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浅谈燃煤电厂脱硫废水零排放技术

北极星环保网来源:神华科技 董思远2017/11/17 10:56:43我要投稿

北极星环保网讯: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,废水零排放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零排放处理进行了分析。

关键词:电厂,脱硫废水系统,零排放

1、前言

燃煤电厂脱硫废水零排放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零排放,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。

延伸阅读:

火电厂脱硫废水零排放技术

全膜法脱硫废水零排放的应用与实践

低运行成本的脱硫废水零排放工艺研究

热电项目脱硫废水零排放处理系统技术方案

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