燃煤中含有重金屬元素,大部分重金屬由煙氣經(jīng)脫硫系統、通過(guò)煙囪排放進(jìn)入大氣,少量重金屬會(huì )隨脫硫廢水排出,此外,在吸收塔內富集的氯離子也需要及時(shí)排出。因此,脫硫裝置要排放一定量的廢水,從而保證FGD系統運行的安全可靠性,根據DL/T5196的規定,在有脫硫廢水產(chǎn)生的電廠(chǎng),應單獨設置脫硫廢水處理系統。
一、脫硫廢水水質(zhì)
脫硫廢水的密度較低,顯弱酸性,化學(xué)耗氧量與通常的廢水不同,產(chǎn)生COD的為具有還原性質(zhì)的無(wú)機離子,CODCr值一般在150～300 mg/l范圍內。脫硫廢水中的懸浮物含量較高,經(jīng)廢水旋流器分離后,濃度一般在1.5%左右,根據來(lái)水濃度以及旋流器分離效果不同,最高可達32 000 mg/l。脫硫廢水中的可溶性鹽含量在40 000 mg/l左右,主要為Cl-,其次是Ca2+以及SO24-。脫硫廢水中的重金屬一般多為汞、鉻、鎘、鉛、砷等物質(zhì),或多或少都超出排放標準,需要進(jìn)行固化處理,使其不會(huì )對環(huán)境造成污染。
二、脫硫廢水水量
正常情況下,脫硫廢水流量為15～20 kg/MW·h,通常在不考慮控制水平衡而造成的脫硫廢水排放的情況下,一臺30萬(wàn)kW機組煙氣脫硫廢水的水量約為5 m3/h。
三、脫硫廢水排放要求
根據《DL/T997-2006火電廠(chǎng)石灰石-石膏濕法脫硫廢水水質(zhì)控制指標》中的要求,脫硫廢水處理系統需要去除部分SO24-離子,或者將脫硫廢水泵至廠(chǎng)區其它廢水處理系統,需要將SO24-的濃度值控制在2 000 ppm。而DL/T997-2006以及《GB 8978-1996污水綜合排放標準》,沒(méi)有對Cl-的排放濃度進(jìn)行限制,在脫硫廢水常規處理工藝中,脫硫廢水出口Cl-采取與入口20 000 ppm相同的濃度進(jìn)行排放。
(1) 在廠(chǎng)區排放口增加硫酸鹽的監測項目,最高允許排放濃度值為2 000 mg/L。
(2) 在脫硫廢水處理系統出口要監測的項目和最高允許排放濃度值見(jiàn)下圖。
四、脫硫廢水常規處理工藝
(一)工藝流程
(二)處理方法
在中和箱中,加入Ca(OH)2,使廢水的pH值升至8.5～9,以便沉淀大部分重金屬;在沉淀箱中,加入有機硫(TMT),進(jìn)一步使剩余的重金屬以硫化物的型式沉淀下來(lái);如果來(lái)水COD超標,則需要在中和箱中加入氧化劑或者曝氣處理。在絮凝箱中,FeClSO4和聚合電介質(zhì)的投加量根據廢水流量按比例投加。在澄清池中,懸浮物沉積在澄清池底部,通過(guò)污泥泵將一部分污泥輸送到壓濾機,制成泥餅,用卡車(chē)運出。澄清池出水自流進(jìn)入清水箱,經(jīng)過(guò)調整pH達到6.0～9.0范圍,通過(guò)出水泵排放。澄清池底部的污泥,經(jīng)污泥排放泵泵至管道混合器,與PAM混合后,進(jìn)入板框壓濾機脫水。
(三)深度處理工藝
3.1蒸發(fā)+結晶工藝
蒸發(fā)系統分為四個(gè)單元:熱輸入單元、熱回收單元、結晶單元、附屬系統單元。熱輸入單元即從主廠(chǎng)區接入蒸汽,經(jīng)減溫減壓后成為低壓蒸汽儲存至蒸汽儲罐,在需要進(jìn)行深度處理脫硫廢水時(shí),將蒸汽送至加熱室對廢水進(jìn)行加熱處理。熱交換后的冷凝液進(jìn)到冷凝水箱中,冷凝水箱分為兩個(gè)支路,其中一路通過(guò)減溫水泵給蒸汽管道上的減溫減壓器提供減溫冷卻用水。常規處理后的脫硫廢水,由四級蒸發(fā)室的加熱濃縮后送至鹽漿箱,由兩臺鹽漿泵送入旋流站,旋流子將大顆粒的鹽結晶旋流后進(jìn)入離心機。離心機分離出鹽結晶體,然后經(jīng)螺旋輸送機送到干燥床進(jìn)行加熱干燥。旋流站和離心機分離出的漿液,再返回到加熱系統中進(jìn)行再次蒸發(fā)濃縮。干燥后的鹽結晶運輸出廠(chǎng)。該處理工藝要單獨建立一套廢水蒸干系統,處理過(guò)程要耗費一定量的蒸汽和廠(chǎng)用電,由于其屬于末端工藝,不會(huì )對電廠(chǎng)其它設備和系統造成影響,但建設和運行成本較高。
3.2鹽濃縮工藝
鹽濃縮工藝能夠將來(lái)自常規處理系統的脫硫廢水,通過(guò)蒸汽壓縮式降膜蒸發(fā)器,處理生成純凈的蒸餾水,用于回收到FGD系統作為工藝補充水。這個(gè)系統的副產(chǎn)物是氯化鈣溶液,它適合應用在防塵、穩定土壤、防冰控制以及其他與高速公路建設相關(guān)的領(lǐng)域。
3.3排至高溫煙道蒸發(fā)工藝
將脫硫廢水經(jīng)廢水泵送至空氣預熱器后的煙道。采用霧化噴嘴噴射,霧化后的脫硫廢水即刻在煙道內蒸發(fā),廢水中的雜質(zhì)以固體物質(zhì)的形式和飛灰一起隨煙氣進(jìn)入除塵設備,經(jīng)過(guò)除塵器,顆粒物被捕捉下來(lái)隨灰一起外排。工藝流程見(jiàn)圖。
該工藝通過(guò)蒸發(fā)的方法將脫硫廢水中的水和雜質(zhì)分離,做到了脫硫廢水的零排放。需要新增設備較少,運行成本較低。該方法在發(fā)達國家有較多的應用案例。
3.4多級過(guò)濾+反滲透工藝
反滲透處理工藝包括被處理廢水的預處理、膜分離、膜的清洗等。根據反滲透膜適用的溫度范圍及pH值范圍,調整和控制pH值及水溫。經(jīng)過(guò)常規脫硫廢水處理工藝后的清水,再通過(guò)精密過(guò)濾工藝,去除水中0.3～1μm以上的懸浮固體及膠體。反滲透過(guò)程中當超過(guò)其溶解度后,就會(huì )在水中形成沉淀,并在膜表面形成硬垢。因此,可將進(jìn)水pH值調整在5～6,以防止碳酸鈣在水中形成,來(lái)控制水的回收率。超濾還可作為反滲透的預處理方法以去除脫硫廢水中由煙氣中帶來(lái)的油等物質(zhì)。反滲透工藝在國內電力行業(yè)已經(jīng)得到了普遍應用,但在脫硫廢水領(lǐng)域,由于脫硫廢水水質(zhì)較差,反滲透及預處理工藝費用很高,尚未得到推廣。
3.5水力排渣系統外排工藝
該處理工藝不需要對除灰系統進(jìn)行技術(shù)改造,也無(wú)需增加水處理設備,具有投資少、運行操作簡(jiǎn)單的優(yōu)點(diǎn)。經(jīng)過(guò)常規處理的脫硫廢水直接進(jìn)入主廠(chǎng)區排渣系統,脫硫廢水中的重金屬或酸性物質(zhì)與堿性的渣水發(fā)生反應,一方面渣水處理系統的過(guò)濾作用可以截留脫硫廢水中的雜質(zhì)以及渣水與脫硫廢水中和反應生成的固體物質(zhì),起到去除脫硫廢水中雜質(zhì)的作用;另一方面,脫硫廢水中的水作為渣水系統的補充水,減少渣水系統的新鮮水量,起到節能的作用。但是該方法受到排渣方式的限制,并不適用于所有電廠(chǎng)。具體聯(lián)系污水寶或參見(jiàn)http://www.sharpedgetext.com更多相關(guān)技術(shù)文檔術(shù)文檔。
脫硫廢水的常規處理方法比較成熟,工藝流程、建設成本以及運行費用都比較適合目前電力脫硫行業(yè)。脫硫廢水的深度處理即零排放工藝則受到各電廠(chǎng)實(shí)際情況的限制,合理選擇適宜的脫硫廢水零排放工藝,對于整個(gè)電廠(chǎng)的廢水零排放有著(zhù)至關(guān)重要的意義。(何豫川)
