Prenant l'exemple du système de désulfuration des gaz de combustion (DGC) d'une centrale électrique au charbon, cette analyse examine les problèmes rencontrés par les systèmes traditionnels de traitement des eaux usées par DGC, tels qu'une conception défaillante et des taux élevés de défaillance des équipements. Grâce à de multiples optimisations et modifications techniques, la teneur en solides des eaux usées a été réduite, garantissant ainsi le fonctionnement normal du système et diminuant les coûts d'exploitation et de maintenance. Des solutions et recommandations pratiques ont été proposées, établissant ainsi une base solide pour atteindre un rejet nul d'eaux usées à l'avenir.
1. Présentation du système
Les centrales électriques au charbon utilisent généralement le procédé de désulfuration des gaz de combustion (DGC) par voie humide au calcaire et au gypse, qui utilise du calcaire (CaCO₃) comme absorbant. Ce procédé produit inévitablement des eaux usées de désulfuration des gaz de combustion. Dans ce cas, deux systèmes de désulfuration des gaz de combustion par voie humide partagent une même unité de traitement des eaux usées. La source des eaux usées est la surverse du cyclone de gypse, traitée selon des méthodes traditionnelles (système à trois réservoirs) avec une capacité nominale de 22,8 t/h. Les eaux usées traitées sont pompées sur 6 km jusqu'à une décharge pour dépoussiérage.
2. Principaux problèmes du système d'origine
La membrane des pompes doseuses fuyait ou tombait souvent en panne, empêchant un dosage chimique continu. Les taux élevés de défaillance des filtres-presses à plateaux et des pompes à boues augmentaient la demande de main-d'œuvre et entravaient l'élimination des boues, ralentissant ainsi la sédimentation dans les clarificateurs.
Les eaux usées provenant du débordement du cyclone à gypse présentaient une densité d'environ 1 040 kg/m³ et une teneur en solides de 3,7 %. Cela empêchait le système d'évacuer en continu les eaux traitées et de contrôler les concentrations d'ions nocifs dans l'absorbeur.
3. Modifications préliminaires
Améliorer le dosage des produits chimiques :
Des réservoirs chimiques supplémentaires ont été installés au-dessus du système à trois réservoirs pour assurer un dosage constant par gravité, contrôlé par uncompteur de concentration en ligne.
Résultat : la qualité de l’eau s’est améliorée, même si la sédimentation restait nécessaire. Le débit journalier a été réduit à 200 m³, ce qui était insuffisant pour assurer le fonctionnement stable des deux systèmes de désulfuration des gaz de combustion. Les coûts de dosage étaient élevés, atteignant en moyenne 12 CNY/tonne.
Réutilisation des eaux usées pour la suppression des poussières :
Des pompes ont été installées au fond du clarificateur pour rediriger une partie des eaux usées vers des silos à cendres sur place pour le mélange et l'humidification.
Résultat : Réduction de la pression sur le site d’élimination mais persistance d’une turbidité élevée et non-conformité aux normes de rejet.
4. Mesures d'optimisation actuelles
Avec des réglementations environnementales plus strictes, une optimisation supplémentaire du système était nécessaire.
4.1 Réglage chimique et fonctionnement continu
Maintien du pH entre 9 et 10 grâce à un dosage chimique accru :
Utilisation quotidienne : chaux (45 kg), coagulants (75 kg) et floculants.
Assurer un rejet de 240 m³/jour d'eau claire après un fonctionnement intermittent du système.
4.2 Réutilisation du réservoir à lisier d'urgence
Double usage du réservoir de secours :
Pendant les temps d'arrêt : Stockage du lisier.
En fonctionnement : Sédimentation naturelle pour extraction d'eau claire.
Optimisation:
Ajout de vannes et de tuyauteries à différents niveaux de réservoir pour permettre des opérations flexibles.
Le gypse sédimenté a été renvoyé dans le système pour être déshydraté ou réutilisé.
4.3 Modifications à l'échelle du système
Concentration réduite de solides dans les eaux usées entrantes en redirigeant le filtrat des systèmes de déshydratation par bande sous vide vers le réservoir tampon des eaux usées.
Efficacité de sédimentation améliorée en raccourcissant les temps de sédimentation naturels grâce au dosage chimique dans les réservoirs d'urgence.
5. Avantages de l'optimisation
Capacité améliorée :
Fonctionnement continu avec un rejet quotidien de plus de 400 m³ d'eaux usées conformes.
Contrôle efficace de la concentration en ions dans l'absorbeur.
Opérations simplifiées :
Élimine le besoin d'un filtre-presse à plaques et cadres.
Réduction du travail nécessaire à la manipulation des boues.
Fiabilité améliorée du système :
Une plus grande flexibilité dans les calendriers de traitement des eaux usées.
Fiabilité accrue des équipements.
Économies de coûts :
Utilisation de produits chimiques réduite à la chaux (1,4 kg/t), aux coagulants (0,1 kg/t) et aux floculants (0,23 kg/t).
Coût de traitement abaissé à 5,4 CNY/tonne.
Économies annuelles d’environ 948 000 CNY en coûts chimiques.
Conclusion
L'optimisation du système de traitement des eaux usées par désulfuration des gaz de combustion a permis d'améliorer considérablement l'efficacité, de réduire les coûts et de respecter des normes environnementales plus strictes. Ces mesures servent de référence pour des systèmes similaires visant à atteindre le zéro rejet d'eaux usées et une durabilité à long terme.
Date de publication : 21 janvier 2025
