Utilizzando come esempio il sistema di desolforazione dei gas di combustione (FGD) di una centrale elettrica a carbone, questa analisi esamina le problematiche dei tradizionali sistemi di trattamento delle acque reflue FGD, come la progettazione inadeguata e gli elevati tassi di guasto delle apparecchiature. Attraverso molteplici ottimizzazioni e modifiche tecniche, il contenuto solido nelle acque reflue è stato ridotto, garantendo il normale funzionamento del sistema e riducendo i costi operativi e di manutenzione. Sono state proposte soluzioni pratiche e raccomandazioni, che forniscono una solida base per raggiungere l'obiettivo di zero scarichi di acque reflue in futuro.
1. Panoramica del sistema
Le centrali elettriche a carbone utilizzano comunemente il processo di degassificazione a umido calcare-gesso, che utilizza il calcare (CaCO₃) come assorbente. Questo processo produce inevitabilmente acque reflue derivanti dalla degassificazione. In questo caso, due sistemi di degassificazione a umido condividono un'unità di trattamento delle acque reflue. La fonte di acque reflue è lo straripamento del ciclone in gesso, trattato con metodi tradizionali (sistema a tripla vasca) con una capacità progettata di 22,8 t/h. Le acque reflue trattate vengono pompate a 6 km di distanza fino a un sito di smaltimento per l'abbattimento delle polveri.
2. Problemi principali nel sistema originale
Il diaframma delle pompe dosatrici spesso perdeva o si rompeva, impedendo il dosaggio continuo dei prodotti chimici. Gli elevati tassi di guasto nelle filtropresse a piastre e telai e nelle pompe per fanghi aumentavano la richiesta di manodopera e ostacolavano la rimozione dei fanghi, rallentando la sedimentazione nei chiarificatori.
Le acque reflue provenienti dallo straripamento del ciclone in gesso avevano una densità di circa 1.040 kg/m³ con un contenuto solido del 3,7%. Ciò comprometteva la capacità del sistema di scaricare in modo continuo l'acqua trattata e di controllare le concentrazioni di ioni nocivi nell'assorbitore.
3. Modifiche preliminari
Miglioramento del dosaggio chimico:
Sono stati installati serbatoi chimici aggiuntivi sopra il sistema a triplo serbatoio per garantire un dosaggio costante tramite gravità, controllato da unmisuratore di concentrazione online.
Risultato: miglioramento della qualità dell'acqua, sebbene fosse ancora necessaria la sedimentazione. La portata giornaliera si è ridotta a 200 m³, insufficiente per il funzionamento stabile dei due sistemi FGD. I costi di dosaggio erano elevati, in media 12 CNY/tonnellata.
Riutilizzo delle acque reflue per l'abbattimento delle polveri:
Sono state installate delle pompe sul fondo del chiarificatore per reindirizzare parte delle acque reflue verso i silos per le ceneri in loco per la miscelazione e l'umidificazione.
Risultato: riduzione della pressione sul sito di smaltimento, ma con conseguente elevata torbidità e mancato rispetto degli standard di scarico.
4. Misure di ottimizzazione attuali
Con normative ambientali più severe, si è resa necessaria un'ulteriore ottimizzazione del sistema.
4.1 Regolazione chimica e funzionamento continuo
Mantenimento del pH tra 9 e 10 mediante un dosaggio chimico più elevato:
Utilizzo giornaliero: calce (45 kg), coagulanti (75 kg) e flocculanti.
Garantito uno scarico di 240 m³/giorno di acqua pulita dopo il funzionamento intermittente del sistema.
4.2 Riutilizzo del serbatoio di liquami di emergenza
Doppio utilizzo del serbatoio di emergenza:
Durante i tempi di inattività: stoccaggio dei fanghi.
Durante il funzionamento: Sedimentazione naturale per l'estrazione di acqua pulita.
Ottimizzazione:
Sono state aggiunte valvole e tubazioni a vari livelli del serbatoio per consentire operazioni flessibili.
Il gesso sedimentato veniva reimmesso nel sistema per essere disidratato o riutilizzato.
4.3 Modifiche a livello di sistema
Riduzione della concentrazione di solidi nelle acque reflue in ingresso mediante il reindirizzamento del filtrato dai sistemi di disidratazione a nastro sottovuoto al serbatoio di accumulo delle acque reflue.
Maggiore efficienza di sedimentazione riducendo i tempi di sedimentazione naturali mediante dosaggio chimico in serbatoi di emergenza.
5. Vantaggi dell'ottimizzazione
Capacità migliorata:
Funzionamento continuo con scarico giornaliero di oltre 400 m³ di acque reflue conformi.
Controllo efficace della concentrazione degli ioni nell'assorbitore.
Operazioni semplificate:
Eliminata la necessità della pressa filtrante a piastre e telaio.
Riduzione della manodopera per la movimentazione dei fanghi.
Affidabilità del sistema migliorata:
Maggiore flessibilità nei programmi di trattamento delle acque reflue.
Maggiore affidabilità delle apparecchiature.
Risparmio sui costi:
L'uso di prodotti chimici è ridotto a calce (1,4 kg/t), coagulanti (0,1 kg/t) e flocculanti (0,23 kg/t).
Costo del trattamento ridotto a 5,4 CNY/tonnellata.
Risparmio annuo di circa 948.000 CNY sui costi dei prodotti chimici.
Conclusione
L'ottimizzazione del sistema di trattamento delle acque reflue FGD ha portato a un significativo miglioramento dell'efficienza, alla riduzione dei costi e al rispetto di standard ambientali più rigorosi. Queste misure servono da riferimento per sistemi simili che mirano a raggiungere l'azzeramento degli scarichi e la sostenibilità a lungo termine.
Data di pubblicazione: 21-gen-2025
