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烟气脱硫废水处理技术前沿研究进展

北极星环保网来源:环境影响评价 张方2018/12/21 10:13:10我要投稿

北极星环保网讯:综述了烟气脱硫废水的产生原因与危害、分析了脱硫废水资源回用的可行性与困难,比较与评述了国内外烟气脱硫废水处理方法的工艺、原理及效果,指出了脱硫废水处理技术的发展新方向。当前各项技术都能使脱硫废水达标排放,但各工艺侧重点不同,经济投入相差较大,且后续环境问题各有不同。通过综合经济技术对比分析发现,电驱动膜法在当前最具潜力,能真正实现脱硫废水的资源化利用,达到近“零”排放,且具有运行成本低的优点,工业应用虽未形成规模,但前景广阔。

我国的石油、天然气资源与煤炭资源相比相对匮乏,因此燃煤发电仍是解决我国用电需求的主要方式。截至2015年末,我国火电装机容量99021万千瓦,增长7.8%。当前我国的经济发展方式正逐渐向节约型转变,由于火力发电会释放出大量的SO2,因此我国大中型电厂均已建设了脱硫工程。

目前,全球绝大部分火电厂采用湿法脱硫,产生大量脱硫废水。脱硫废水成分复杂,若不经处理排放,会对土壤、水、生态环境造成严重污染,而其中的可利用成分又造成了浪费。随着“水十条”的提出、《火电厂污染防治技术政策》的发布和环保税法等政策的完善,排污许可管理日益趋严。

当前,国内外大部分研究重点集中在脱硫废水处理后达标“零”排放,少量在研究其资源化利用。因此,研究脱硫废水的处理、回收、再利用新技术迫在眉睫。本文通过阐述烟气脱硫废水产生的原因及危害,并对国内外烟气脱硫废水处理方法的工艺、原理及效果进行综合比较与评述,探讨我国当前烟气脱硫废水处理技术的发展方向和应用前景,并提供了技术与科学参考。

1烟气脱硫废水产生原因及危害

1.1烟气脱硫废水的产生

烟气脱硫浆液在其循环使用中浓度不断增加,pH值逐渐降低,使得脱硫效率降低。浆液中Cl-浓度升高不仅对脱硫效率和石膏品质有不良影响,还会引起管道腐蚀。为了保护脱硫系统,浆液中Cl-浓度一般维持在12000~20000mg/kg[1]。

因此,必须定时排出废水,控制脱硫浆液中盐分及悬浮物杂质的浓度,以维持整个脱硫系统内的物料平衡。

根据湿法脱硫工艺的特点,烟气脱硫废水主要来源于两部分:一部分是烟气与石灰石浆液反应,生成的石灰浆液脱水产生的石膏浆液废水,是脱硫废水的主要成分;另一部分是由于石膏浆液浓度很大,容易结垢堵塞设备,在运行过程中不断冲洗产生的工艺冲洗废水。

1.2烟气脱硫废水的危害

烟气脱硫废水成分复杂,包含的污染物有悬浮物、氯化物、氟化物、COD、重金属离子等。脱硫废水处理并没有相应的国家标准,只有行业标准,《火电厂石灰石-石膏湿法脱硫废水水质控制指标》(DL/T997—2006)中规定了总镉、总铬、总砷、总铅、总汞、总镍、总锌、悬浮物、化学需氧量、氟化物、硫化物、pH值的控制值或最高允许排放浓度。

烟气脱硫废水对于设备和环境的危害巨大,具体表现为:(1)脱硫废水中的高浓度悬浮物容易结垢,其中的高浓度Cl-会使设备管道腐蚀,影响脱硫工艺的运行;

(2)脱硫废水含有高浓度的硫酸盐,进入水环境中会被还原成S2-,进而发生相关反应生成甲基汞,对水生生物的生存造成影响,改变水体原有生态功能;

(3)脱硫废水呈弱酸性,可以溶解重金属和某些有毒物质,直接排放会对土壤和水环境产生不良影响,例如硒进入土壤与水体中会影响人体健康,长期累积还会引起慢性中毒。

1.3综合利用的可行性

国内烟气脱硫废水在实际处理方面仅有少数电厂采用灰场处置、水力除灰等方法。从2013年开始,火电厂开始严控废水排放,提倡废水循环利用,因此研究脱硫废水的综合利用是大势所趋。

废水中的废酸可以用来清洗设备,节省成本,循环利用。脱硫废水经过处理后可以作为补充水,再回到脱硫塔参与脱硫反应,但有一个最大的约束条件Cl浓度,只有Cl去除率较高才可以实现处理水回用。烟气脱硫废水的资源化将成为废水零排放的亮点之一,应成为我国电力环保行业的重点鼓励方向之一。

2国内外脱硫废水处理方法现状

2.1混凝-沉淀法

目前,国内外火电厂最常用的烟气脱硫废水处理方法是混凝-沉淀法。混凝剂被投入废水中形成胶团沉降,沉淀设备分离絮凝后废水的沉降物与液体。康永等人对此工艺进行了改良,对废水只需添加一种新型药剂,在混合反应箱内一次加药即可,因此也称为“一步法”。

2.2化学-微滤膜法

化学-微滤膜法是在化学反应池中放入微滤膜,将微滤膜作为化学工艺的后续处理。在反应池中,加入碱和Na2S等物质,使废水pH值降低,使大部分金属及重金属离子变为难溶于水的颗粒物质,反应后废水经过微滤膜排出,有少量污泥生成。

延伸阅读:

基于锅炉烟气余热蒸发脱硫废水零排放技术的应用及探讨

燃煤锅炉的除尘脱硫废水处理与循环利用技术

燃煤电厂脱硫废水全膜法处理零排放中试试验

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