami rada FGD notekūdeņus. Šajā gadījumā divām mitrām FGD sistēmām ir viena notekūdeņu attīrīšanas iekārta. Notekūdeņu avots ir ģipša ciklona pārplūde, kas apstrādāta ar tradicionālām metodēm (trīsu tvertņu sistēma) ar projektēto jaudu 22,8 t/h. Attīrīti notekūdeņi tiek sūknēti 6 km attālumā uz atkritumu noglabāšanas vietu putekļu slāpēšanai.
2. Galvenās problēmas sākotnējā sistēmā
Dozēšanas sūkņu diafragma bieži noplūda vai sabojājās, novēršot nepārtrauktu ķīmisko vielu dozēšanu. Augsts atteices līmenis plākšņu un rāmju filtru presēs un dūņu sūkņos palielināja darbaspēka pieprasījumu un apgrūtināja dūņu noņemšanu, palēninot sedimentāciju dzidrinātājos.
Notekūdeņu, kas radās no ģipša ciklona pārplūdes, blīvums bija aptuveni 1040 kg/m³ ar cietvielu saturu 3,7%. Tas pasliktināja sistēmas spēju nepārtraukti izvadīt attīrītu ūdeni un kontrolēt kaitīgo jonu koncentrāciju absorbētājā.
3. Iepriekšējās modifikācijas
Ķīmisko vielu dozēšanas uzlabošana:
Trīskāršās tvertnes sistēmas augšpusē tika uzstādītas papildu ķīmiskās tvertnes, lai nodrošinātu konsekventu dozēšanu ar gravitācijas palīdzību, ko kontrolētiešsaistes koncentrācijas mērītājs.
Rezultāts: uzlabojās ūdens kvalitāte, lai gan joprojām bija nepieciešama sedimentācija. Ikdienas izplūde samazināta līdz 200 m³, kas nebija pietiekama divu FGD sistēmu stabilai darbībai. Dozēšanas izmaksas bija augstas, vidēji 12 CNY/t.
Notekūdeņu atkārtota izmantošana putekļu slāpēšanai:
Dzidrinātāja apakšā tika uzstādīti sūkņi, lai daļu notekūdeņu novirzītu uz vietas pelnu tvertnēm sajaukšanai un mitrināšanai.
Rezultāts: Samazināts spiediens uz apglabāšanas vietu, bet joprojām izraisīja augstu duļķainību un neatbilstību izplūdes standartiem.
4. Pašreizējie optimizācijas pasākumi
Līdz ar stingrākiem vides noteikumiem bija nepieciešama turpmāka sistēmas optimizācija.
4.1. Ķīmiskā regulēšana un nepārtraukta darbība
Saglabāts pH no 9 līdz 10, palielinot ķīmisko vielu devu:
Ikdienas lietošana: kaļķi (45 kg), koagulanti (75 kg) un flokulanti.
Nodrošināta 240 m³/dienā tīra ūdens novadīšana pēc periodiskas sistēmas darbības.
4.2. Avārijas vircas tvertnes atkārtota izmantošana
Avārijas tvertnes divējāda izmantošana:
Dīkstāves laikā: vircas uzglabāšana.
Darbības laikā: Dabiska sedimentācija tīra ūdens ieguvei.
Optimizācija:
Pievienoti vārsti un cauruļvadi dažādos tvertņu līmeņos, lai nodrošinātu elastīgas darbības.
Nogulsnēts ģipsis tika atgriezts sistēmā atūdeņošanai vai atkārtotai izmantošanai.
4.3 Sistēmas mēroga modifikācijas
Samazināta cieto vielu koncentrācija ienākošajos notekūdeņos, novirzot filtrātu no vakuuma lentes atūdeņošanas sistēmām uz notekūdeņu bufertvertni.
Uzlabota sedimentācijas efektivitāte, saīsinot dabisko nosēšanās laiku, izmantojot ķīmisko vielu dozēšanu avārijas tvertnēs.
5. Optimizācijas priekšrocības
Uzlabota jauda:
Nepārtraukta darbība ar ikdienas novadīšanu vairāk nekā 400 m³ atbilstošo notekūdeņu.
Efektīva jonu koncentrācijas kontrole absorbētājā.
Vienkāršotas darbības:
Likvidēta nepieciešamība pēc plākšņu un rāmju filtra preses.
Samazināts darbaspēks dūņu apstrādei.
Uzlabota sistēmas uzticamība:
Lielāka elastība notekūdeņu apstrādes grafikos.
Augstāka aprīkojuma uzticamība.
Izmaksu ietaupījumi:
Ķimikāliju izmantošana samazināta līdz kaļķiem (1,4 kg/t), koagulantiem (0,1 kg/t) un flokulantiem (0,23 kg/t).
Apstrādes izmaksas pazeminātas līdz 5,4 CNY/t.
Ikgadējie ietaupījumi ķīmisko vielu izmaksās ir aptuveni 948 000 CNY.
Secinājums
FGD notekūdeņu sistēmas optimizācijas rezultātā tika ievērojami uzlabota efektivitāte, samazinātas izmaksas un nodrošināta atbilstība stingrākiem vides standartiem. Šie pasākumi kalpo par atsauci līdzīgām sistēmām, kuru mērķis ir panākt nulles notekūdeņu novadīšanu un ilgtermiņa ilgtspējību.
Izlikšanas laiks: 21. janvāris 2025. gada laikā
