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談一談脫硫廢水零排放技術(shù)與工藝路線
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談一談脫硫廢水零排放技術(shù)與工藝路線

  • 發(fā)布日期:2019-05-15
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  •        脫硫廢水零排放新工藝包括脫硫廢水的預(yù)處理技術(shù)、濃縮減量技術(shù)和固化處理技術(shù)。詳細(xì)介紹了脫硫廢水零排放技術(shù),并對(duì)目前脫硫廢水零排放技術(shù)在研究和應(yīng)用中存在的問(wèn)題進(jìn)行了探討。 隨著水處理技術(shù)的發(fā)展,燃煤電廠的絕大部分廢水能夠?qū)崿F(xiàn)階梯利用,但脫硫廢水是電廠終端廢水,懸浮物高、含鹽量高、硬度高、腐蝕性強(qiáng),難以直接回用。隨著環(huán)保力度的加大,很多地方環(huán)保局要求電廠廢水零排放。因此,采用適合的技術(shù)實(shí)現(xiàn)脫硫廢水零排放是迫切和必要的。

           1.脫硫廢水概述

           1.1脫硫廢水的水質(zhì)特點(diǎn)及常規(guī)處理工藝

           典型熱電廠脫硫廢水中一般含有大量的鹽分、硫酸根離子、重金屬離子及氯化物,并含有難處理的COD等,pH值一般在5-6之間,水質(zhì)呈弱酸性。處理時(shí)需要在水中加入Ca(OH)2,將pH值調(diào)節(jié)到8.5-9.0之間,使得重金屬離子(如銅、鐵、鎳、鉻和鉛)生成氫氧化物沉淀;同時(shí)反應(yīng)過(guò)程中還會(huì)生成CaCl2、CaF2、CaSO3、CaSO4沉淀物,以分離氯根離子、氟化物、亞硝酸鹽、硫酸鹽等鹽類(lèi)物質(zhì);對(duì)于汞、銅等重金屬,目前普遍采用15%TMT溶液替代Na2S來(lái)將其沉淀出來(lái)。

    脫硫廢水零排放技術(shù)

           1.2脫硫廢水處理難點(diǎn)

           從脫硫廢水常規(guī)處理工藝中可以看出:預(yù)處理工藝中添加了大量的熟石灰,會(huì)導(dǎo)致水中硬度離子含量較高,且水中殘留有高濃度的SO42-、Cl-,屬于典型的高含鹽廢水。水中硬度離子含量高會(huì)導(dǎo)致處理設(shè)備結(jié)垢污堵,Cl-離子含量高會(huì)對(duì)設(shè)備、管道產(chǎn)生嚴(yán)重腐蝕。其次,脫硫廢水水質(zhì)成分復(fù)雜,污染物超標(biāo)嚴(yán)重,水中鎘、汞、硫化物、氟化物含量高。另外,脫硫廢水受燃煤品種、脫硫工藝、吸收劑等多種因素影響,水質(zhì)變化較大。

           2.脫硫廢水零排放技術(shù)

           2.1多效蒸發(fā)(MED)技術(shù)

          將多個(gè)蒸發(fā)器串聯(lián)起來(lái),前一個(gè)蒸發(fā)器的二次蒸汽作為下一個(gè)蒸發(fā)器的加熱蒸汽,下一個(gè)蒸發(fā)器的加熱室便是前一個(gè)蒸發(fā)器的冷凝器。多效強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)系統(tǒng)在國(guó)內(nèi)化工制鹽、食品、制藥等工業(yè)領(lǐng)域廣泛應(yīng)用,能夠同時(shí)實(shí)現(xiàn)濃縮和結(jié)晶。該工藝設(shè)備占地面積大,消耗蒸汽量大,能夠自動(dòng)運(yùn)行,設(shè)備投資成本低。(2)蒸汽動(dòng)力壓縮式(TVR)技術(shù)。使用蒸汽噴射泵,以少量高壓蒸汽為動(dòng)力,將部分二次蒸汽壓縮并混合后一起進(jìn)入加熱室作加熱蒸汽用。蒸汽動(dòng)力壓縮式蒸發(fā)系統(tǒng)只能利用大部分二次蒸汽(70%左右),其余的二次蒸汽送往冷凝器冷凝,因此在能量利用率上不及機(jī)械壓縮式蒸發(fā)系統(tǒng)。但其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,費(fèi)用低廉,消耗蒸汽而不耗電,可在投資較少的前提下取得較大的節(jié)能效果和經(jīng)濟(jì)效益。相比于多效蒸發(fā)技術(shù),該工藝設(shè)備占地面積相對(duì)小,消耗蒸汽量較少,全自動(dòng)運(yùn)行,設(shè)備投資成本偏高。(3)機(jī)械壓縮式(MVR)技術(shù)。從蒸發(fā)器出來(lái)的二次蒸汽進(jìn)入壓縮機(jī),在壓縮機(jī)中絕熱壓縮,溫度、壓力升高,又送入蒸發(fā)器作加熱蒸汽用,在加熱室中冷凝后排出。這種蒸發(fā)器只在啟動(dòng)階段需要產(chǎn)生蒸汽,但消耗電能。相比于MED技術(shù)和TVR技術(shù),該工藝設(shè)備占地面積小,可以實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)化運(yùn)行,一次性投資成本高,需要定期更換機(jī)械密封。

           2.2蒸發(fā)結(jié)晶技術(shù)

           目前國(guó)內(nèi)采用脫硫廢水“零排放”工藝的有兩家電廠。某電廠采用“二級(jí)預(yù)處理+蒸發(fā)結(jié)晶”,系統(tǒng)總投資9750萬(wàn)元,預(yù)處理系統(tǒng)采用兩級(jí)反應(yīng)+沉淀和澄清處理,一級(jí)投加Ca(OH)2,二級(jí)投加Na2CO3軟化水質(zhì)。蒸發(fā)結(jié)晶處理采用四效立管強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)結(jié)晶工藝,蒸發(fā)系統(tǒng)分為熱輸入部分、熱回收部分、結(jié)晶轉(zhuǎn)運(yùn)部分和附屬系統(tǒng)部分,結(jié)晶通過(guò)離心機(jī)和干燥床制得固體結(jié)晶鹽。河源電廠脫硫廢水本身水質(zhì)相對(duì)較好,經(jīng)過(guò)軟化預(yù)處理后鈣鎂離子含量降低至1-2mmol/L,濁度<2NTU,干燥后得到的鹽結(jié)晶品質(zhì)較好。該工藝系統(tǒng)極高的能耗限制了其在脫硫廢水零排放處理領(lǐng)域的推廣。

           2.3納濾膜

           納濾膜對(duì)二價(jià)或高價(jià)離子特別是陰離子的截留率比較高,可<98%,而對(duì)一價(jià)離子的截留率一般<90%。納濾處理的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是能截留透過(guò)超濾膜的小分子有機(jī)物,又能透析反滲透膜所截留的部分無(wú)機(jī)鹽,也就是能使“濃縮”與脫鹽同步進(jìn)行。納濾通常與反滲透組合使用。(2)RO膜:高壓卷式反滲透膜和高壓平板反滲透膜。高壓卷式反滲透膜(一般指海水反滲透)在壓力達(dá)到8MPa、處理含鹽量8%~10%的海水時(shí),其回收率達(dá)到40%~60%。該工藝應(yīng)用成熟,運(yùn)用于脫硫廢水系統(tǒng)中和實(shí)際的海水淡化系統(tǒng)相似,系統(tǒng)簡(jiǎn)單,易操作、控制和維護(hù),工藝成熟,設(shè)備投資低。高壓平板膜系統(tǒng)是一種超高壓力的反滲透系統(tǒng),具有抗污染、耐高壓的特性,高操作壓力可達(dá)160MPa,適于高COD、BOD5的含鹽廢水、海水、垃圾滲濾液以及各種高濃度水性物料的高倍數(shù)濃縮和處理。當(dāng)運(yùn)行壓力達(dá)到14MPa時(shí),廢水含鹽量甚至可濃縮至12%左右。相比于高壓卷式反滲透,高壓平板膜的運(yùn)行藥劑費(fèi)用低,但是由于在高壓下運(yùn)行,對(duì)設(shè)備的質(zhì)量要求很高,因此前期投資費(fèi)用較高。(3)正滲透膜法。正滲透是在提取液產(chǎn)生巨大的滲透壓驅(qū)動(dòng)力下,水分子自發(fā)并有選擇性地從膜的高鹽水側(cè)擴(kuò)散進(jìn)入提取液側(cè)。提取液是特定物質(zhì)的量比的氨和二氧化碳?xì)怏w溶解在水中形成的碳酸銨溶液,可以使廢水含鹽量濃縮至15%左右。提取液通過(guò)加熱蒸發(fā)循環(huán)利用。(4)電滲析。電滲析是在陰極與陽(yáng)極之間放置若干交替排列的陽(yáng)膜與陰膜,由于離子交換膜的選擇透過(guò)性,當(dāng)兩端電極接通直流電源后,水中陰、陽(yáng)離子分別向陽(yáng)極、陰極方向遷移,形成了交替排列的離子濃度減少的淡室和離子濃度增加的濃室,從而實(shí)現(xiàn)溶液的濃縮、淡化和提純。電滲析具有占地面積小、操作簡(jiǎn)單、環(huán)境污染小、對(duì)進(jìn)水水質(zhì)要求不高等優(yōu)點(diǎn),但也存在安裝復(fù)雜、脫鹽效果不徹底、水回收率低的問(wèn)題。

           2.4煙道噴霧蒸發(fā)工藝

           煙道噴霧蒸發(fā)工藝是將脫硫廢水霧化后噴入空氣預(yù)熱器(APH)和電除塵器(ESP)間的煙道,利用熱煙氣使廢水完全蒸發(fā),廢水中的污染物轉(zhuǎn)化為結(jié)晶物或鹽類(lèi)等固體,隨煙氣中的飛灰一起被電除塵器收集下來(lái),從而除去污染物。煙道噴霧蒸發(fā)工藝處理的廢水量小,容易造成煙道腐蝕、結(jié)垢和堵塞,噴頭的布置對(duì)蒸發(fā)固化效果影響很大,對(duì)爐后煙道安裝位置要求高,在低低溫改造后布置困難,可能增大機(jī)組正常安全運(yùn)行的風(fēng)險(xiǎn)。

           2.5蒸發(fā)塘工藝

           蒸發(fā)塘利用自然蒸發(fā)的原理將高鹽水中的水分蒸干,使鹽分濃度達(dá)到飽和而結(jié)晶析出。相比于多效蒸發(fā)、機(jī)械壓縮再蒸發(fā)等技術(shù)具有處置成本低、運(yùn)營(yíng)維護(hù)簡(jiǎn)單、運(yùn)行可靠、使用壽命長(zhǎng)、抗沖擊負(fù)荷好等方面的優(yōu)勢(shì)。但同時(shí),蒸發(fā)塘占地面積大、基建成本高,無(wú)法做到水的回收利用,受氣候影響大(只適合干旱少雨的地區(qū))等原因,制約了蒸發(fā)塘的應(yīng)用。蒸發(fā)塘加機(jī)械霧化蒸發(fā)器處理技術(shù)可大大減少蒸發(fā)塘的面積(可節(jié)省土地90%以上),但蒸發(fā)塘的占地面積依然不小。

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