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燃煤电厂石灰石-石膏湿法脱硫废水零排放烟道喷雾工艺探讨

北极星环保网来源:污染防治技术2018/11/9 9:59:57我要投稿

北极星环保网讯:燃煤电厂石灰石-石膏湿法脱硫废水经常规中和、沉淀、絮凝、浓缩、澄清处理后,仍具有高含盐量、强腐蚀性,回用途径有限,不能达到脱硫废水“零排放”要求。文中介绍了国内电厂主要使用的脱硫废水零排放技术———烟道喷雾工艺,主要包括预处理及软化、废水浓缩除盐处理(纤维过滤、超滤、二级反渗透处理)以及烟气余热蒸发结晶(烟道喷雾)工艺,并提出了烟道喷雾工艺对脱硫装置的影响。该工艺是一种火电厂脱硫废水处理低成本零排放技术。

在全国已投运的烟气脱硫机组中,石灰石-石膏湿法脱硫是主要的脱硫方法,占 92%,而脱硫废水处理是石灰石-石膏湿法脱硫处理的重点之一。

“十二五”期间,电力行业加大了燃煤电厂脱硫废水治理和节能减排管理力度,国务院印发《水污染防治行动计划》、国家三部委出台《煤电节能减排与升级改造行动计划(2014—2020)年》,充分彰显了国家全面实施废水治理的决心和信心。如今水资源短缺日益突出,水资源已成为中国电力工业发展的重要问题,因此积极推进火电厂脱硫废水“零排放”工作刻不容缓。

1 现有常规石灰石-石膏脱硫废水处理工艺脱硫装置浆液内的水在不断循环的过程中,会富集重金属元素和Cl-等,一方面加速脱硫设备的腐蚀,另一方面影响石膏的品质,因此,现有脱硫装

置排放的废水,进入 FGD 废水处理系统,经中和、反应、絮凝、沉淀等处理过程,上层清水达标后回用或送至指定排放口排放,浓缩池底部污泥经过板框压滤机脱水,形成泥饼外运。现有常规石灰石-石膏脱硫废水处理流程见图 1。

QQ截图20181109094737.jpg

图 1 现有常规石灰石 - 石膏脱硫废水处理流程

(1) 废水中和

三联箱由 3 个隔槽组成,每个隔槽充满后自流进入下个隔槽。在脱硫废水进入第 1 隔槽(中和箱)的同时加入一定量 5% 左右的石灰乳浆液,通过不断搅拌,其 pH 值可从 5. 5 左右升至 9. 0以上。

(2) 重金属沉淀

Ca(OH) 2 的加入不但升高了废水的 pH 值,而且使 Fe3+ 、Zn2+ 、Cu2+ 、Ni2+ 、Cr3+ 等重金属离子生成氢氧化物沉淀。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,石灰浆液中的 Ca2+ 还能与废水中的部分 F-反应,生成难溶的 CaF2 ;与 As3+ 络合生成 Ca3(AsO3 )2 等难溶物质。此时 Pb2+ 、Hg2+ 仍以离子形态留在废水中,所以在第 2 隔槽(沉降箱)中加入有机硫化物(TMT -15),使其与 Pb 2 + 、Hg 2 + 反应形成难溶的硫化物沉积下来。

(3) 絮凝

经前 2 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,所以在第 3 隔槽(絮凝箱)中加入一定比例的絮凝剂 FeClSO 4 ,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(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、更易沉积的絮状物,同时脱硫废水中的悬浮物也沉降下来。

(4) 浓缩/澄清

絮凝后的废水从反应池溢流进入装有搅拌器的澄清/浓缩池中,絮凝物沉积在底部并通过重力浓缩成污泥,上部则为净水。大部分污泥经污泥泵进入板框压滤机进行污泥脱水,小部分污泥作为接

触污泥返回中和箱中,提供沉淀所需的晶核。上部净水通过澄清/浓缩池周边的溢流口自流到出水箱,出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,否则将其送回三联箱继续处理,直到合格为止。

2 现有脱硫废水处理特点

现在大部分燃煤电厂都采用常规脱硫废水处理工艺,该技术可去除悬浮物和大部分重金属、氟化物。出水水质可达到《火电厂石灰石-石膏湿法脱硫废水水质控制指标》(DL/T997 - 2006)标

准。但系统出水仍具有含盐量高、氯离子及氟离子含量高,以及含有痕量的重金属的特点。但是常规的处理工艺不能脱盐,废水中还可能含有硒、硝酸盐及有机物等成分不能通过常规处理工艺去除,高含盐的废水排到自然水体也会对水体造成一定污染,废水处理后回用途径有限,用于水力除灰渣系统、灰场喷淋等,并不能达到脱硫废水“零排放”要求。

3 脱硫废水零排放技术

废水“零排放”是指脱硫废水经过重复使用后,将这部分含盐量和污染物高浓缩成废水全部回收再利用,无任何废液排出工厂。国内真正实现“零排放”的电厂较少,主要原因是国内起步晚,技术难度大、投资费用较高。废水“零排放”技术是在脱硫废水进行常规处理工艺的基础上提出改进策略,其中烟道喷雾法是目前国内主要使用的脱硫废水零排放技术之一。

烟道喷雾法是利用泵送至除尘器前烟道,经压缩空气将脱硫废水在除尘器前烟道内雾化,废水中不溶物与盐类与飞灰一起被除尘器捕集而达到不排废水的目的,该方法投资较少,运行成本较低,但是需要对锅炉、汽机、脱硫设备、除尘设备、煤质等进行系统性的研究及核算,根据运行参数、烟气量、烟气温度等进行详尽的系统设计,否则可能会对相关设备造成不利影响。

烟道喷雾技术主要包括预处理及软化、废水浓缩除盐处理(纤维过滤、超滤、二级反渗透处理)以及烟气余热蒸发结晶(烟道喷雾)工艺。

延伸阅读:

脱硫废水一体化低成本达标排放技术

蒸发塔技术用于脱硫废水的处理

基于纳滤技术深度处理燃煤电厂脱硫废水试验研究

火电厂烟气团聚强化除尘协同脱硫废水零排放技术

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