火電廠脫硫廢水的處理

1、1、脫硫廢水來源和水質(zhì)火力發(fā)電廠煙氣脫硫裝置，大部分采用石灰石石膏法工藝（FGD），其產(chǎn)生的廢水主要是來自石膏脫水(離心機(jī)及濃縮器溢流水)、清洗系統(tǒng)的清洗廢水等。脫硫廢水中主要污染物是懸浮物(SS)、重金屬、鹽類，COD也是重要污染指標(biāo)。以2300 MW機(jī)組的火電廠為例，脫硫廢水排放量為615 m3/h，水量差別較大，間斷排放且不穩(wěn)定，且高含鹽量、高懸浮物，并含重金屬、有機(jī)物等。a.多數(shù)電廠脫硫廢水的懸浮物、BOD、硫酸鹽、COD、pH值等超過排放標(biāo)準(zhǔn)；超標(biāo)頻率較高的有氟化物、總汞、硫化物和總鎘，其次是總鎳和總鋅，超標(biāo)數(shù)量最多的是總鎘和總汞，其次是氟化物和硫化物。b.脫硫廢水的主要陽離子是Mg

2、2+和Ca2+，分別占陽離子總量的60%和30%左右；主要陰離子是SO42-和Cl-，分別占陰離子總量的55%和40%左右。c.Cl-濃度在10 00020 000 mg/L。2、處理工藝對于工藝1，具體見圖1所示：3、煙氣脫硫廢水處理的工藝3.1 中和中和處理的主要作用包括兩個方面：a.發(fā)生酸堿中和反應(yīng)，調(diào)整pH值為69的排放標(biāo)準(zhǔn)；b.沉淀部分重金屬，使重金屬生成氫氧化物沉淀。常用的堿性中和藥劑一般有石灰、石灰石、苛性鈉、碳酸鈉等，其中石灰因來源廣、價格低、效果好而得到廣泛應(yīng)用。3.2 沉淀研究結(jié)果表明，隨著廢水中pH值的升高，廢水中重金屬的含量逐漸降低。當(dāng)廢水中pH值為9時，除鎘和汞未達(dá)到

3、排放標(biāo)準(zhǔn)、需要采用進(jìn)一步處理外，其余重金屬的除去效果較好，其濃度均低于排放標(biāo)準(zhǔn)。由于脫硫廢水中含有一定量的鐵、鋁等金屬離子，在堿性條件下生成氫氧化物沉淀，使某些沉淀的重金屬離子被金屬氫氧化物吸附而共沉。實(shí)驗(yàn)表明，經(jīng)過硫化物沉淀處理后，各種重金屬離子的濃度進(jìn)一步下降，尤其鎘和汞的濃度大幅度下降。硫化劑可采用有機(jī)硫化劑、硫化鈉、硫化氫或硫化亞鐵。國內(nèi)電廠一般采用有機(jī)硫化劑TMT15，但采用硫化鈉也能達(dá)到較好的處理效果。3.3 混凝由于脫硫廢水中懸浮物含量高，化學(xué)沉淀時必須同時進(jìn)行混凝處理。在去除懸浮物和膠體等雜質(zhì)的同時，混凝生成的活性絮體共同沉淀可以吸附水中析出的細(xì)小金屬氫氧化物，增加金屬氫氧化物

4、除去的速度和效率。在脫硫廢水的混凝處理中，可以采用鐵鹽和高分子絮凝劑。3.4 最終中和在沉淀分離完成后,由于廢水中pH值大于9，超過了排放標(biāo)準(zhǔn)，因此需要進(jìn)行后續(xù)加酸中和。一般采用一定濃度的工業(yè)鹽酸進(jìn)行中和處理。3.5 氟的處理脫硫廢水中的氟化物主要來源于煤燃燒后產(chǎn)生的HF，其含量與煤質(zhì)關(guān)系很大。一般采用直接加入石灰的方法對氟離子進(jìn)行處理，即在調(diào)節(jié)廢水pH值時選用石灰作為堿化劑進(jìn)行除氟處理。同時，由于脫硫廢水含有一定量的鎂、鐵、鋁等金屬離子，在堿性條件下生成氫氧化物沉淀。因此，當(dāng)采用石灰進(jìn)行堿化處理時,通過以下3個方面將氟離子除去：Ca(OH)2與F-直接反應(yīng)生成CaF2而沉淀下來；Mg(OH)

5、2絮凝物吸附F-；氟化物與Al(OH)3、Fe(OH)3沉淀物共沉淀。研究表明，當(dāng)石灰的投加質(zhì)量濃度為900mg/L時，水中氟離子質(zhì)量濃度可降至10mg/L以下。具體工程實(shí)例（包頭市第三熱電廠）燃煤煙氣中含有少量從原煤中帶來的F-和Cl-及各種雜質(zhì)，進(jìn)入脫硫吸收塔后被洗滌下來并進(jìn)入漿液，F(xiàn)-與漿液中的鋁聯(lián)合作用對脫硫吸收劑石灰石的溶解產(chǎn)生屏蔽影響，致使石灰石溶解性減弱，脫硫效率降低；同時，Cl-濃度過高對吸收塔系統(tǒng)和結(jié)構(gòu)有腐蝕作用。因此，石灰石石膏濕法煙氣脫硫過程通常需要排出一部分濾液水（吸收塔漿液經(jīng)脫水后產(chǎn)生）作為脫硫廢水，以達(dá)到控制Cl-、F-離子濃度并維持吸收塔物質(zhì)平衡的目的。包頭第三熱

6、電廠設(shè)計脫硫廢水水量為20 m3/h。脫硫廢水中的雜質(zhì)主要來源于煙氣和石灰石。煤中的多種元素，如F、C1、Cd等，在燃燒過程中產(chǎn)生多種化合物，隨煙氣進(jìn)入脫硫裝置吸收塔，溶解于吸收漿液中。脫硫廢水一般呈弱酸性，pH為46，懸浮物含量高（脫硫廢水中的懸浮物主要是石膏顆粒、二氧化硅，以及鐵、鋁的氫氧化物），陽離子為鈣、鎂等離子，含量極高，鐵、鋁含量較高，其它重金屬離子含量不高，陰離子主要有C1-、SO42-、SO32-、F-等，化學(xué)耗氧量與通常的廢水不同，在脫硫廢水中，形成化學(xué)耗氧量的主要因素不是有機(jī)物，而是還原態(tài)的無機(jī)物連二硫酸鹽。雖然脫硫廢水量一般不大，但由于水質(zhì)特殊，不能排入火電廠工業(yè)廢水處理

7、系統(tǒng)處理，需要設(shè)置單獨(dú)處理系統(tǒng)。脫硫廢水的處理方法有： 水與經(jīng)濃縮脫水的石膏混合后排至干灰場，廢水中的重金屬及酸性物質(zhì)與飛灰中 CaO 結(jié)合固化石膏； 利用電除塵器與空氣加熱器之間的煙道間隙，加熱蒸發(fā)脫硫廢水； 專用脫硫廢水化學(xué)中和處理，用于水力沖灰。一般設(shè)計處理后的廢水水質(zhì)要求達(dá)到污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)（GB 89781996）的二級排放標(biāo)準(zhǔn)。包頭第三熱電廠脫硫廢水設(shè)計進(jìn)水水質(zhì)見表1。工藝流程及說明：采用物化法，針對脫硫廢水中主要污染物重金屬和懸浮物通過添加化學(xué)藥劑使其沉淀，再通過澄清器將沉淀物分離，出水排放，沉淀污泥通過板框機(jī)脫水后外運(yùn)處理，從而達(dá)到去除廢水中污染物的目的。脫硫廢水處理系統(tǒng)工藝流

8、程如圖1所示。脫硫廢水包括廢水處理、加藥、污泥處理3個分系統(tǒng)。廢水通過管路流入中和箱，同時按比例加入制備合格的石灰漿液，將中和箱pH調(diào)整到9.20.3，此pH范圍適合大多數(shù)重金屬離子的沉淀。并非所有重金屬可通過與石灰漿作用形成很好的沉淀，其中主要是鎘和汞。因此，需要在沉降箱中按比例加入重金屬沉淀劑有機(jī)硫化物（TMT15，可采用有機(jī)硫化劑、硫化鈉、硫化氫或硫化亞鐵）用于去除鎘和汞。為了提高沉降效果，需向絮凝箱中按比例加入絮凝劑硫酸氯化鐵（FeClSO4），使氫氧化物、化合物及其它固形物從廢水中沉淀出來。為了讓絮凝后的廢水中產(chǎn)生的細(xì)小礬花積聚成大顆粒，以便于廢水進(jìn)入澄清池后更快的沉降，在絮凝箱出口

9、管路上添加助凝劑聚丙烯酰胺（PAM）。加藥混合反應(yīng)后的廢水在重力作用下流入澄清池，進(jìn)行固液分離。澄清池出水在出水箱中通過添加HCl將pH調(diào)整為標(biāo)準(zhǔn)要求的范圍（69）內(nèi)排放。為了促進(jìn)反應(yīng)和后續(xù)反應(yīng)箱中絮凝粒子的形成，在中和箱中加入澄清池中回流的少量恒定量的接觸泥漿。剩余污泥周期性地利用高壓偏心螺桿給料泵輸送至板框壓濾機(jī)進(jìn)行脫水處理，泥餅外運(yùn)。所有加藥裝置均包括藥箱和可調(diào)節(jié)計量泵，可以保證方便準(zhǔn)確地投配所需要的化學(xué)藥劑量。工藝特點(diǎn)：（1）中和箱-堿性條件去除Fe3+、Zn2+、Cu2+、Ca和F-在中和箱中加入石灰乳（1 m3廢水加入固體粉末3.5g），脫硫廢水的pH升至8.59.2，廢水中的酸性

10、物質(zhì)得到中和，同時大多數(shù)金屬離子，如Fe3+、Zn2+、Cu2+等形成微溶的氫氧化物從廢水中沉淀出來得以去除，同時石灰漿液中的Ca還能與廢水中的部分F-反應(yīng)，生成難溶的CaF2。（2）沉降箱-有機(jī)硫化合物去除Hg2+等不能以氫氧化物形式沉淀出來的重金屬在沉降箱中，通過加入有機(jī)硫化合物，不能以氫氧化物形式沉淀出來的重金屬，如Hg2+進(jìn)一步沉降。有機(jī)硫（TMT15）按1 m3廢水加入15%的有機(jī)硫溶液 2050 mL 投加。沉降箱裝有pH在線監(jiān)測儀，實(shí)時檢測混合液的pH，控制氫氧化鈣漿液的投加量，維持反應(yīng)池中pH的穩(wěn)定。（3）絮凝箱-絮凝劑和助凝劑增加金屬氫氧化物除去的速度和效率經(jīng)過廢水旋流器和石

11、膏旋流器兩級濃縮分離，進(jìn)入廢水系統(tǒng)的懸浮物都是顆粒比較小，沉降性能很差的，很難從通過重力分離出來。為了改善固體物沉降能力，向廢水中加入聚合 FeClSO4（1 m3廢水加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)15%聚鐵溶液0.20.5 kg）。為了加強(qiáng)絮凝效果，向脫硫廢水中加入助凝劑聚丙烯酰胺（1m3廢水加入質(zhì)量分?jǐn)?shù) 0.1% 聚丙烯酰胺溶液 10 g）。在去除懸浮物和膠體等雜質(zhì)的同時，混凝生成的活性絮體共同沉淀可以吸附水中析出的細(xì)小金屬氫氧化物，增加金屬氫氧化物除去的速度和效率。（4）澄清池澄清池采用中間進(jìn)水，周邊出水的形式，底部為錐形。在澄清池中，懸浮固體與水分離，沉積在澄清池底部，清水通過頂部出水管自流入后續(xù)的出水

12、箱。在沉淀分離完成后，由于廢水中 pH大于9，超過了排放標(biāo)準(zhǔn)，因此在出水箱加入鹽酸中和。澄清池底部的大部分污泥經(jīng)污泥泵排到板框式壓濾機(jī)，小部分污泥作為接觸污泥返回中和反應(yīng)箱。澄清底部污泥質(zhì)量分?jǐn)?shù)在5%15%之間。（5）污泥處理系統(tǒng)澄清池底部的污泥，自流到污泥緩沖箱，經(jīng)污泥給料泵加壓，送至板框壓濾機(jī)脫水，泥餅由卡車外用。配套的主要構(gòu)筑物及設(shè)備運(yùn)行效果可以看出，脫硫廢水經(jīng)處理后，各水質(zhì)指標(biāo)均符合污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn) GB89781996 二級新建排放標(biāo)準(zhǔn)的要求。經(jīng)濟(jì)效益分析包頭三電廠脫硫廢水處理系統(tǒng)包括在脫硫系統(tǒng)中合同內(nèi)建設(shè)，一次投資費(fèi)用約500萬元。主要的運(yùn)行費(fèi)用為電費(fèi)、藥劑費(fèi)。1m3廢水所需藥劑費(fèi)：石灰石3.5 kg，計2.1元；消耗15% TMT15約30 mL，計0.9元；消耗聚鐵0.3 kg，計0.24元；消耗聚丙烯酰