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试析当前燃煤电厂脱硫废水处理工艺

日期:2016-11-25 15:55:26编辑作者:申博官网

北极星节能环保网讯:摘要:本文结合实际,针对燃煤电厂脱硫废水零排放处理工艺中的相关问题展开了全面探讨。国内燃煤电厂脱硫废水都采用简单的混凝沉淀处理后排放,废水中大量的含盐溶解性固体直接排入地表水会严重影响水体质量,造成地表水含盐量增高、土地盐碱化、淡水生物种群死亡等严重问题,使本来可以使用的地表水无法使用;即使排入市政污水处理厂,由于脱硫废水中没有有机物,反而含有高浓度盐分,大量排入会造成生化池内微生物死亡,出水水质恶化,尤其是带有中水回用的污水处理厂,将使回用的中水中含盐量大大增加,从而无法回用。本技术的研发与成功应用,将彻底解决上述问题,使燃煤电厂真正实现废水零排放,彻底保护了水资源,对建设更加清洁、环保的燃煤电厂提供了重要的技术支持,环境效益十分显著。

1 燃煤电厂脱硫废水的来源

燃煤电厂石灰石-石膏湿法脱硫过程产生脱硫废水。燃煤电厂石灰石-石膏湿法脱硫采用石灰石浆液在吸收塔内喷淋,与烟气中的 SO2反应生成 CaSO3、CaSO4,以达到除去烟气中 SO2的目的。为了控制脱硫吸收塔石灰石循环浆液的Cl-、F-等有害元素的浓度,减少浆液对设备的腐蚀,同时将烟气中被洗涤下来的飞灰排出,必须从系统中排出一定量的废水。脱硫废水主要来自石膏脱水系统的旋流器溢流液、真空皮带脱水机的滤液或冲洗水。

2 脱硫废水的特点

(1) 悬浮物高。目前国内燃煤电厂大部分采用石灰石-石膏湿法脱硫,产生的脱硫废水中悬浮物基本在 10000 mg/L以上,而且由于电厂燃烧煤种变化及脱硫运行工况影响,极端情况下悬浮物可高达 50000 mg/L。

(2) 含盐量高。脱硫废水中的含盐量很高,变化范围大,一般在 30000~60000 mg/L 之间。

(3) 硬度高,容易结垢。脱硫废水中的 Ca2+、Mg2+、SO42-含量非常高,其中 Ca2+约 1500~5000 mg/L、Mg2+约3000~6000 mg/L、SO42-约 4000 mg/L 以上,且 CaSO4处于过饱和状态,在加热浓缩过程中非常容易结垢。

(4) 成分复杂,水质变化大。脱硫废水中含有 Na+、K+、Ca2+、Mg2+、Cl-、SO42-F-、NO3-、各种重金属离子,并且随着电厂燃煤产地的变化,脱硫废水中各组分的变化也非常大。

(5) 腐蚀性强。脱硫废水中的盐分高,尤其是 Cl-含量高,且呈酸性,腐蚀性非常强,对设备、管道材质防腐蚀要求高。

3 脱硫废水处理技术现状

当前,由于技术、经济和环保要求等原因,出于技术、经济和环保要求等原因,国内外燃煤电厂脱硫废水目前大部分采用混凝沉淀处理后达到《火电厂石灰石-石膏湿法脱硫废水水质控制指标》(DL/T 997-2006)要求后直接排放或者送往灰场、渣场用作喷淋水,技术相对比较成熟,基本工艺路线描述如下。

3.1 废水中和

脱硫废水均匀进入混合池,池内加石灰或其它碱性化学试剂以调整其 pH 值,在调整酸碱度的同时去除 F-,同时为后续处理工艺环节创造适当的条件。

3.2 去除重金属

碱性试剂的加入不但提高了废水的 PH 值,而且使 Fe3+、Zn2+、Cu2+、Ni2+、Cr3+

等重金属离子生成氢氧化物沉淀。一般情况下 3 价重金属离子比 2 价离子更容易沉淀。当 PH值达到 9.0~9.5 时,大多数重金属离子均形成了难溶氢氧化物。同时,石灰乳浆液中的 Ca2+还能与废水中的 F-反应,生成难溶的 CaF2,与 As3+络合生成 Ca(AsO3)2等难溶物质。此时 Pb2+、Hg2+仍以离子形态留在废水中,所以加入有机硫化物(TMT-15),使其与 Pb2+、Hg2+反应形成难溶的硫化物沉积下来,此两种沉淀物溶解度都很小。

3.3 絮凝反应

经前两步化学沉淀反应后,废水中还含有许多细小而分散的颗粒和胶体物质,需要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沉降下来。

3.4 澄清分离

絮凝后的废水从反应池溢流进入装有刮泥机的澄清器中,絮凝物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;小部分污泥作为接触污泥返回废水反应池,提供沉淀所需的晶核。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。该工艺虽然对于脱硫废水中的重金属、SS、F-等排放标准中所列的污染物能有效去除,但对于 Ca2+、Cl-、Na+、SO42-等排放标准中不做要求的溶解性物质则无法去除。

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