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燃煤火力发电厂脱硫废水处理技术

发布时间:2022-5-2 8:11:03  中国污水处理工程网

  1、概况

  目前,烟气脱硫被认为是控制SO2排放量最行之有效的途径。其主要工艺有:其中石灰石—石膏湿式烟气脱硫,烟气循环流化床脱硫、喷雾干燥法脱硫、炉内喷钙及尾部烟气增湿活化脱硫、海水脱硫、氨水洗涤法脱硫和电子束脱硫等,其中石灰石—石膏湿式烟气脱硫因其脱硫效率高,脱硫剂资源丰富且利用率高,对煤种适应性好,工艺成熟,负荷范围广,运行可靠等优点成为世界上应用业绩最多、技术最为成熟的脱硫工艺。在湿式石灰石—石膏湿式烟气脱硫工艺中,脱硫装置浆液在不断循环的过程中,由于一部分水被烟气加热蒸发而需要不断地补水。而且烟气中氯化物的溶解会提高脱硫吸收液中氯离子的浓度,而氯离子浓度的增高会引起脱硫率下降,影响石膏品质。因此,对于回收石膏的脱硫系统,吸收液中的氯离子一般控制在20000mg/L以内,必须从脱硫工艺系统中排出一定量的废水并补充新鲜水来降低吸收液中氯离子的浓度,排出这部分废水就是脱硫废水。

澳门新莆京在线登录  2、脱硫废水水质特点

  脱硫废水来源于FGD装置的排放水,其主要特征是呈现弱酸性,pH值为4~6,主要成分是粉尘和脱硫产物(CaSO4和CaSO3),可溶性的氯化物、氟化物。而且因煤中含有包括重金属元素在内的多种元素,如F、C1、Cd、Hg、Pb、Ni、As、Se、Cr等,这些元素在燃烧中生成了多种不同的化合物,一部分化合物随炉渣排出炉膛,另外一部分随烟气进入这种湿法烟气脱硫工艺所产生的脱硫废水。同时含有大量的悬浮物(石膏颗粒、SiO2、A1和Fe的氢氧化物)、氟化物和重金属,如As、Cd、Cr、Hg等。因而必须对其加以处理才能排放。由于脱硫废水水量和水质会受脱硫装置运行控制和系统设置影响,因此水质变化也很大。

  3、形成机理及危害

澳门新莆京在线登录  为了更好地确保脱硫废水得到及时高效的处理,作为燃煤电厂必须结合其形成机理,分析其带来的危害,具体分析如下。

澳门新莆京在线登录  3.1 形成机理。

  燃煤电厂在对原煤进行脱硫时,由于主要采用石灰石与石膏湿法进行脱硫,脱硫时的废水一般是从脱硫塔排放出来,在脱硫过程中,由于煤经过燃烧、石灰石经过溶解,会形成大量的烟气、杂质和悬浮物,而这就会导致水被污染,加上采用该脱硫技术能有效的将烟气中二氧化硫去除,同时生产硫酸钙和亚硫酸钙,能有效的将浆液中的F-和cl-以及灰尘颗粒的浓度降低,减少给系统带来的危害,而为了确保在脱硫时脱硫设备的平衡,就需要将产生的废水排除,而脱硫废水中的亚硫酸盐、硫酸盐、悬浮物和重金属等均会对环境带来污染,只有切实加强对其的处理,才能实现脱硫废水零排放。

澳门新莆京在线登录  3.2 危害。

  脱硫废水如果得不到及时高效的处理,势必会对环境带来破坏,这是因为脱硫废水中所含的污染物均是对环境污染最大的污染源之一,只有加强对其的处理,才能减少其对环境带来的危害,不仅能有效的保护环境,还能有效的确保电厂的社会效益和经济效益。其带来的危害是影响当地生态环境的平稳,降低企业自身的社会公信力等,所以必须引起企业的高度重视。

  4、特点

  通过上述分析,我们对燃煤电厂脱硫废水的形成机理及其带来的危害有了一定的认识,因而为了实现脱硫废水零排放,作为燃煤电厂必须认真分析和总结脱硫废水的特点,才能更好地采取相应的工艺,切实加强对其处理,具体而言,其特点如下:

  4.1 成分复杂且水质变化大。

澳门新莆京在线登录  燃煤经过燃烧以及烟气吸收之后,脱硫产生的废水的成分将会发生较大的变化,不仅含有多种重金属离子,而且其成本较为复杂,加上发电设备在不断的运行中,脱硫废水水质也会发生较大的变化,导致脱硫废水被进一步的污染。

  4.2 具有较高的盐含量。

  在脱硫废水中,盐的含量往往高于其他杂质的含量,而且由于电能生产力度的变化,含盐量也会出现较大的变化,且每升废水中的含盐量在30000㎎-60000㎎之间,而盐含量较大,就会增加处理难度和成本。

  4.3 悬浮物含量较大。

澳门新莆京在线登录  脱硫废水在处理之后会生产较多的悬浮物,这些悬浮物的存在,将极大的影响电厂的正常运行和处理,最高可达到50000㎎/m3,同样会影响处理效果,增加处理成本。

澳门新莆京在线登录  4.4 具有较强的腐蚀性。

  因为脱硫废水中的成分较为复杂,并含有很多酸性的杂质,因而其腐蚀性往往较强,而这回对设备和管道带来腐蚀性,一旦腐蚀就会导致废水泄漏和机械故障的出现,所以必须引起高度的重视。此外,燃煤废水中的钙离子和镁离子等的含量较大,而且往往硫酸钙处理饱和状态,当温度升高之后,就会导致设备结垢,进而导致其使用寿命被影响。

  4.5 重金属离子。

  煤炭中含有多种痕量重金属元素,如Cr、Ni、Hg、As、Pb等,这些重金属元素有少部分以气体形态存在于烟气中。少部分重金属元素随烟气进入到了吸收塔中,从而在烟气与浆液的接触过程中溶解到浆液中。同时,石灰石中也存在重金属元素,如Hg和Cd等也会进入到脱硫废水中。许多重金属离子都有相当大的毒性,对动植物的生命活动造成很大危害。因此,国内外均十分重视含有重金属的废水治理。

澳门新莆京在线登录  5、燃煤电厂脱硫废水零排放处理工艺分析

澳门新莆京在线登录  通过上述分析,我们对燃煤电厂脱硫废水的形成机理、带来的危害及特点有了一定的认识,那么我们应如何加强对其的处理以实现脱硫废水的零排放呢?笔者认为主要应采取以下技术加强对其的处理。

澳门新莆京在线登录  5.1 燃煤电厂脱硫废水零排放处理工艺流程

澳门新莆京在线登录  5.1.1 中和技术。

  在对燃煤电厂脱硫废水进行中和处理时,应在紧密结合实际发电情况的前提下,及时的在混合池中注入废水,并在废水中注入碱性化学试剂或石灰石,达到调整脱硫废水pH值的目的,并在此基础上对其进行酸碱中和处理,达到去除离子的目的。

澳门新莆京在线登录  5.1.2 重金属分离技术。

  由于在对脱硫废水进行中和处理后生成了重金属的氢氧化物,若脱硫废水的pH值超过9,那么其生产的氢氧化物就难以溶解,并形成难溶的酸性物质,而为了分离这些金属离子,就需要采用重金属分离技术,一般就是在脱硫废水中掺加有机刘话务员,从而形成难溶的硫化物质,进而将脱硫废水中的重金属离子去除。

澳门新莆京在线登录  5.1.3 絮凝处理技术。

  在做好上述工作的基础上,就应采用絮凝技术对废水进行处理,在处理过程中,主要是去除肺水中的胶体,在实际处理时,主要将氯化铁作为絮凝剂,并将其加入脱硫废水之中,为了更好地确保其得到有效的处理,还用在出口加入一定的助凝剂,能有效的将胶体变成絮状物,从而加速其沉淀处理,同时还能有效的处理脱硫废水的悬浮物,为综合处理奠定坚实的基础。

  5.1.4 沉淀处理技术。

  在做好上述工作的基础上,就应及时的转移剩余废水到其他的设备,并对废水的实际处理情况进行观察,一般经过上述处理后,其底部会沉积絮凝状的污泥,再利用压滤机对其进行压滤的基础上,对沉淀物进行固液分离操作,在实际操作时,还应对处理后的废水进行pH值和悬浮物含量的检查,只有达标之后才能利用净化泵将其排除,若不达标,则应按照上述工艺技术对其进行再次净化,直到达标,不仅有助于水资源利用率的提升,还能有效的强化环保成效。

  5.2 需要注意的几点问题。

澳门新莆京在线登录  一是在废水处理过程中,应紧密结合脱硫废水的特点,针对性的确定处理方法,才能更好地分离脱硫废水中的各种杂质。因此,在实际处理中,主要采取絮凝沉淀技术与综合处理技术相结合的方式进行处理,及时的排除废水中的有害物质,但是废水中是钠离子和钙离子难以去除,加上脱硫过程中需要处理的废水较大,所以脱硫的成本较大,这就需要发电企业切实加强对工业技术的改进和完善。二是在对现有的处理技术进行改进时,应紧密结合企业实际的需要,做到循序渐进,才能更好地吸收和转换各种新型的处理技术,并将其与常规技术进行综合处理和完善的基础上,应在预处理和深处理两个阶段对其进行沉淀处理,在预处理阶段中,要对脱硫废水进行两次混凝沉淀处理,而深处理阶段分为结晶单元蒸发和对产物进行分离干燥包装,可以实现脱硫废水处理的零排放,在燃煤电厂的实际生产中脱硫废水零排放处理技术具有长远的发展前景。

澳门新莆京在线登录  6、工艺流程及设计分析。

  6.1 工艺流程

  脱硫废水要去除的杂质主要有重金属,悬浮物,还原性无机物,氟化物等。所以曝气氧化、沉淀反应是脱硫废水的主要处理工艺。也决定了脱硫废水工艺流程:FGD装置来水进入废水处理系统的废水池,经过曝气氧化,由废水泵输送至pH调整箱,用石灰乳与废水进行反应,经中和后废水自流入沉降箱,将有机硫投加入该箱,经搅拌反应后自流入絮凝箱,加入混凝剂充分搅拌均匀,出水管路上设置助凝剂加药口,一同进入澄清器中。澄清器中刮泥机将沉淀物刮入澄清器底部,由污泥输送泵打入压滤机进行脱水处理,而上清液自流出水进入清水池通过清水泵排放。

  6.2 工艺处理步骤及分析

澳门新莆京在线登录  6.2.1 废水曝气氧化

  脱硫废水中还原性物质必须进行氧化处理,可以通过投加次氯酸钠药剂,并以曝气的形式进行处理,不仅可以减少废水COD,也有利于后续处理。

  6.2.2 废水中和

  脱硫废水来水是弱酸性,由于废水中许多重金属及氟化物都需要在碱性条件下能够形成沉淀物,因此通过投加石灰乳中和,控制pH值在9.0-9.5之间。

澳门新莆京在线登录  6.2.3 三段沉淀处理

澳门新莆京在线登录  脱硫废水中和后,Fe3+,Zn2+,Cu2+,F-等离子在碱性条件下被碱化沉淀处理,而Pb2+,Hg2+等仍以离子态留在废水中,在沉降箱中需要投加有机硫,进行硫化沉淀处理,而且形成的沉淀物不易溶解,金属离子残留少,沉渣量也较少。但硫化物投加过量会在水中产生H2S,形成二次污染,所以需要通过计量控制投加量。经上述两步化学沉淀反应后,废水中还含有细小且分散的颗粒和胶体物质,需要在絮凝箱内加混凝剂,使他们凝聚成大颗粒而沉降,絮凝箱出口再辅以助凝剂,强化颗粒的絮凝效果,进一步促进碱化沉淀和硫化沉淀,使絮凝物更易沉淀,同时将水中悬浮物一并沉降下来。

  6.2.4 污泥浓缩澄清

  絮凝后出水进入装有刮泥机的澄清器,絮凝物通过重力沉降在澄清器底部,上部清水自流入清水池,底部聚集的污泥定期进行压滤处理。

  6.2.5 最终

  pH值调整由于前段处理一直是在碱性条件下进行,澄清器出水pH值高于9.0,需要在最终出水管路上投加盐酸,控制pH值到6-9之间,而加药量依据pH值信号。

  7、结束语

澳门新莆京在线登录  综上所述,对燃煤电厂脱硫废水零排放处理工艺进行分析具有十分重要的意义。作为新时期背景下的燃煤电厂企业,必须充分意识到加强对脱硫废水处理的必要性,紧密结合燃煤电厂脱硫废水的形成机理、带来的危害及其特点,严格按照相关工艺流程,切实加强对其的处理,才能更好地确保脱硫废水的零排放,进而在降低对环境污染的同时促进自身经济效益的提升,最终促进企业自身发电效益的同时提高企业的核心竞争力,实现企业可持续发展的同时更好地为广大电力企业提供更加优质高效的服务,并为此而不懈努力和奋斗。(来源:国电双辽发电有限公司)

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