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脱硫废水常规处理及零排放工艺介绍

北极星环保网来源:《化工管理》作者:姚远2017/5/15 11:28:34我要投稿

北极星环保网讯:摘要:我国是个煤炭资源丰富的国家,当前燃煤发电在整个发电行业内占比超过了70%。而绝大多数的燃煤电厂采用“石灰石-石膏湿法脱硫工艺”对烟气进行脱硫后,废水中的SS和COD虽然能达到排放标准,但随着国家和地方政府对废水中含盐量的要求越来越严格,导致这部分水无法直接外排。

脱硫废水零排放

同时,由于废水中的TDS以及氯根离子含量高,若不加处理也无法直接进入系统中回用。如何处理好这最后一部分水成为了阻碍企业发展的当务之急。本文重点介绍了脱硫废水水质特点以及常用处理工艺方法。

关键词:脱硫废水;处理工艺;零排放

1脱硫废水概述

1.1脱硫废水的水质特点及常规处理工艺

典型热电厂脱硫废水中一般含有大量的盐分、硫酸根离子、重金属离子及氯化物,并含有难处理的COD等,pH值一般在5~6之间,水质呈弱酸性。处理时需要在水中加入Ca(OH)2,将pH值调节到8.5~9.0之间,使得重金属离子(如铜、铁、镍、铬和铅)生成氢氧化物沉淀;

同时反应过程中还会生成CaCl2、CaF2、CaSO3、CaSO4沉淀物,以分离氯根离子、氟化物、亚硝酸盐、硫酸盐等盐类物质;对于汞、铜等重金属,目前普遍采用15%TMT溶液替代Na2S来将其沉淀出来。

1.2脱硫废水处理难点

从脱硫废水常规处理工艺中可以看出:

预处理工艺中添加了大量的熟石灰,会导致水中硬度离子含量较高,且水中残留有高浓度的SO42-、Cl-,属于典型的高含盐废水。水中硬度离子含量高会导致处理设备结垢污堵,Cl-离子含量高会对设备、管道产生严重腐蚀。其次,脱硫废水水质成分复杂,污染物超标严重,水中镉、汞、硫化物、氟化物含量高。另外,脱硫废水受燃煤品种、脱硫工艺、吸收剂等多种因素影响,水质变化较大。

1.3脱硫废水排放标准滞后与现实环保要求

脱硫废水水质控制的行业标准:DL/T997-2006《火电厂石灰石-石膏湿法脱硫废水水质控制指标》,其对脱硫废水中总汞、总铬、总镉、总铅、总镍、悬浮物等指标进行了限制,但是总体标准偏低,如汞的最高排放限值为0.05mg/L,同时也没有对Cl-的排放浓度进行限制。而目前火电厂的废水排放是按照GB8978- 1996《污水综合排放标准》进行控制的,但该标准规定的控制项目和指标也不能完全适用于脱硫废水。

2015年4月16日,国务院发布《水污染防治行动计划》,强调将强化对各类水污染的治理力度,脱硫废水因成分复杂、含有重金属引起业界关注。目前行业内工程案例基本上都是:利用浓缩工艺对脱硫废水减量化处理,产水回用循环水系统,浓缩水进入蒸发器结晶生成固态盐。从而实现脱硫废水“零排放”的目标。

2、脱硫废水“零排放”常规处理工艺介绍

2.1预处理工艺系统

经三联箱处理后的脱硫废水中硬度离子含量很高,若不加处理会对后续设备及管道造成严重的污堵,所以在预处理时常会采用“pH调节+混凝+沉淀”的处理工艺降低水中钙镁离子的含量。

首先在pH调节池中将进水调整至9.0~10.0,将Mg 硬度转换为钙硬度。然后在混凝池中分别加入碳酸钠药剂,可以有效的将水中的硬度离子降低至1~2mmol/L。再投加PAM药剂,通过絮凝、沉淀工艺将无机泥排出。处理后的水进入浓缩工艺段进一步处理。

2.2浓缩减量工艺系统

零排放工艺的最终目标是将水送至蒸发器中结晶,但由于蒸发器造价高昂,且运行费用高,所以最大限度的将废水减量是本工艺段的主要目标。

(1)反渗透工艺(预浓缩工艺—不分盐)

反渗透工艺是利用半透膜的原理,通过在高浓度侧施加压力将水和盐分离出来。系统回收率通常可以设计在70%~80%之间,产出的干净水由于离子含量低,可以回用到工业系统中。

而反渗透膜截留下的有机物、胶体和无机盐由浓水侧排至浓水收集水箱,后续进入高效浓缩工艺单元进一步处理。

反渗透法制取除盐水是一个物理过程,所以比离子交换法环保。同时处理过程简单,易操作,自动程度化高,人工干预量小,同时系统的管理与维护简单。

(2)纳滤工艺(预浓缩工艺-分盐)

纳滤膜元件是一种特殊分离膜品种,原理与反渗透类似,其截留特性介于超滤与反渗透之间。因此,纳滤膜元件对水中溶解的小分子有机物有很高的脱除率,同时纳滤膜元件对水溶液中的离子也有一定的脱除率(一般在20%~98%之间)。

主要是对二价及以上的高价离子去除率较高,而一价离子则没有什么去除效果,适合进行分盐处理设计。由于纳滤的产水中一阶离子含量高,而浓水中二阶离子含量高。由此可以把NaCl和Na2SO4分开,在蒸发结晶时得到较高纯度的结晶盐。

延伸阅读:

燃煤电厂脱硫废水零排放的探讨

脱硫废水零排放深度处理的工艺分析

浅谈燃煤电厂脱硫废水零排放处理工艺

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