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  • 2022-04-22 13:45:06 发布

湿法烟气脱硫废水处理技术的研究

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'湿法烟气脱硫废水处理技术的研究-污水处理摘要:分析了火电厂湿法烟气脱硫废水的主要成分、水质特点,叙述了烟气湿法脱硫废水化学处理方法。提出了一种新的化学—微滤处理脱硫废水方法,为湿法脱硫废水处理提供了一种新的有效的途径。关键词:脱硫废水FGD  1. 脱硫废水的特点  脱硫废水中的杂质主要来自烟气、脱硫剂(目前湿法脱硫的脱硫剂大多用石灰石)和工艺水。其中,污染成分主要来自烟气,而烟气中的杂质又来源于煤的燃烧。煤中含有包括重金属在内的多种元素,这些元素在燃烧后生成多种化合物,其中气体化合物会随烟气进入脱硫系统,溶解于吸收浆液中。表1为某火电厂脱硫废水中主要杂质及其含量情况。脱硫废水的水质特点如下:  (1)脱硫废水呈弱酸性,PH值一般为4~6,明显低于GB8978-1D996《污水综合排放标准》中PH值为6~9的排放标准。  (2)悬浮物含量高,实验证明,脱硫废水中的悬浮物主要是石膏颗粒、二氧化硅,以及铁、铝的氢氧化物。  (3)脱硫废水中的阳离子为钙、镁等离子,含量极高,铁、铝含量较高,其它重金属离子含量不高,但大多数都超过了GB8978-1D996《污水综合排放标准》中规定的排放指标。  (4)脱硫废水中的阴离子主要有Cl-、SO42-、SO32-、F-等。  (5)化学好氧量与通常的废水不同,在脱硫废水中,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. 化学法处理FGD废水的研究  脱硫废水的处理,目前主要集中在中和废水的PH值,降低第一类污染物和一些重金属离子的浓度,使之达标排放。为此,国内外电厂均主要以化学处理为主,脱硫废水处理系统主要分为废水处理系统和污泥处理系统,其中废水处理系统又分为中和、沉降、絮凝、浓缩澄清几个工序。  (1)中和:废水处理的第一道工序就是中和,即在脱硫废水进入中和箱的同时加入一定量的5%的石灰乳溶液,将废水的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氢氧化物沉淀。  (2)沉降:脱硫废水中加入石灰乳后,当PH为9.0~9.5时,大多数重金属离子均形成了难溶的氢氧化物;同时,石灰乳中的Ca2+还能与废水中的部分F-反应,生成难溶的CaF2,达到除氟的作用;经中和处理后的废水中Cd2+、Hg2+含量仍然超标,所以在沉降箱中加入有机硫化物(TMT15),使其与残余的离子态的Cd2+、Hg2+反应形成难溶的硫化物沉积下来。  (3)絮凝:脱硫废水中的悬浮物含量较大,设计值为6000~12000mg/L,其中主要含有石膏颗粒、SiO2、Al和Fe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,从液相中分离出来,是一种降低悬浮物的有效方法。所以在絮凝箱中加入絮凝剂FeClSO4,使废水中的细小颗粒凝聚成大颗粒而沉积下来。在澄清池入口中心管处加入阴离子混凝剂PAM来进一步强化颗粒的长大过程,使细小的絮凝物慢慢变成粗大结实、更易沉积的絮凝体。  (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池中,絮凝物沉积在底部浓缩成污泥,上部则为处理出水。大部分污泥经污泥泵排到板框式压滤机,小部分污泥作为接触污泥返回中和反应箱,提供沉淀所需的晶核。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。  该法处理后的脱硫废水,出水水质能达到国家环保总局制定的《污水综合排放标准》,且该法运行稳定,操作较简单,已经在我国的脱硫废水处理中得到应用,但该法抗冲击负荷能力比较差,水质变化波动大时,处理效果变差;且会产生大量的污泥,这些污泥的处理费用也比较高,如不处理,又将带来二次污染等问题[3]。  3. 化学-微滤法处理FGD废水的研究  废水在进入原水池后,由提升水泵提升至反应器,到达高水位时结束进水,投药泵与提升水泵同步启动,加入配比好的碱和硫化物,使混合液的PH和硫化物含量达到要求的值,药剂投加在进水结束前完成。此时反应器内发生相应的中和、硫化物沉淀反应,过一段时间后开始出水,出水采用间隙的方式,当到达低水位时停止出水,这时提升水泵与加药泵启动,开始下一个周期。装置的运行由可编程序控制器(PLC)控制。  该工艺采用连续曝气,其主要作用是代替化学法中的搅拌作用,维持反应溶液的扰动,为化学物质与重金属离子提供充分的接触机会,同时形成气—液两相流,缓解膜附近的浓差极化,去除膜表面附着的泥饼层,减小膜污染。曝气量是根据气水比来确定[4]。该工艺对废水中的每一种金属都能很好的去除,效果明显比化学法要好。尤其对浊度的去除,处理后的指标达到国家饮用水标准。同时在改变进水的重金属浓度条件下,处理效果仍然很好,说明系统的抗冲击能力比较强。  4. 化学法与化学沉淀—微滤法处理FGD废水比较分析  (1)去除效果的比较:化学—微滤工艺明显优越于化学法工艺。  (2)经济评价:化学—微滤工艺是在化学工艺的基础上发展起来的,用微滤膜过滤代替化学法中的混凝沉淀,以达到去除沉淀颗粒的目的,因此实际运行时前者可以省去混凝剂的费用,但增加了微滤膜的费用;化学—微滤一体化工艺只需一个反应器,比化学法节省两个反应器的费用;在实际运行时前者的能耗比后者的大。总体来说使用化学—微滤工艺的费用比化学法工艺更高。  (3)便捷程度:化学—微滤工艺占地小,自控程度强,易于操作,但运行过程中会造成膜的污染,需定期清洗。  5.结论  随着我国火电建设力度的加大和环保要求的提高,火力发电厂烟气排放中二氧化硫的整治工作也将更加深入,湿法脱硫工艺将在火力发电厂中广泛采用,因此脱硫废水处理系统也将在火力发电厂中大量使用。但是现阶段脱硫废水处理在国内还处在试验摸索阶段,在脱硫废水处理的研究、设计和生产等方面与国外相比,还存在很多不足,希望本文有借鉴意义。  参考文献  [1]马新灵,邓德兵,向军等.燃煤电厂烟气脱硫研究进展[J].华中电力,2002,15(6):69-72.  [2]许涛,张岗,高翔.大型燃煤发电厂锅炉烟气脱硫技术[J].湖北电力,2003,27(1):23-25.  [3]Lefers,J.B.Broeke,W.F.vanden,Venderbosch,H.W.Niet,J.deandA.KettelarijHeavyMetalRemovalfromWasterWaterfromWetLime(stone)-GypsumFlueGasDesulfurizationPlants.WaterResearch,198721(11):1345~1354.  [4]周卫青.火力发电厂湿法烟气脱硫废水处理研究,北京交通大学,2006年33~34.'