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【重磅】美国燃煤电厂脱硫废水环保法规和处理技术

北极星环保网来源:工业水处理微信2016/11/11 8:54:42我要投稿
所属行业: 水处理  关键词:脱硫废水 燃煤电厂 脱硫装置

北极星环保网讯:1背景介绍:美国燃煤电厂从20世纪70年代开始安装脱硫装置。在美国《清洁空气法案》的支持下,燃煤电厂脱硫装置在20世纪90年代以后得到了大力发展。随着湿式脱硫装置的安装,电厂烟气排出的污染物明显减少。然而,人们发现随着空气质量逐渐好转,电厂排出的污水却增加了,水质也更差了。2009年纽约时报报道了电厂水污染的情况,引发了全社会的广泛关注。美国火电厂(主要是燃煤电厂)是《清洁水法案》下美国所有工业类别中排放最多有毒污染物的工业。火电厂排出的污水含有很多重金属,营养物,和其他污染。这些污染物会导致癌症,降低儿童的智商,对鱼类和其他水生生物的繁殖有不利影响。比如,美国脱硫废水中广泛含有大量汞和硒。汞和硒会在鱼类和其他水生生物体内积聚,也会在湖泊或水库的底泥中积聚,可以保留几十年。一个例子是北卡罗来纳州的布鲁斯湖(Belews),因为附近电厂的硒排放,导致该湖鱼类几乎灭绝。另一个例子是德克萨斯州的马丁湖(MartinLake),由于大量排放含硒,汞废水损害了当地鱼类和鸟类的繁衍。

美国环保局在1974年颁布了“火电厂点源类污水排放限制指导和标准”,1977和1982年分别做了修正。然而其后经过了20多年的发展,新的排放标准迟迟没有出台,导致了环保组织的抗议和对美国环保局的诉讼。2009年美国环保局对美国燃煤电厂水污染情况做了一个广泛调查,在这个调查的基础上,于2013年颁布了新的“火电厂点源类污水排放限制指导和标准”草案【2】,其中一个主要的部分就是对脱硫废水的排放制定了新的标准。草案发布后经过90天公众评议,美国环保局共收到超过20万条反馈意见。经反复修改斟酌,形成最终版的“火电厂点源类污水排放限制指导和标准”,这里简称排放标准。该标准在2015年9月30日正式颁布,于2016年1月4日正式生效。

美国环保局对已建成电厂和新建电厂的脱硫废水有不同的排放标准,见表1-3。可以看出,最终版的标准比草案中的标准要宽松一些,尤其是对硝酸盐/亚硝酸盐的排放。

表1 美国现有燃煤电厂脱硫废水排放标准最终版(2015)

污染物

长期平均(long  term  average)

日最大排放限值(Daily   Maximum Limitation )

月平均限值(Monthly   Average Limitation)

砷(ppb)

5.98

11

8

汞(ppt)

159

788

356

硒(ppb)

7.5

23

12

硝酸盐/亚硝酸盐  - N(ppm)

1.3

17

4.4

表2 新建电厂或自愿采用零排放的现有电厂脱硫废水排放标准最终版(2015)

污染物

长期平均(long  term average)

日最大排放限值(Daily  Maximum  Limitation )

月平均限值(Monthly  Average  Limitation)

砷  (ppb)

4

4

 

汞  (ppt)

17.8

39

24

硒  (ppb)

5

5

 

TDS  (ppm)

14.9

50

24

表3 美国现有燃煤电厂脱硫废水排放标准草案(2013)

污染物

长期平均(long  term average)

日最大排放限值(Daily  Maximum  Limitation )

月平均限值(Monthly  Average  Limitation)

砷(ppb)

NA

8

6

汞(ppt)

NA

242

119

硒(ppb)

NA

16

10

硝酸盐/亚硝酸盐-N  (ppm)

NA

0.17

0.13

2.脱硫废水特征

要讨论脱硫废水的处理问题,首先考虑的就是脱硫废水的水量水质特征。脱硫废水的水量水质特征是由煤的品质,锅炉设计,脱硫装置前的烟气处理手段,脱硫装置的设计和运行决定的。

2.1 脱硫废水水量特征

水量:脱硫废水的水量取决于煤的氯含量;FGD前端是否喷洒碱性物质,如Ca(OH)2等;FGD运行时的含氯量等。对美国燃煤电厂的脱硫废水而言,针对部分电厂的统计数据,美国环保局的数据显示燃煤电厂脱硫废水的平均流量是448加仑/分钟(28.4升/秒),流量范围是30-2300加仑/分钟(1.9-146升/秒)【3】。

2.2 脱硫废水水质特征

美国环保局和美国电力研究院(EPRI)都分别对一些电厂的含硫废水进行了调查。通过对一些数据的解读,美国脱硫废水的一些水质特征如下【3】【4】。

表4 美国脱硫废水水质特征

         参数

      单位

           典型区间

溶解性总固体  (TDS)

mg/L

6,000  – 80,000

悬浮性总固体  (TSS)

mg/L

33  – 140,000

氯  (Cl-)

mg/L

690  – 40,000

化学需氧量(COD)

mg/L

20  – 2,000

钙  (Ca)

mg/L

849  - 8,000

镁  (Mg)

mg/L

176  – 4,830

硝酸根  (NO3-)

mg/L

10  - 700

硼  (B)

mg/L

16  - 450

锰(Mn)

mg/L

1.9  - 225

铅(Pb)

mg/L

0.068  – 0.5

硒  (Se)

mg/L

0.086  - 15

汞  (Hg)

mg/L

0.01  – 0.3

砷(As)

mg/L

0.07-1.6

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