燃煤電廠脫硫廢水零排放技術(shù)
1、燃煤電廠廢水處理技術(shù)
1.1 沖灰廢水處理
采用水力除灰方式會產(chǎn)生沖灰廢水。燃煤電廠沖灰廢水主要是pH值和含鹽量較高,有時候懸浮物也較高。只要保證水在灰場有足夠的停留時間,并采取措施攔截“漂珠”,懸浮物大多可滿足排放要求。pH值則需要通過加酸,使pH值降至6~9范圍內(nèi)。沖灰廢水一般采用物理沉淀法處理后循環(huán)使用。處理過程中需添加阻垢劑,防止回水系統(tǒng)結(jié)垢。
1.2 化學(xué)水處理工藝廢水處理
燃煤電廠化學(xué)水處理根據(jù)處理工藝的不同,會產(chǎn)生不同的酸堿廢水或濃鹽水。
酸堿廢水多采用中和處理,即采用加酸或堿調(diào)節(jié)pH值至6~9之間,出水直接排放或回用。該工藝系統(tǒng)一般由中和池、酸儲槽、堿儲槽、在線pH計、中和水泵和空氣攪拌系統(tǒng)等組成,運行方式大多為批量中和。
采用反滲透預(yù)脫鹽的處理工藝,一方面排水量較大,一方面水質(zhì)沒有超標(biāo)項目,主要是含鹽量較高,可直接利用或排放,必要時可進行脫鹽處理。
1.3 鍋爐停爐保護和化學(xué)清洗廢水(含有機清洗劑)處理
鍋爐化學(xué)清洗方式較多,用檸檬酸或EDTA進行鍋爐酸洗產(chǎn)生的廢液中殘余清洗劑量很高。上述鍋爐酸洗廢水水質(zhì)特點是COD,SS含量較高。為降低過高的COD,在常規(guī)混凝澄清處理、pH調(diào)整等工藝之前應(yīng)增加氧化處理環(huán)節(jié),以分解廢水中的有機物。
1.4 氨區(qū)廢水處理
氨區(qū)廢水包括液氨貯存或氨水貯存區(qū)卸氨后設(shè)備及管道中氨氣、事故或長期停機狀態(tài)下氨罐及管道中氨氣排至吸收槽用水稀釋產(chǎn)生的廢水、氨泄漏時稀釋廢水、夏季氣溫較高時對液氨儲罐進行冷卻產(chǎn)生的廢水等。氨區(qū)廢水水質(zhì)特點是氨氮較高、pH值稍高,且不連續(xù)產(chǎn)生。一般將氨區(qū)廢水送入廠區(qū)酸堿廢水處理系統(tǒng)進行中和處理后回用。
2、燃煤電廠脫硫廢水零排放技術(shù)
2.1 前端廢水處理技術(shù)
2.1.1 濃縮減量技術(shù)
濃縮減量主要通過熱濃縮或膜濃縮技術(shù),使預(yù)處理后的脫硫廢水得到濃縮,廢水量得到降低,為后期處理節(jié)約成本并提高處理的效率。其過程不僅可回收水資源,更重要的是減少了后續(xù)蒸發(fā)固化的處理量,從而降低蒸發(fā)固化的處理成本,是實現(xiàn)脫硫廢水零排放的保障。常用的方法主要包括膜法濃縮和熱法濃縮。熱法濃縮常用技術(shù)在蒸發(fā)結(jié)晶中已詳細(xì)闡述。膜法減量主要包括反滲透、正滲透、電滲析等技術(shù)(表1)。
(1)反滲透(RO):反滲透技術(shù)是20世紀(jì)60年代興起的一門新型分離技術(shù),主要有卷式反滲透、碟管式DTRO、高壓碟管式DTRO膜等,采用“微濾+反滲透”工藝已對預(yù)處理后的脫硫廢水進行深度處理,研究了不同回收率條件下反滲透系統(tǒng)的運行穩(wěn)定性和脫鹽率情況;采用管式微濾膜和高壓碟片式高壓反滲透預(yù)處理和膜濃縮實驗開展了火電廠脫硫廢水的研究,證明了該技術(shù)在零排放處理方面的可行性。
(2)正滲透:該技術(shù)是利用在提取液產(chǎn)生巨大的滲透壓驅(qū)動下,水分子自發(fā)并有選擇性地從膜的高鹽水側(cè)擴散進入提取液側(cè)。將22m3/h含鹽水濃縮至1.5~2m3/h,鹽分濃縮至200g/L后進入蒸發(fā)結(jié)晶系統(tǒng),保證了后期蒸發(fā)結(jié)晶系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。為充分利用正滲透技術(shù)的優(yōu)勢、彌補其不足,正滲透與其它技術(shù)的結(jié)合,如FO-RO、FO-NF、FO-MBR等,也受到廣泛的關(guān)注。
(3)電滲析:該技術(shù)是在陰極與陽極之間放置若干交替排列的陽膜與陰膜,由于離子交換膜的選擇透過性,陰陽離子分別遷移,實現(xiàn)溶液的濃縮、淡化和提純。研究表明,電滲析技術(shù)可將脫硫廢水含鹽量濃縮高達15%,對于進水預(yù)處理要求、系統(tǒng)的結(jié)垢和污染等方面的研究需要進一步深入。
2.1.2 預(yù)處理軟化技術(shù)
目前,針對燃煤電廠脫硫廢水軟化技術(shù)較多,如離子交換法、加阻垢劑方法、加酸法和加化學(xué)藥劑法。常用的預(yù)處理軟化技術(shù)主要是添加化學(xué)藥劑方法,常用的包括石灰?D碳酸鈉軟化、氫氧化鈉?D碳酸鈉軟化,主要目的是去除脫硫廢水中的Ca2+、Mg2+離子,解決出水結(jié)垢和污堵的問題,后者軟化成本較前者高,但其減少了后續(xù)碳酸鈉的加藥量。
2.2 機械蒸汽再壓縮技術(shù)
為減小能耗,科研人員又研發(fā)出采用機械蒸汽再壓縮(MVR或MVC)技術(shù)的蒸發(fā)器。MVR(MVC)技術(shù)是將二次蒸汽經(jīng)絕熱壓縮后送入加熱室,壓縮后的蒸汽溫度升高,可重新作為熱源使用,從而大大降低了蒸汽用量,降低了能耗。三水恒益電廠從美國引進了國內(nèi)第一套MVR(MVC)技術(shù)設(shè)備,該技術(shù)采用兩級臥式MVC+兩級臥式MED工藝,設(shè)計處理量為20m3/h,用于處理樹脂再生廢水和脫硫廢水。采用的蒸發(fā)器是臥式噴淋水平管薄膜蒸發(fā)器,水平設(shè)置,廢水走管外,加熱蒸汽走管內(nèi),液體經(jīng)噴嘴噴淋到換熱器管的外部形成薄膜,經(jīng)加熱后產(chǎn)生蒸汽,產(chǎn)生的濃縮液進入結(jié)晶系統(tǒng)處理。該技術(shù)在能耗上相對較低,但在實際運行過程中發(fā)現(xiàn),一方面,因為沒有深度預(yù)處理系統(tǒng),產(chǎn)品為復(fù)雜混合鹽,只能作為危險固體廢棄物進行處理,成本極高。另一方面,進水未經(jīng)充分軟化,結(jié)垢嚴(yán)重,除垢清洗頻繁,同樣增加了成本。
2.3 多效蒸發(fā)技術(shù)
常規(guī)蒸發(fā)結(jié)晶技術(shù)為多效蒸發(fā)(MED)結(jié)晶技術(shù),該技術(shù)一般分為熱輸入單元、熱回收單元、結(jié)晶單元和附屬系統(tǒng)單位4個單元。常規(guī)處理后的廢水經(jīng)過多級蒸發(fā)室的加熱濃縮后成為鹽漿,鹽漿經(jīng)離心、干燥后成為工業(yè)鹽運輸出廠出售或掩埋。
3、結(jié)語
目前,我國脫硫廢水零排放技術(shù)研究尚處于探索階段,根據(jù)燃煤電廠原水水質(zhì)選擇最佳處理工藝路線,實現(xiàn)低成本脫硫廢水零排放和廢水資源化利用,是今后脫硫廢水零排放研究的重點和難點。(來源:神華國華壽光發(fā)電有限責(zé)任公司)
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