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石灰石-石膏湿法烟气脱硫废水处理工艺

石灰石-石膏湿法烟气脱硫废水处理工艺

  • 分类:工艺创新
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  • 来源:
  • 发布时间:2023-01-16
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【概要描述】

石灰石-石膏湿法烟气脱硫废水处理工艺

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  石灰石-石膏湿法烟气脱硫废水处理工艺

  目前,我国的能源结构还是以煤炭为主。煤炭燃烧排放的烟气是空气中SO2和粉尘的重要来源,引发雾霾、酸雨等环境问题。石灰石—石膏湿法是烟气脱硫主流技术,2014年,我国80%以上的火电厂烟气脱硫采用该技术。但在脱硫过程中会产生二次污染——成分复杂,污染物种类较多的脱硫废水。2015年4月16日,国务院印发《水污染防治行动计划》,要全面控制污染物排放。脱硫废水零排放势在必行。

  一、脱硫的废水水质特点

  石灰石-石膏湿法烟气脱硫浆液不断循环,与烟气直接接触,污染物转移至浆液中,持续运行过程中Cl-不断富集,不仅加速设备的腐蚀,还会影响脱硫的效率。为保证系统较好的运行效果,需要定期外排部分废水。外排的废水水质随原料、浆液浓缩倍率会有波动,其水质特点如下:

  (1)废水的pH值为4.0~6.5,呈弱酸性;

  (2)废水悬浮物含量大、浊度高,主要为石膏颗粒,SiO2等;

  (3)废水含多种重金属及其它污染物,如Cr、As、Cd、Pb、Hg(一类污染物)和Cu、Zn、硫化物等(二类污染物);

  (4)废水含盐量高,主要含Cl-、Ca2+、Mg2+、SO42-等无机离子。

  二、脱硫废水的传统处理工艺

  《水污染防治行动计划》公布之前,我国的脱硫废水大多数采用物理化学法处理后直接排放。下面具体介绍几种方法。

  (2)物理方法(直接利用)

  脱硫废水不进行处理,直接排到水力除灰系统,利用灰中的CaO与废水中的酸性物质和重金属反应,去除水中污染物,达到以废治废的目标。但是脱硫废水的排入会造成除灰系统中氯离子的日益聚集,加剧对除灰系统设备的腐蚀,从而影响系统的正常功能。

  脱硫废水用于煤场喷洒系统,废水中的杂质进入到煤粉中,煤燃烧后大部分将重新进入烟气中,多次循环后将打破原有的氯平衡,导致系统无法运行。

  (2)化学沉淀法

  化学沉淀法是目前国内脱硫废水处理最常用的方法,主要由废水处理、化学加药和污泥脱水三部分组成。其中废水处理部分包括中和、沉淀、混凝、澄清、净水排放单元,工艺流程如图1所示:

  但目前化学沉淀法仍存在诸多不足:

  (1)脱硫废水水质波动大,难以将加药量控制在合理范围;

  (2)运行费用高,产生大量化学污泥;

  (3)无法去除高浓度Cl-等可溶性离子,对Se、Hg的去除效果较差,如果直接排放会严重危害生态系统。

  三、脱硫废水的零排放处理工艺

  2017年在“水十条”的大背景下,环境保护部又发布了《火电厂污染防治技术政策》,可以预见国家对电厂污废水循环利用,甚至零排放的要求。有关学者开展了脱硫废水零排放的研究。

  (2)蒸发结晶处理工艺

  脱硫废水蒸发结晶零排放工艺是将脱硫废水预处理后,经蒸发系统处理后产生水蒸气和浓缩液,水蒸气冷凝后回用,浓缩液进入结晶系统形成干燥的结晶盐固体,从而实现脱硫废水零排放。

  (2)烟道蒸发处理工艺

  烟道蒸发零排放技术是将与压缩空气混合后的脱硫废水,以液滴的形式喷入空气预热器(AH)和静电除尘器(ESP)之间的烟道中,利用烟气余热蒸干脱硫废水,蒸干后的固化物随粉尘在ESP中被捕获,从而实现脱硫废水零排放。

  (3)膜分离浓缩处理工艺

  膜法分离技术在水处理行业广泛应用,具有高效、节能、易操作的特点。工艺一:采用高效多维极相电絮凝+双碱法对脱硫废水进行预处理,利用微滤+反渗透双膜法对废水进行减量化处理,减量过程产生的浓缩液可结合烟道蒸发和蒸发结晶技术实现零排放。工艺二:采用传统三联箱预处理,利用管式微滤膜TMF+高压碟片式反渗透DTRO膜对废水处理,浓缩液可结合烟道蒸发和蒸发结晶技术实现零排放。

  目前亦有将正渗透技术用于脱硫废水处理的实例,该技术通过高浓度汲取液产生的高渗透压,促使脱硫废水中的水分通过半透膜进入汲取液,而脱硫废水浓缩液可使用蒸发结晶工艺回收其中的盐分。

  (4)生物处理工艺

  脱硫废水中COD不高,其形成的主要因素是还原态的无机物,并不是有机物,脱硫废水还有高盐度,这说明脱硫废水的可生化性很差。目前,脱硫废水生物处理工艺基本都在理论阶段,很少有投入实际运行。

  四、结论

  在“绿水青山,就是金山银山”理念深入人心的当下,传统的脱硫废水处理工艺,已经无法满足环保要求,蒸发结晶、烟道蒸发、膜分离浓缩处理技术,可实现脱硫废水中的水及盐分资源化利用,但在应用时也要结合实际,考虑投资和运行成本。

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