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燃煤电厂脱硫废水零排放方案比选研究

北极星环保网来源:《环境与发展》杜乐 于佳冉2017/6/13 15:12:23我要投稿
所属行业: 水处理  关键词:脱硫废水 废水处理 脱硫技术

北极星环保网讯:摘要:介绍了燃煤电厂脱硫废水传统处理工艺及脱硫废水“零排放”处理工艺,通过对三种脱硫废水“零排放”处理工艺的技术和经济方案比选研究,为项目脱硫废水“零排放”方案选择提供了参考依据。

关键词:脱硫废水;零排放

目前我国电源结构仍然是以燃煤火力发电为主,2015年全国总发电量为57399亿千瓦时,其中燃煤火电机组发电量为38977亿千瓦,占总发电总量的67.9%[1]。燃煤电厂脱硫技术大多数采用石灰石-石膏法烟气脱硫技术(FGD法),FGD法具有脱硫效率高(大于90%,可达97%)、运行可靠(大于95%)、适应范围广、技术成熟、附产物可出售等优势。

这种湿法脱硫工艺为了维持脱硫系统的正常运行,浆液中氯离子与微细粉尘的浓度需维持在一定水平:为防止脱硫系统材料的腐蚀,浆液氯离子浓度一般维持在12000~20000mg/kg[2];为维持较高的脱硫效率及防止塔体结垢,浆液密度一般控制在1075~1150kg/m3[3],因此必须从脱硫系统中排出一定量的废水,从而保证FGD系统安全可靠性的运行。

脱硫系统排出的废水,其pH为4~6,同时含有大量的悬浮物(石膏颗粒、SiO2、Al和Fe的氢氧化物)、氟化物和微量的重金属,如As、Cd、Cr、Hg等[4],如果废水直接排放将对环境造成严重危害,因此这部分废水经处理后一般用于干灰调湿或者灰场喷洒。

随着《水污染防治行动计划》(水十条)的颁布及脱硫废水“零排放”(ZeroLiquidDisge,ZLD)概念的提出,尽可能回用脱硫废水并回收废水中的有用资源,是火力发电厂脱硫废水系统研究的一个重要方向。

脱硫废水零排放

图1石灰石-石膏法脱硫工艺脱硫废水来源

1、传统脱硫废水处理工艺

脱硫废水的传统处理工艺主要以化学处理为主,其处理系统可分为废水处理系统和污泥处理系统。废水处理系统又可分为预处理、减量浓缩和固化等工序。

(1)预处理单元:在中和水箱中加入5%左右的石灰乳溶液,将脱硫废水的pH值提高至9.0以上,使大多数重金属离子在碱性环境中生成难溶的重金属氢氧化物并沉淀,原脱硫废水中的悬浮物(SS)也会沉淀去除。

(2)浓缩减量单元:脱硫废水中加入石灰乳溶液后,当pH为9.0~9.5时,溶液中的Ca2+与废水中的部分F-反应,生成难溶的CaF2,从而达到去除氟的目的。但经中和处理后的废水中Pb2+、Hg2+含量仍然超标,因此,在沉降箱中加入有机硫化物(TMT15),使其与残余的离子态的Pb2+、Hg2+反应并生成难溶的硫化物并且沉淀。

脱硫废水中的悬浮物含量较大,设计值为6000~12000mg/L,脱硫废水中的悬浮物主要成分为石膏颗粒、SiO2、Fe和Al的氢氧化物。采用絮凝方法使胶体颗粒和悬浮物颗粒发生凝聚和聚集,从液相中分离,是一种降低悬浮物的有效方法。

因此在絮凝箱中加入絮凝剂FeClSO4,使其中的小颗粒凝聚成大颗粒从而沉积,并且在澄清池入口加入聚丙烯酰胺(PAM)来进一步强化凝聚过程,使絮凝体更容易沉积下来。

(3)固化单元:絮凝后的废水从反应池溢流进入澄清池中,絮凝物沉积在底部浓缩成污泥,上部则为系统出水。大部分污泥经泵排至板框式压滤机,小部分污泥返回中和反应箱,提供絮凝体形成所需的晶核。

上部出水溢流到出水箱,出水箱设置了监测出水pH和浊度的在线监测仪表,如果pH和浊度达到排水设计标准,则通过出水泵外排,否则将加酸调节pH或将其送回中和箱继续处理,直到合格为止。

延伸阅读:

烟气脱硫废水“零排放”技术应用

零排放水处理技术--4种核心工艺

石灰石-石膏烟气脱硫废水零排放技术

【图文】火电厂脱硫废水零排放技术分析及案例

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