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石灰石—石膏湿法脱硫废水的处理及利用研究

北极星环保网来源:电力科技与环保 李泊2018/5/3 10:25:48我要投稿
所属行业: 水处理  关键词:废水处理 湿法脱硫 脱硫废水

北极星环保网讯:石灰石—石膏湿法脱硫工艺由于其脱硫效率高、运行稳定在电厂烟气处理中应用最为广泛。该工艺产生的脱硫废水水质成分复杂,主要包括悬浮物、高浓度的亚硫酸盐、硫酸盐、氯化物、氟化物及微量的重金属离子(如Hg、As、Cr、Ni、Pb等)[2],其中含多种《污水综合排放标准》(GB8978-1996)中要求严格控制的第一类污染物,直接排放势必对周围环境造成严重污染。目前国内对脱硫废水一般进行简单处理后直接排放,但经该方法处理后,废水中往往仍含有较高浓度的溶解性盐类和少量重金属离子,直接影响了废水的排放和回用。因此,选择合理的脱硫废水处理方法,提高其综合利用能力,对实现电厂的节能减排目标,建设资源节约型和环境友好型企业具有重要意义。

1脱硫废水的水质特征

燃煤电厂使用燃料、脱硫装置及煤种等的不同,[3]导致各工序排出的废水水质也具有一定差异。综合比较各电厂的脱硫废水水质,得出其水质主要特点为:(1)废水呈酸性,pH值较低,一般为4~6;

(2)悬浮物含量高,主要为石膏颗粒、二氧化硅以及铁、铝的氢氧化物等;(3)废水中的主要阳离子为钙、镁等硬度离子,铁、铝含量也较高,重金属离子含量虽不高,但大多都超过了《污水综合排放标准》(GB8978-1996)中规定的排放指标;(4)废水中含有大量的F-、Cl-、SO42-等阴离子这些离子主要来源于煤,煤中这些元素的含量高低最终反映在脱硫废水中;(5)废水中COD的含量虽不高,但不同于通常的废水,形成化学耗氧量的主要因素不是有机物,而是还原态的无机物连二硫酸盐。

2脱硫废水常规处理方法

脱硫废水是火电厂处理难度最大的废水,现行的典型废水处理方法均是基于脱硫废水的水质特征,针对不同种类的污染物以确定脱硫废水处理的原则性系统流程。目前国内电厂对脱硫废水的处理多采用简单的物化处理后直接排放。

2.1排至除灰系统

若电厂存在水力除灰系统,则可将脱硫废水送至水力除灰系统,与灰渣浆一同处理。偏酸灰性的脱硫废水与水力除灰系统浆液混合,对灰水有中和作用。此外,脱硫废水量相对灰浆量较少,对水力除

灰系统影响较小。该方案简单,运行方便,工程投资小。但脱硫废水的加入会引起除渣系统中Cl-的逐渐富积,加剧除渣设备的腐蚀,影响系统运行。该方案可作为脱硫废水事故排放使用。

对于采用干除灰系统的电厂,若不设置脱硫废水处理系统,可考虑将其送至干灰场。该方法投资省、运行方便,但存在管道腐蚀等缺点,适用于对石膏副产品不进行综合利用的湿法脱硫工艺系统。

2.2化学沉淀法

化学沉淀法处理工艺主要包括中和、沉淀、混凝及澄清四个过程。中和沉淀主要调节废水pH值,常用的碱性中和剂一般有石灰、石灰石、苛性钠等。重金属沉淀即向经过加碱中和反应的废水中加入S-或有机硫使Hg2+、Pb2+等离子形成硫化物沉淀。硫化剂可采用有机硫化剂、硫化钠、硫化氢或硫化亚铁。国内电厂一般采用的硫化剂为有机硫化剂TMT15。混凝沉淀主要去除废水中的悬浮物,在脱硫废水的混凝处理中,可以采用两种絮凝剂,即铁盐和高分子絮凝剂。澄清即混凝后的废水进入澄清池,依靠重力进行沉降,上清液达标后排出,污泥进行浓缩处理。

该方法可有效降低脱硫废水中的悬浮物、氟离子、重金属含量等,实现脱硫废水的达标排放。但处理后废水中含盐量仍较高,其中Cl-的含量可达到2%~4%左右,若长期排放,将对周围生态环境造成不利影响。该方法目前在国内应用最为广泛,适用于对出水水质标准要求不高的废水处理。

2.3流化床法

丹麦爱屋德电厂尝试了用流化床代替化学沉淀池来处理脱硫废水,效果良好。该工艺由缓冲池、流化床和循环池组成,流化床以石英砂为填料。其工艺流程如图1所示。与传统化学沉淀法相比,该方法产生的污泥量较其少于25%左右。但由于脱硫废水中含有大量Cl-,它们能与Hg2+形成复杂的络合物,其去除效率较低,需采取两个流化床串联的方法才可达到理想的去除效果,增加了处理投资成本。

3脱硫废水的深度处理及综合利用

上述几种脱硫废水处理方法,虽在一定程度上缓解了脱硫废水对环境的污染,但随着国家对电力企业污染物排放要求的不断提高,已不能满足环保要求。国外在采用烟气脱硫技术的初期,就开展了脱硫废水的深度处理研究。而我国对脱硫废水深度处理的研究起步较晚,目前用到的脱硫废水深度处理技术包括蒸发浓缩法、膜分离法等。2009年广东河源电厂在国内首次采用脱硫废水的“预处理+蒸发+结晶”工艺。将预处理系统的出水再次进入深度处理,使得出水水质极大提高。下面具体论述几种国内外用到的脱硫废水深度处理方法。

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