北極星水處理網訊:隨著國家對生產廠區外排水管控的愈加嚴格，現有燃煤電廠開始注重管控脫硫廢水水質以保證合理回用。部分燃煤電廠脫硫廢水開始進行除氟處理，但在實際生產過程中，除氟設施運行期間出現廠房內氨味濃重、石膏含水率異常偏高等問題，形成次生環保隱患。本文通過實驗室攻關、梳理分析生產數據、查詢文獻資料，分析脫硫廢水及吸收塔漿液中氨氮含量過高的原因，探究氨氮含量對石膏含水率的影響關係，並提出防控措施，以改善脫硫系統運行狀況，優化脫硫系統水平衡，確保各項環保指標穩定可控。
一、前言
通過對部分燃煤電廠脫硫廢水處理跟蹤，發現在「石灰乳+鹼」除氟工藝設施運行過程中，脫硫廢水處理系統區域氨味濃重，液鹼消耗量異常偏高，影響廢水pH值提高和除氟化學反應，既不利於現場工作人員操作安全，也會造成藥劑的不必要浪費，並對廢水達標埋下隱患。本文對該問題進行了梳理分析。
二、設備現狀：
通過對部分燃煤電廠現場調研，在其生產過程中發現脫硫廢水或脫水系統氨味異常濃重（使用氨檢漏儀檢測氨氣濃度最高400 ppm），調閱日常石膏品質化驗結果發現：石膏中水分含量普遍偏高、二水硫酸鈣含量偏低（見表1）。同步調閱脫硫廢水化驗單：以上各單位脫硫廢水氨氮含量均在1000 mg/L以上，最高一度達到2500 mg/L（當時抽樣化驗結果）。
表1：石膏品質情況
表2：通過隨機跟蹤檢測A電廠脫硫系統部分指標如下：
以上表格數據顯示：脫硫漿液中氨氮含量過高，脫硫石膏品質較差，主要表現在石膏含水率、碳酸鈣含量偏高，二水硫酸鈣含量偏低，同時脫硫廢水中氨氮含量居高。
表3：B電廠脫硫漿液氨氮情況與石膏含水率情況
以上表格數據顯示：同樣脫硫運方條件下，氨氮含量在1000mg/L以上時，石膏脫水呈現泥濘狀；氨氮含量在700mg/L左右時，石膏含水率在20%以上；氨氮含量在400mg/L左右時，石膏含水率降低到20%以下，且在不同氨氮含量狀況下石膏外觀顏色變化明顯。
三、實驗室論證分析：
為查找脫硫漿液中氨氮含量過高的原因，結合C電廠（C水樣）脫水樓氨味濃重的實際情況，在實驗室進行了相關化學試驗。在小型實驗過程中，在向樣品中加氫氧化鈉調節脫硫廢水pH值時，
C水樣pH自6.06調節至9.5，用氫氧化鈉溶液20 mL；
D水樣pH自6.95調節至9.5，用氫氧化鈉溶液9.9 mL。
C水樣pH自9.5調節至10.0，用氫氧化鈉溶液16 mL；
D水樣pH自9.5調節至10.00，用氫氧化鈉溶液8 mL。
以上試驗得出：C水樣提高pH值，所消耗的氫氧化鈉的量是D水樣提高相同pH值消耗量的2倍多。通過查閱實際加藥量，在相同廢水排放量的情況下C水樣氫氧化鈉使用量達38000ppm左右（隨機抽查數據：C電廠處理131方廢水，液鹼加藥量約為41793 ppm；D電廠處理247方廢水，液鹼加藥量約為22672 ppm）。
結論：在同樣廢水排放量的情況下，提高相同的廢水pH值，C水樣較D水樣液鹼消耗量大2倍左右，且實驗過程中，C水樣加鹼過程中氨揮發明顯。
四、原因及影響：
4.1 經查閱網絡資料，在一定條件下碳酸鈣與硫酸氫銨可以反應生成NH4＋、H＋、SO42-，在脫硫系統中存有以上物質，會對脫硫系統漿液反應產生影響，另外NH4＋較Ca2＋活潑，在一定程度上影響碳酸鈣的充分反應，造成供漿過量或碳酸鈣反應不完全；②在石膏中會含有一些氨的絡合物，這部分絡合物具有一定的吸潮性能，最終會影響石膏含水率偏高；③由於氨屬於鹼性物質，過多的氨存在漿液中會一定程度上影響漿液起泡。
4.2 漿液中氨氮含量高，影響了漿液的反應，同時影響漿液pH值的提升，容易造成運行監盤人員誤判，根據在線pH值提高供漿量，導致碳酸鈣反應不徹底，影響石膏品質（例如A電廠抽樣石膏二水硫酸鈣含量偏低（79.42%）；漿液中氨絡合物進入石膏中會含有結晶水，影響石膏含水率偏高（大於14%）；廢水中氨氮含量高，影響pH值提高，除氟效果差，導致廢水外排減量，系統漿液氯離子升高；同時造成氫氧化鈉的浪費和增加人工加藥工作量；若將脫硫廢水系統澄清器產生的大量汙泥返回吸收塔時，將影響漿液品質，造成惡性循環。
4.3 通過開展化學實驗，並查閱相關資料, 依據氨氮在水中存在著離解平衡的規律，NH3+H2O--NH4++OH-這個關係受pH值影響，當pH值高時，平衡向左移動，游離氨的比例增大。常溫時，當pH值為7左右時，氨氮大多以銨離子狀態存在，而當pH值在11左右時，游離氨佔98%左右。因此，隨著pH值升高，氨在水中NH3形態比例升高，在一定溫度和壓力下，NH3的氣態和液態兩項達到平衡。通過向氨氮含量較高的脫硫廢水中加氫氧化鈉除氟，隨著pH的升高，廢水中的氨氣溢出，現場氨味較大。採用化學處理的方式將脫硫廢水中氨氮去除且不發生氨的逸出，此時需要將逸出的NH3迅速與酸進行反應，這樣廢水中鹽分將大幅度增加，廢水處理難度會成倍增長。
結論：通過以上試驗及分析，結合技術文獻中研究結論「根據脫硫脫硝反應機理，在脫硫脫硝及廢水處理過程中，不會有化學反應產生NH4+。正常情況下，只有脫硝單元噴入的氨氣量過多，氨氣無法全部參與脫硝反應，逃逸氨隨煙氣進入脫硫塔，溶入漿液中並進入廢水處理單元，最終導致脫硫廢水氨氮含量高」，可見脫硫漿液中的氨氮主要來源於脫硝系統，主要原因是脫硝系統噴入的氨反應不完全、噴入氨過量或著催化劑自身的問題，導致氨逃逸較高，進入後續脫硫漿液系統中。
五、解決措施：
5.1 儘快組織排查脫硝催化劑的性能，開展脫硝系統優化調整，全面檢測脫硝氨逃逸、灰中氨含量等數據，進行綜合分析。並對比同等燃料及鍋爐負荷下噴氨量的差異、脫硝進出口效率的高低，杜絕和防範噴氨過量的問題，並根據檢測結果確定是否更換脫硝催化劑，從源頭上解決脫硫系統氨氮高的問題。
5.2 優化脫硫廢水系統，澄清器排泥不允許返塔回用，杜絕大量加藥沉積汙泥返回系統，造成脫硫系統的二次汙染。可考慮使用板框壓濾機壓泥，通過石膏或者其他公司允許的途徑進行處置，穩步逐步提升廢水處理能力，實現水平衡的優化。
5.3 督促脫硫運行人員做好供漿調整，密切關注漿液pH值趨勢變化，根據入口二氧化硫數據變化及情況、石膏碳酸鈣含量情況以及供漿流量等數據，綜合判斷供漿是否合適，嚴禁出現供漿過量，造成漿液中毒現象。
5.4 充分利用事故漿液箱、加大脫硫廢水排放和大量脫出石膏，綜合採取措施快速降低吸收塔漿液氨氮，儘快恢復正常漿液品質控制。
六
本文針對部分燃煤電廠脫硫漿液氨氮含量高原因進行梳理分析，吸收塔漿液中氨氮含量越低，漿液品質相對較好，副產物石膏含水率等指標相對優秀。這就需要下大力氣優化調整脫硝裝置，確保氨逃逸達標，噴氨正常反應。既能減少不必要的環保成本投資，又能改善後續系統的運行安全性，並能營造相對較好的環保迎查環境。並針對吸收塔漿液氨氮含量高問題，提出具體防控措施，以改善脫硫系統運行狀況，優化脫硫系統水平衡，確保各項環保指標穩定達標。
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