火電廠生產(chǎn)廢水回用的可行性分析

火電廠生產(chǎn)廢水回用的可行性分析

電力發(fā)達電站區(qū)的生活廢水和生產(chǎn)廢水按照規(guī)定處理。合格后，可用于不同的水系統(tǒng)。但隨著火電廠儲煤、灰渣等系統(tǒng)不斷優(yōu)化,需要的回用水量越來越少,特別是南方電廠雨季更需要排放一定量的處理后廢水,給電廠當?shù)厮w環(huán)保增加一定的壓力。大型火力發(fā)電廠按國家規(guī)定都需裝設煙氣脫硫裝置。目前能經(jīng)濟、安全用于大型火電廠煙氣脫硫系統(tǒng)的有海水法、石灰石-石膏濕法脫硫工藝,但對于非海濱或海水水質(zhì)不符合要求的電廠來說,只能選擇石灰石-石膏濕法脫硫工藝,此工藝(特別是在系統(tǒng)取消煙氣-煙氣換熱器后)需要消耗較多的淡水,給電廠當?shù)厮春碗姀S運行費用增加了一定的壓力。本文對此進行分析,探討是否可將電廠處理后的生產(chǎn)廢水回用于煙氣脫硫工藝系統(tǒng)。1熱能處理廠的廢水處理1.1廢水處理系統(tǒng)分類處理工藝技術(shù)特點根據(jù)火力發(fā)電廠各類生產(chǎn)廢水和生活污水的水質(zhì)特點,電廠一般設置工業(yè)廢水集中處理系統(tǒng)、含油廢水處理系統(tǒng)、脫硫廢水處理系統(tǒng)、生活污水處理系統(tǒng),對廢水進行分類處理。1.1.1非經(jīng)常廢水的排放電廠工業(yè)廢水主要包括鍋爐補給水處理系統(tǒng)廢水、凝結(jié)水處理系統(tǒng)廢水、鍋爐酸洗廢水、空氣預熱器沖洗排水、主廠房沖洗雜排水、煤水(沉淀后)等。工業(yè)廢水分為經(jīng)常性廢水和非經(jīng)常性廢水。經(jīng)常性廢水包括鍋爐補給水處理系統(tǒng)廢水、凝結(jié)水處理系統(tǒng)廢水、輸煤系統(tǒng)沖洗水等;非經(jīng)常性廢水包括鍋爐酸洗廢水、空氣預熱器沖洗排水、主廠房沖洗雜排水、煤場雨水等。通常情況下,經(jīng)常性廢水僅pH值不合格,只需酸、堿中和后就能滿足排放標準。如該類廢水中的懸浮物或重金屬離子超標,可利用倒池管輸送至非經(jīng)常性廢水處理系統(tǒng)進行處理。非經(jīng)常性廢水進入儲存池并經(jīng)空氣攪拌、曝氣氧化(必要時加入氧化劑氧化),然后用泵送入pH值調(diào)整槽,加堿調(diào)節(jié)pH值,排出的污泥送至污泥濃縮池脫水機處理。1.1.2含油量含油廢水經(jīng)含油廢水處理系統(tǒng)隔油池、油水分離器處理后石油類含量低于5mg/L,輸送至回用水池回用,廢油定期回收。1.1.3濃縮、達標脫硫廢水進行中和(堿化)、沉降、絮凝處理后,經(jīng)澄清器濃縮、出水箱內(nèi)pH值調(diào)整達標后待回用。污泥在澄清器濃縮后經(jīng)壓濾機擠壓成泥餅運走。1.1.4生活污水生活污水一般采用生物接觸氧化法的二級生化處理工藝,降低COD及氨氮濃度。1.1.5化學廢水化學廢水為酸堿性廢水,經(jīng)過加藥調(diào)節(jié)pH值后一般可達到排放要求,但其含鹽量較高。1.2廢水排放限制標準以廣東省某電廠為例,按廣東省地方標準《廣東省水污染排放限值》(DB44/26—2001)要求電廠處理后廢水需達到第二時段一級標準,主要參數(shù)如表1所示。2石膏-石膏法的脫硅工程2.1化學過程及完整流程石灰石-石膏濕法脫硫工藝氣體洗滌系統(tǒng)中發(fā)生的化學反應可用一系列的化學步驟描述,這些步驟可同時發(fā)生,包括吸收、中和、再生、氧化和結(jié)晶。2.1.1亞硝酸鹽和亞硫酸氫鹽離子的分離和分離在SO2脫除過程中的第一步是將二氧化硫吸收進洗滌液中。一經(jīng)進入溶液,被吸收的二氧化硫?qū)a(chǎn)生亞硫酸鹽和亞硫酸氫鹽離子:氣流中還可能有其它物質(zhì)的吸收(如氯化氫和氟化氫),這些物質(zhì)吸收后將水解形成氯離子和氟離子。2.1.2和聲混淆在溶液中,亞硫酸鹽和亞硫酸氫鹽離子與溶液中的堿性物質(zhì)發(fā)生反應:2.1.3再生溶解的石灰石(碳酸鈣)為再生提供了必要的堿性物質(zhì):2.1.4氧化溶液中的亞硫酸鹽和亞硫酸氫鹽離子幾乎全部被氧化,生成硫酸鹽:2.1.5結(jié)晶溶液中的硫酸鹽離子將與其中的鈣離子結(jié)合生成二水硫酸鈣析出:2.2水平衡的表示在脫硫系統(tǒng)中,工藝水的消耗與補充可用圖1中的水平衡來表示。由圖1可知,脫硫系統(tǒng)水的消耗主要來自3個部分:煙氣蒸發(fā)水、石膏游離水和結(jié)晶水、排放廢水。2.3水質(zhì)要求按照石灰石-石膏濕法脫硫工藝設計規(guī)范,脫硫系統(tǒng)工藝水水質(zhì)不應低于表2中要求。3脫硫系統(tǒng)的構(gòu)成對比表1和表2可知,對于pH值和SS指標,脫硫工藝水水質(zhì)要求嚴于水污染排放限值,如果采用處理后廢水作為脫硫系統(tǒng)工藝用水,必須將其pH值調(diào)節(jié)到6～7,并且嚴格控制SS指標不超過60mg/L。脫硫工藝水水質(zhì)對COD、BOD5、氨氮及油類沒有具體要求,但有機質(zhì)含量較高的污水進入脫硫系統(tǒng)吸收塔中,因吸收塔中溫度較高(45～50℃),使得有機質(zhì)大量繁衍,在吸收塔內(nèi)產(chǎn)生大量的“起泡”現(xiàn)象,使吸收塔內(nèi)液位計工作不正常,塔內(nèi)液位測量不準,導致脫硫系統(tǒng)故障,因此要避免此類現(xiàn)象發(fā)生,必須控制處理后廢水的有機質(zhì)含量不能過高,COD指標控制在30mg/L以下。油類等物質(zhì)進入到漿液中,有可能覆蓋在脫硫吸收劑——石灰石的表面,阻止其與溶液的其它離子(如SO32-、HSO-3)接觸并發(fā)生反應,因此對于廢水中的油類物質(zhì)也要盡可能去除。由于氯離子進入脫硫系統(tǒng)的途徑主要通過工藝水和石灰石。若工藝水中的氯離子含量高,說明帶入脫硫系統(tǒng)的氯離子數(shù)量越多。SO2吸收系統(tǒng)最大Cl-濃度的設定主要取決于CaCO3的溶解和SO2的吸收。由于Cl-比較活潑,比SO42-更容易與Ca2+結(jié)合,生成溶解于水的CaCl2,較多的CaCl2存在會使吸收塔內(nèi)Ca2+增多,從而阻礙CaCO3充分溶解,導致石灰石活性下降。石灰石活性下降,會導致漿液循環(huán)量增加(使石灰石在吸收塔內(nèi)停留的時間更長),吸收塔阻力增大,從而使整個脫硫系統(tǒng)運行經(jīng)濟性下降。另外,由于石灰石活性下降,在同樣循環(huán)量的情況下,只有投入更多的石灰石吸收劑,加大石灰石的耗量,更多石灰石的投入會導致石膏成品純度下降。同時Cl-具有腐蝕性,高濃度Cl-又會導致系統(tǒng)設備和材料防腐等級的提高,增加投資成本。如Cl-濃度≤30g/L時,接觸漿液的合金只需采用1.4529材料或普通雙向不銹鋼就能滿足;Cl-濃度≥40g/L,則需要選用C276材料或更高規(guī)格的高鎳合金。由此可見,高濃度Cl-對于FGD的運行不利。電廠廢水中化水車間濃水氯離子含量較高(約為1000mg/L),但其總量較少,經(jīng)過其它工藝水的稀釋,仍可作為脫硫系統(tǒng)工藝水源。因脫硫廢水處理后氯離子含量仍高達15g/L(去除氯離子需增加電廠較大的投資及運行費用),因此脫硫系統(tǒng)廢水處理后不能作為脫硫系統(tǒng)工藝水源。4作