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浅谈燃煤电厂脱硫废水*技术
点击次数:1055 更新时间:2017-11-20

目前,国内外燃煤电厂脱硫废水主要采用混凝沉淀处理工艺,水质达到《火电厂石灰石-石膏湿法脱硫废水水质控制指标》(DL/T997-2006)要求后直接排放或者送往灰场、渣场用作喷淋水。电厂脱硫废水的排放关系到环境的可持续发展,废水*可以实现环境减排目标和污水回用,对治理水污染和缓解水资源短缺困境有重要意义。本文从技术与管理双重角度对*处理进行了分析。

脱硫废水*

关键词:电厂,脱硫废水系统,*

1、前言

燃煤电厂脱硫废水*可以实现环境减排目标,保护生态环境,避免水体和地下水污染,对治理水污染有着重要的意义;也可以将工业废水再利用,减少工业用水总量;将污水大幅度回用,节约水资源,缓解目前水资源严重短缺的困境;也可以将含有难降解的物质固化,在解决工业污水处理难题的同时实现污染物回收利用。如果能够实现全部工业废水的*,将会对水资源需求量大幅减少、环境负荷大量降低和生存环境大为改善,意义非同一般。

2废水来源和水质特点

电厂石灰石-石膏湿法脱硫过程中会产生脱硫废水。为了降低脱硫吸收塔石灰石循环浆液里的Cl-和F-这些离子的浓度,控制浆液对脱硫设备造成的腐蚀,排出烟气里面经由洗涤出的飞灰,由系统里面排出一些废水。

排出的脱硫废水中,Ca2+、Mg2+、SO42-等离子含量较高,其中Ca2+约1650~5500mg/L、Mg2+约3150~6200mg/L、SO42-约4500mg/L,且CaSO4达到过饱和状态,在加热浓缩后非常容易结垢。此外脱硫废水中还含有Na+、Ca2+、Mg2+、K+、和F-、SO42-、Cl-、NO3-等离子。

脱硫废水中的盐分非常高,尤其是Cl-,且呈酸性,腐蚀性非常强,对设备及管道材质防腐要求很高。随着燃煤产地的变化,脱硫废水中的成分也会出现非常大的变化。

3脱硫废水预处理工艺

高浓度的脱硫废水喷入炉渣中,通过炉渣吸收其中的重金属和盐,达到降低溶液中重金属和氯盐的浓度的目的,实践结论告诉我们此方法确实有一定的功效,但是经处理的出水中的重金属、氯盐含量还是很高,再次回用此溶液时,常常引起喷淋装置的喷淋头堵塞(盐含量太高,蒸发结晶太快,引起堵塞)。

高浓度的脱硫废水,经过碱液处理(如Ca(OH)2等碱性溶液),大量重金属生成盐继而沉淀,达到去除重金属离子的目的,去除重金属的溶液加入适量的盐酸(HCL)调节溶液的pH值,使pH值在6~9之间,处理后的溶液经过膜处理(渗透)排放或回收水,膜处理产生的废水要做沉淀絮凝处理。

脱硫废水进入混合池后,要对池内的石灰或其它碱性化学试剂进行酸碱度调节,由于掺入碱性试剂,废水的pH值增加,Fe3+、Zn2+、Cu2+以及Cr3+这些重金属离子发生化学反应产生氢氧化物沉淀。在pH值上升到9.0~9.5之间,重金属离子难溶于氢氧化物。

石灰乳浆液里面的Ca2+和废水里面的F-二者互相反应,产生难溶的CaF2,CaF2和As3+进行络合产生Ca(AsO3)2等难溶物质。此时废水里面含有Pb2+、Hg2+离子,掺入有机硫化物(TMT-15),让它和Pb2+、Hg2+进行反应产生难溶的硫化物,而这些沉淀物溶解度均不高。

这些溶解物中依然含有许多细小而分散的颗粒物质,此时加入一定量的絮凝剂,如FeCl3,使它们凝聚成大颗粒而沉积下来,在废水反应池的出口加入助凝剂,如PAM,来降低颗粒的表面张力,强化颗粒的长大过程,进一步促进氢氧化物和硫化物的沉淀,使细小的絮凝物慢慢变成更大、更容易沉积的絮状物,同时脱硫废水中的悬浮物也会沉降下来。

絮凝后,废水从反应池溢流进入装有刮泥机的澄清器中沉积在底部浓缩成污泥,上部则为净水。大部分污泥经过厢式压滤机压滤进行固液分离,形成的泥饼外运处理,滤后液返回到脱硫废水反应池。上部净水通过澄清器周边的溢流口自流到净水箱,净水箱设置了监测净水pH值和悬浮物的在线监测仪表,如果pH和悬浮物达到排水设计标准则通过净水泵外排,否则将其送回废水反应池继续处理,直到合格为止。

4脱硫废水深度处理工艺

4.1废水深处理工艺

使用“五级预热+四效外热式强制循环蒸发结晶器”的多效蒸发处理工艺对脱硫废水进行固液分离。

具有下述工艺流程:

(1)脱硫废水阶段:预处理后的脱硫废水经过五级预热,依次进入1~4效蒸发器进行蒸发浓缩结晶。脱硫废水在四效蒸发器内达到饱和并形成结晶盐,四效蒸发器内一部分带悬浮结晶盐的饱和液进行固液分离,分离液送入四效蒸发器继续蒸发结晶。

(2)蒸汽及冷凝水阶段:一效蒸发器用来自电厂的动力蒸汽减温减压后进行加热蒸发,动力蒸汽冷凝水至三级预热器对废水进行预热,以进行热量回收。经换热后的一次蒸汽冷凝水返回电厂锅炉的疏水箱回收利用。

(3)离心固液分离阶段:由四效蒸发罐内排出的带有结晶盐的固液混合物用盐浆泵送入水力旋流器,将料液中固液比提高后送入离心机进行固液分离。分离后的液体回预处理系统以去除蒸发浓缩生成的少量CaCO3、SiO2等沉淀物,zui后由预处理系统混凝沉淀去除。

(4)干燥阶段:离心分离后的结晶盐进入振动流化干燥床,干燥所有热空气利用一效蒸发罐二次蒸汽进行加热,无需采用新蒸汽或电加热来预热空气,结晶盐在振动床内,在振动和热空气共同作用下移动并干燥,干燥后的结晶盐含水率小于0.3%,干燥后的结晶盐(NaCl)可以达到90%以上,达到工业晶盐的标准(DB33/T287-2000),可用于制革、制皂、冶金、纺织印染、制冰冷藏等工业,实现废物利用,并减少固废处理费用。

(5)自动包装阶段:干燥床排出工业晶盐送入盐料仓储存,定期采用自动包装机包装后便于储存和运输。

4.2污水处理后的检测标准

4.2.1COD(化学需氧量)与BOD(生化需氧量)的影响

脱硫废水中有机物的(COD)主要来自煤(主要成分为有机质)、工艺水、石灰石及脱硫反应生成物中的亚硝酸盐、亚硫酸盐等还原性物质,而经过研究调查发现亚硝酸盐、亚硫酸盐等物质并不影响脱硫废水处理工艺的各个步骤,属于可回收水中的无危害成分。

而无机物中的(BOD)主要来源于污水中的氮氧化物,氮氧化物中NO不与水反应,NO2与水反应如下:3NO2+H2O=2HNO3+NO,其中NO、NO2和NO3-都不影响脱硫废水处理的各项工艺。

4.2.2处理方案选择

*,COD和氮氧化物通过提供足够的氧气便可以达到排放标准。而综合调查研究计算污水处理中削减COD和氮氧化物的运行成本可发现,供氧设备(鼓风机、气源、控制装置等)的耗电约占污水处理厂全部电耗的50%~70%,电费运行成本约占40%~60%。再考虑对氧气的消耗量以及其产生的相关费用,我们决定不对COD和氮氧化物进行处理。

4.3处理后的工业废水标准

污水处理后有五大检查标准,它们分别是COD、BOD、SS、NH3-N、TP。其中,COD为化学耗氧量、BOD指生化需氧量、SS指悬浮颗粒、NH3-N为氨氮含量、TP则为磷含量。

一级A——COD:50,BOD:10,SS:10

一级B——COD:60,BOD:20,SS:20

二级——COD:100,BOD:30,SS:30

三级——COD:120,BOD:60,SS:50

一般主检这五大类,当然处理后的污水色度透明,pH值在6~9是必须的,还有一些其它的检项,一般很容易到无危害要求,但是一些特殊污水,有些针对项是必须做到处理后无害的,比如医疗污水中的大肠杆菌等,一些工业污水中的重金属、有毒物质等。一级的水处理是的,在一些主要属性上已经达到了我们日常生活用水的水准,所以一级水可以回收在生产生活中循环利用,经济又环保。

5工业废水处理系统污泥处理

污泥以填埋为处置方式时,能运用高温好氧发酵或者石灰稳定这些手段进行污泥的处理,加入陈化垃圾或者粉煤灰就污泥实施改性。高温好氧发酵完成后的污泥含水率不能高于40%。积极运用石灰这类的无机药剂对污泥实施调理,减少含水率,增强污泥的横向剪切力。污泥作为建筑材料综合利用的处置方式时,常运用污泥热干化或者污泥焚烧这些处理手段。

针对污泥热干化来讲,使用污泥热干化工艺要和使用余热进行搭配,有效利用污泥厌氧消化之中带来的沼气热能、垃圾或者污泥焚烧余热、电厂余热或者其他余热当成污泥干化处理的热源;不适合使用一次能源当成关键的干化热源;积极预防热干化会造成的安全事故问题。

对于相对发达的城市而言,可运用污泥焚烧这一工艺。倡导干化焚烧的联用手段,增强污泥的热能利用效率;建议污泥焚烧厂和垃圾焚烧厂进行合建;基础设施较好的地区可把污泥当成低质燃料在火力发电厂焚烧炉、砖窑中或水泥窑混合焚烧。

6结束语

在气温变暖大环境下,应对气候变化,减少温室气体排放已成为各国的重点工作。对于碳排放行业,工业和生活水处理系统虽然是影响较小的一个行业,但工业和生活水处理与人类生活密切相关,碳排放工程也越来越受到重视。目前各国针对污水处理及污泥处理处置过程温室气体排放研究很少,本文通过对废水处理方案的设计,以期通过此法可以实现绿色*,使相关行业可以持续健康发展。

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