污水除氟系统的应用与常见故障分析_郭磊.pdf

化学工程与装备 2022 年 第 12 期 302 Chemical Engineering&Equipment 2022 年 12 月 污水除氟污水除氟系统的应用与常见故障分析系统的应用与常见故障分析 郭 磊（河南龙宇煤化工有限责任公司，河南 商丘 476600）摘摘 要要：河南龙宇煤化工有限公司污水除氟装置用化学反应和高效沉降的污水处理工艺技术，氟化物治理装置设计水量为 300m3/h。文章在总结了污水除氟系统的工艺概况和工艺操作要点的基础上，研究分析了石灰加药装置异常、在线 pH 失准、一二级沉淀池跑泥、出水数据超标等常见故障，保障了污水除氟系统的安全稳定运行。关键关键词词：污水除氟；故障分析 1 1 工艺概况工艺概况 河南龙宇煤化工有限公司污水除氟装置用化学反应和高效沉降的污水处理工艺技术，出水经除氟装置加药处理后达标排放，其产生污泥经浓缩脱水处理后不定期送出界区，其简要流程如下图示。含氟气化废水的主要处理工艺过程设计如下：含氟气化废水泵入一级反应池，一级反应池分为三格，第一格投加石灰，第二格投加磁粉，第三格投加 PAM，絮凝后自流至一级沉淀池进行固液分离。一级沉淀池由渣沫澄清槽利旧，一级反应池经钢结构框架架高设置在一级沉淀池旁，保证出水可自流进入一级沉淀池。一级沉淀池的上清液自流至二级反应池，二级反应池分为三格，第一格投加除氟药剂，第二格投加磁粉，第三格投加 PAM，絮凝后流至二级沉淀池进行固液分离。二级反应池和一级反应池放在同一个钢结构框架上，设置在一级沉淀池旁。二级沉淀池由渣浆贮槽利旧，上清液溢流至外排池收集，再经泵送至污水站，外排池由原渣沫灰水槽利旧。一级沉淀池、二级沉淀池底部含磁污泥分别经各自磁回收装置后，磁粉分别回到一级、二级反应池第二格循环利用，脱磁污泥流至新建污泥收集槽，进入原有卧螺机进行脱水后外运处理。氟化物治理装置设计水量为300m3/h，装置出水指标范围为：浊度20、F-1mg/L，COD与NH3-N不高于来水指标。图图1 1 污水除氟污水除氟工艺流程图工艺流程图 DOI:10.19566/35-1285/tq.2022.12.061 郭 磊：污水除氟系统的应用与常见故障分析 303 2 2 工艺操作要点工艺操作要点 2.1 药剂制备 2.1.1 熟石灰药剂 熟石灰药剂制备系统包括石灰料仓、石灰溶解罐和石灰储药罐，整套系统为自动控制运行，通过石灰溶解罐的液位高低来控制石灰星形给料机和进水阀启停，低液位时星形给料机与进水阀开启，高液位时给料机与进水阀关闭，星形给料机与进水的流量提前设定好，从而保证石灰配置浓度的稳定。熟石灰配药浓度为10%（暂定数值，根据实际工况调整）。装置运行前准备条件：除氟装置进水前开启石灰配药系统，待石灰溶解罐到达高液位后系统自动停止配药，待除氟装置的一级反应池进水后将石灰加药泵开启，开始投入运行。2.1.2 除氟药剂 除氟药剂为液体成品，直接通过加药计量泵投加，除氟药剂共有3个储罐，投加时注意及时切换，如果两个储罐已经打空需要通知药剂厂商及时送药。切罐时间：液位计在0.1m左右。切罐操作：打开满罐底部阀门关闭空罐底部阀门。2.1.3 PAM 药剂 PAM药剂制备系统为一体化加药装置，运行方式为自动运行，系统分为一级溶解罐、二级溶解罐和药剂成品罐，通过最后一个成品罐液位的高低来控制一级溶解罐干粉投加机和进水阀的开关。干粉投加机与进水的流量根据需要的配药浓度提前设定好，配药浓度为1。装置运行前准备条件：除氟装置进水前开启PAM配药系统，待成品罐到达高液位后系统自动停止配药，待除氟装置的一级反应池进水后将一级反应池PAM加药计量泵开启，待二级反应池进水后将该反应池的PAM加药计量泵开启，开始投入运行。2.2 除氟装置运行操作步骤及方法 2.2.1 准备条件 整套除氟装置完成单机调试及进水试车，各动设备运转正常，各自动运行的控制系统运行正常，各仪表显示正常，各药剂完成配制。2.2.2 投入运行 开启一、二级反应池的所有搅拌机和一、二级沉淀池的刮泥机，开启来水输送泵，来水进入一级反应池后开启石灰加药泵，加入石灰后一级反应池的pH酸碱度根据来水氟离子的高低控制在11.6-12范围内（根据实际来水和出水水质调整），开启PAM加药计量泵，当水进入一级反应池第二格时开始加入磁粉（第一次磁混凝设备启动时由厂家人员负责投加），当水进一级沉淀并建立高液位池时开启一级沉淀池底部渣浆泵（渣浆泵流量根据污泥浓度调整）和一级反应池磁粉分离机；当水进入二级反应池后开启除氟药剂计量泵和二级反应池PAM加药泵，二级反应池的PH值通过除氟药剂加药计量泵与在线PH计投连锁自动控制在7左右（控制在6.6-7.4范围内），当水进入反应池第二格时加入磁粉，当水进入二级沉淀池并建立高液位时开启底板渣浆泵和二级反应池磁粉分离机，当水进入外排池并建立液位时开启外排泵并保证液位平衡。2.2.3 操作要点（1）根据实际运行情况监测，气化污水氟离子浓度在20-60mg/l范围内波动。通过进水在线氟离子仪显示数值，当来水的氟离子在20-40mg/l范围时，通过调整石灰加药泵加药量，将一级反应池的pH酸碱度控制在11.6-11.8范围内，将二级反应池pH酸碱度连锁控制在7左右。（2）当来水的氟离子在40-60mg/l范围时，通过调整石灰加药泵加药量，将一级反应池的PH值控制在11.8-12范围内，将二级反应池pH酸碱度连锁控制在7左右。（3）石灰加药泵和pH酸碱度连锁控制设定通过在PLC柜控制屏上操作。3 3 常见故障分析常见故障分析 3.1 石灰加药装置异常（1）石灰不下料。出现原因及解决方案：检查振动电机及气动插板阀是否正常，若振动电机不工作，检查电机是否有电，有电，则是电机故障，更换电机；无电，则检查控制柜内是否正常（可联系电气配合解决），若气动插板阀不工作，检查气源是否正常，对应电磁阀是否正常工作即可。检查星形给料机、螺旋输送机是否正常，同样，先检查电机否是有电，若有电，则为电机故障或是设备故障，若无电，则检查控制柜内是否正常。（2）故障解决：若系统在运行过程中出现报警，先检查故障点，通过触摸屏可查看设备故障或是料仓低料位，先按报警消音把声音解除，后查看对应故障设备，若是热继电器跳掉，一般为电机过电流，则检查对应电机及前后设备是否堵塞，可能原因有：星形给料机故障，可能为排气口堵塞导致称重料斗内压力过大；螺旋输送机故障，可能为出料口堵塞，除以上问题，仍可能有其他问题，需根据实际情况排查。检查并排除故障点后，需消除故障点，若是热继电器跳掉的，可通过按热继电器上的绿色按钮恢复，若是变频器故障，则通过断电，即拉下对应断路器（根据电气图纸），待变频器无显示后，再推上，即可恢复。切记：若出现故障点，需先排除故障点，后解除故障。3.2 在线 pH 失准（1）在线pH值相对稳定，但与化验室测定值有偏差 出现原因及解决方案：在线 pH 计与化验室分析 pH 计测定值有一定差别，属于正常情况，记录在线数据和化验室分析数据，若偏差相对固定，可参考化验室数据，除去偏差值控制在线 pH 即可。如需校准亦可，取 pH 标准液参照 pH 计操作说明（见说明书），校准频率为 1 周/次，另外因为除氟药剂为石灰，pH 探头会结垢，需定期清洗探头，取 5%-10%的稀硫酸用刷子轻轻刷洗探头直至干净，清洗频率为 1 周/次。（2）在线 pH 值连续跳动或者明显与实际值不符。出现原因及解决方案：在线 pH 计损坏，需更换新探头。3.3 一二级沉淀池跑泥 出现原因及解决方案：渣浆泵排泥量不够，导致产生的污泥无法及时排出，慢慢累积直至跑泥发生，此时应开大渣浆泵排泥量。（下转第（下转第 279279 页）页）谢 芳：氰化氢泄漏事故大气环境风险评价 279（5）为了阻断事故泄漏液和消防水进入环境，采取“收调输储处理”事故泄漏和事故消防水，设置“三级防控措施”防范事故泄漏液和消防废水进入外环境和地表水环境。（6）加强安全教育，提高员工特别是关键岗位员工的环境风险防范意识，增强职工事故防范和自救能力。涉及人工操作的岗位，操作时员工要佩戴防护用具。（7）如事故无法得到有效控制，企业应立即通知相邻企业及相应人群，做好必要的防护措施。必要时将下风向4.5公里危害区范围内人群进行疏散，将突发环境事件影响降至最低。3.2 应急处置和应急预案（1）企业需针对氰化氢泄漏制定专门的应急预案，提高员工在突发环境事故情况下的应对能力。规范设置应急处置卡，加强员工培训，遇泄漏事故能及时依规处置。为了使应急预案能够真正有效实施，企业必须对应急预案进行定期演练。同时明确企业、园区/区域、地方政府环境应急体系，按照分级响应、区域联动的原则，做好与企业、园区和地方政府突发环境事件应急预案衔接及应急联动。（2）氰化氢泄漏应急处理：消除所有点火源。根据气体扩散的影响区域划定警戒区，无关人员从侧风、上风向撤离至安全区。建议应急处理人员佩戴正压自给式呼吸器，穿防毒、防静电服，戴橡胶手套。作业时使用的所有设备应接地。禁止接触或跨越泄漏物。尽可能切断泄漏源。喷雾状水抑制蒸气或改变蒸气云流向，避免水流接触泄漏物。禁止用水直接冲击泄漏物或泄漏源。4 4 小小 结结 本文以某企业氰化氢泄漏事故为源项，采用EIAPro2018软件AFTOX模型进行了预测，计算出企业氰化氢泄漏事故造成的最大影响范围。结合预测结果对氰化氢提出了相应的环境风险防控措施，为企业紧急疏散、应急联动等提供科学依据，对今后涉及氰化氢项目开展环境风险评价具有一定的参考意义。参考文献参考文献 1 中华人民共和国生态环境部.HJ169-2018 建设项目环境风险评价技术导则S.北京:中国环境出版社,2018.2 胡二邦.环境风险评价实用技术、方法和案例M.北京:中国环境科学出版社,2009:83-84.3 中华人民共和国国家标准化管理委员会.GB/T39652.3危险化学品运输应急救援指南 第3部分:救援距离S.北京:中国标准出版社,2021.（上接第（上接第 303303 页）页）_ 3.4 出水数据超标 出现原因及解决方案：（1）一级反应池 pH 值未能控制在合适范围，导致除氟效果变差，此时调整 pH 至合适范围即可；（2）二级反应池 pH 值未能控制在合适范围之内，检查二级反应池 PH 值连锁设定值是否正确，或连锁控制运行是否正常（3）一二级 pH 均在合适范围，此时应查看进水水质的变化或药剂质量有无变化，通过化验分析来确定具体原因。4 4 结结 论论 污水除氟系统采用化学反应和高效沉降的污水处理工艺技术，在河南龙宇煤化工有限公司应用以来，氟化物治理装置处理能力达到 290m3/h，装置出水指标满足规定要求。通过常见故障的分析与总结，保障了污水除氟系统的安全稳定运行。参考文献参考文献 1 杨晓兵.废水除氟技术在燃煤电厂中的应用J.节能与环保.2022(05):95-96.2 李正文.污水氟化物提标改进项目总结J.氮肥与合成气.2022,50(03):47-49.3 李倩.矿井污水氟化物的处理与分析J.化工设计通讯.2021,47(12):182-183.4 何伏牛;蔡中兴;马乾凯.除氟剂在煤化工污水处理中的应用J.中氮肥.2021(02):64-68.5 黄景振.除氟剂在炼油污水处理中的工业试验J.齐鲁石油化工.2021,49(04):282-286.6 王翔;党燕红.合成氨装置污水排放提标技术改造总结J.氮肥技术.2021,42(04):10-12.7 陈娜娜.大型煤化工装置水系统稳定性运行研究及探索J.河南化工.2021,38(07):38-41.8 张元勇;徐红秋;张运宝.煤化工废水氟化物治理的探讨与应用J.中氮肥.2020(02):78-80.