Utilizzando come esempio il sistema di desolforazione dei fumi (FGD) di una centrale elettrica a carbone, questa analisi esamina le problematiche dei sistemi tradizionali di trattamento delle acque reflue FGD, come la progettazione inadeguata e gli elevati tassi di guasto delle apparecchiature. Attraverso molteplici ottimizzazioni e modifiche tecniche, è stato possibile ridurre il contenuto di solidi nelle acque reflue, garantendo il normale funzionamento del sistema e diminuendo i costi operativi e di manutenzione. Sono state proposte soluzioni e raccomandazioni pratiche, fornendo una solida base per raggiungere in futuro l'obiettivo di zero scarichi di acque reflue.
1. Panoramica del sistema
Le centrali termoelettriche a carbone utilizzano comunemente il processo di desolforazione dei fumi (FGD) a umido con calcare e gesso, che impiega il calcare (CaCO₃) come assorbente. Questo processo produce inevitabilmente acque reflue. In questo caso, due sistemi FGD a umido condividono un'unica unità di trattamento delle acque reflue. La fonte delle acque reflue è il troppo pieno del ciclone del gesso, trattato con metodi tradizionali (sistema a tre serbatoi) con una capacità progettata di 22,8 t/h. Le acque reflue trattate vengono pompate per 6 km fino a un sito di smaltimento per la soppressione delle polveri.
2. Principali problematiche del sistema originale
Il diaframma delle pompe dosatrici spesso perdeva o si guastava, impedendo il dosaggio continuo dei prodotti chimici. Gli elevati tassi di guasto nelle presse a filtro a piastre e nelle pompe per fanghi aumentavano il fabbisogno di manodopera e ostacolavano la rimozione dei fanghi, rallentando la sedimentazione nei chiarificatori.
Le acque reflue, provenienti dallo scarico del ciclone di gesso, presentavano una densità di circa 1.040 kg/m³ con un contenuto di solidi del 3,7%. Ciò comprometteva la capacità del sistema di scaricare continuamente acqua trattata e di controllare le concentrazioni di ioni nocivi nell'assorbitore.
3. Modifiche preliminari
Migliorare il dosaggio dei prodotti chimici:
Ulteriori serbatoi chimici sono stati installati sopra il sistema a triplo serbatoio per garantire un dosaggio costante per gravità, controllato da unmisuratore di concentrazione online.
Risultato: Qualità dell'acqua migliorata, sebbene la sedimentazione fosse ancora necessaria. La portata giornaliera si è ridotta a 200 m³, quantità insufficiente per il funzionamento stabile dei due sistemi di desolforazione dei fumi. I costi di dosaggio sono risultati elevati, con una media di 12 CNY/tonnellata.
Riutilizzo delle acque reflue per la soppressione delle polveri:
Sul fondo del chiarificatore sono state installate delle pompe per reindirizzare parte delle acque reflue verso i silos di ceneri in loco, dove vengono miscelate e umidificate.
Risultato: pressione ridotta sul sito di smaltimento, ma permangono elevati livelli di torbidità e la non conformità con gli standard di scarico.
4. Misure di ottimizzazione attuali
Con l'inasprimento delle normative ambientali, si è resa necessaria un'ulteriore ottimizzazione del sistema.
4.1 Regolazione chimica e funzionamento continuo
Il pH è stato mantenuto tra 9 e 10 grazie a un aumento del dosaggio dei farmaci.
Uso giornaliero: calce (45 kg), coagulanti (75 kg) e flocculanti.
È stato garantito uno scarico di 240 m³/giorno di acqua pulita dopo un funzionamento intermittente del sistema.
4.2 Riutilizzo del serbatoio di emergenza per fanghi
Doppio utilizzo del serbatoio di emergenza:
Durante i periodi di inattività: stoccaggio della sospensione.
Durante il funzionamento: sedimentazione naturale per l'estrazione di acqua limpida.
Ottimizzazione:
Sono state aggiunte valvole e tubazioni a vari livelli del serbatoio per consentire un funzionamento flessibile.
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 proveniente dai sistemi di disidratazione a nastro sottovuoto al serbatoio di accumulo delle acque reflue.
Miglioramento dell'efficienza di sedimentazione grazie alla riduzione dei tempi di sedimentazione naturale mediante il dosaggio di sostanze chimiche nelle vasche di emergenza.
5. Vantaggi dell'ottimizzazione
Capacità migliorata:
Funzionamento continuo con uno scarico giornaliero di oltre 400 m³ di acque reflue conformi.
Controllo efficace della concentrazione ionica nell'assorbitore.
Operazioni semplificate:
Ha eliminato la necessità della pressa filtrante a piastre e telai.
Riduzione della manodopera necessaria per la gestione dei fanghi.
Affidabilità del sistema migliorata:
Maggiore flessibilità nella programmazione del trattamento delle acque reflue.
Maggiore affidabilità delle apparecchiature.
Risparmio sui costi:
L'utilizzo di prodotti chimici è stato ridotto a calce (1,4 kg/t), coagulanti (0,1 kg/t) e flocculanti (0,23 kg/t).
Il costo del trattamento è stato 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 del sistema di desolforazione dei fumi (FGD) ha portato a un significativo miglioramento dell'efficienza, a una riduzione dei costi e al rispetto di standard ambientali più rigorosi. Queste misure fungono da riferimento per sistemi simili che mirano a raggiungere l'obiettivo di zero scarichi di acque reflue e la sostenibilità a lungo termine.
Data di pubblicazione: 21 gennaio 2025
