我國化石能源結構是煤多油少,所以煤燃燒作為能源在我國具有重要的地位,煤的燃燒帶來(lái)了一個(gè)新的挑戰——環(huán)境問(wèn)題。煤燃燒過(guò)程中會(huì )產(chǎn)生SO2,需要對燃煤過(guò)程中的SO2進(jìn)行脫除處理,而在脫除過(guò)程中,又極易產(chǎn)生二次水污染問(wèn)題,需要對處理的廢水進(jìn)行再一次的處理工作。針對電廠(chǎng)脫硫過(guò)程中產(chǎn)生的廢水,結合某燃煤廠(chǎng)的實(shí)際情況,介紹脫硫廢水的后處理相關(guān)內容。
1、發(fā)電廠(chǎng)脫硫系統廢水的產(chǎn)生及對其進(jìn)行處理的必要性
目前,電廠(chǎng)采用的主要脫硫方式是濕法脫硫工藝,在工藝中產(chǎn)生大量含有金屬離子的廢水,如果不經(jīng)處理排放到環(huán)境中,會(huì )產(chǎn)生污染。因此,對于脫硫廢水的處理具有重要的現實(shí)意義。
在進(jìn)行濕法工藝處理煙氣中的SO2時(shí),為了維持脫硫裝置的漿液循環(huán)物質(zhì)的平衡性,防止煙氣中氯濃度超標并保證石膏的質(zhì)量(石灰—石膏法工藝),需要從脫硫系統中排放一定濃度的廢水。排放的廢水中含有懸浮物、過(guò)飽和亞硫酸鹽、硫酸鹽及重金屬。燃煤中的元素除了C、H、O、N、S外,還存在痕量的重金屬元素,如Cr、Ni、Hg、As、Pb等。煤中的元素隨著(zhù)燃燒作用最終進(jìn)入煙氣中,雖然煙氣經(jīng)過(guò)除塵器,但由于目前的除塵系統對于痕量物質(zhì)的脫除效率有限,因此最終這些金屬元素會(huì )進(jìn)入脫硫塔中,在煙氣與漿液的接觸過(guò)程中,金屬元素溶解到漿液中,因此,廢水中存在金屬元素。由于金屬離子在環(huán)境中沒(méi)有自?xún)艉蜕锝到獾哪芰,容易在生物體內累積,對生物體的正常生命活動(dòng)產(chǎn)生威脅。因此,需要對脫硫廢水進(jìn)行處理,使得其各項指標都打到排放要求,緩解環(huán)境的壓力。
2、脫硫廢水處理工藝系統的應用分析
某電廠(chǎng)采取石灰石—石膏法脫硫工藝對煙氣中的SO2氣體進(jìn)行處理,其主要過(guò)程為:首先石灰石在在設備中被加工成粉末,粉末吸收工藝水,制成石灰石漿液,作為脫硫劑備用;脫硫劑在泵的作用下注入吸收塔的頂部,底部在引風(fēng)機的作用下通入鍋爐煙道氣,在氣液逆流接觸過(guò)程中,脫硫劑吸收煙道氣中的SO2。在吸收SO2之前,為提高煙道氣和漿液充分接觸而添加的空氣噴嘴會(huì )源源不斷的向吸收塔內注入強制空氣,溶解在水中的SO2在空氣的作用下被氧化,由HSO3-氧化成H+和SO4-。漿液在酸性條件下會(huì )溶解生成鈣離子,Ca2+和SO4-接觸會(huì )生成CaSO4沉淀,然后將生成的產(chǎn)物用作建筑材料,通大量漿液接觸的煙氣經(jīng)過(guò)吸收塔后水蒸氣達到飽和狀態(tài),然后經(jīng)過(guò)下游的煙氣加熱系統加熱升溫后排空。從而完成對煙道氣中硫的脫除和利用。
表1是電廠(chǎng)采取廢水處理工藝后廢水水質(zhì)的監測情況,為更好地體現水處理的效果,表1中對比了未進(jìn)行處理前的廢水水質(zhì)。表1中可以看出,經(jīng)過(guò)廢水處理系統后,廢水的水質(zhì)得到極大地改善。
(1)該燃煤廠(chǎng)使用的煤種為低硫燃煤,在廢水未處理前其pH為6.5~7.4,廢水呈現弱酸性,不能直接排放,而經(jīng)過(guò)廢水處理后,其呈現中性。
(2)脫硫廢水通過(guò)物理化學(xué)法處理后,硫化物、氟化物、As和SS處理效率達到90%左右,Hg處理效率30%~46.67%,有效去除了水污染物。
(3)通過(guò)分析實(shí)踐可以看出,利用物理化學(xué)方法處理廢水的工藝可以有效地去除廢水中的污染物,處理后的廢水基本可以滿(mǎn)足電廠(chǎng)用水的水質(zhì)要求,基本可以實(shí)現重復利用,不僅可以節約用水,另外還可以提升經(jīng)濟效益。
3、零排放處理工藝及發(fā)展方向
3.1 高效反滲透技術(shù)
反滲透濃鹽水的成分復雜,含無(wú)機鹽、有機物,也有預處理、脫鹽等過(guò)程使用的少量化學(xué)品,如阻垢劑、酸、還原劑、殺菌劑和其他反應產(chǎn)物。濃鹽水的處理是制約煤化工廢水“零排放”的關(guān)鍵技術(shù)。若直接將濃鹽水進(jìn)行蒸發(fā),由于其處理規模大,需要消耗大量的能源,非常不經(jīng)濟。目前,一般采用(預處理+膜濃縮)處理工藝,將濃鹽水進(jìn)行進(jìn)一步濃縮,使TDS質(zhì)量濃度達到50000~80000mg/L,盡可能將廢水中鹽分提高,減小后續蒸發(fā)器的規模,減少投資以及節約能源。
3.2 高級氧化技術(shù)
隨著(zhù)廢水中有機物復雜程度和環(huán)保要求的提升,高級氧化技術(shù)逐漸得到發(fā)展。后來(lái)將超聲技術(shù)、催化劑技術(shù)等應用到高級氧化技術(shù)中,形成更加復雜的耦合過(guò)程。主要有光化學(xué)氧化法、臭氧氧化法、催化濕化氧化法、Fenton法等,主要的原理是通過(guò)形成高氧化性能的羥基自由基(•OH),利用羥基自由基氧化水中的難降解的有機物,使有機物轉化為低毒或者無(wú)毒的小分子物質(zhì)。
4、結語(yǔ)
煤炭是我國目前使用最多的化石能源,煤炭燃燒會(huì )產(chǎn)生一些污染氣體,如SO2等,需進(jìn)一步脫除,脫除后的廢水中含有硫的成分,導致污水不能達標排放。為此,本文通過(guò)對脫硫過(guò)程中廢水的來(lái)源、處理方法和后處理過(guò)程進(jìn)行了分析介紹,并結合電廠(chǎng)的實(shí)際運行數據進(jìn)行說(shuō)明?梢钥闯,對低硫燃煤電廠(chǎng)而言,可采取物理化學(xué)方法進(jìn)行廢水處理,在實(shí)現廢水處理的同時(shí)實(shí)現廢水的再次利用。(來(lái)源:大唐長(cháng)春第二熱電有限責任公司)