燃煤電廠脫硫廢水處理工程實例

燃煤電廠脫硫廢水處理工程實例

1脫硫廢水的排放通過碎石-石膏法產(chǎn)生的廢水是污染。燃煤電廠石灰石-石膏濕法脫硫采用石灰石漿液在吸收塔內(nèi)噴淋,與煙氣中的SO2反應(yīng)生成CaSO3、CaSO4,以達到除去煙氣中SO2的目的。為了控制脫硫吸收塔石灰石循環(huán)漿液的Cl-、F-等有害元素的濃度,減少漿液對設(shè)備的腐蝕,同時將煙氣中被洗滌下來的飛灰排出,必須從系統(tǒng)中排出一定量的廢水。脫硫廢水主要來自石膏脫水系統(tǒng)的旋流器溢流液、真空皮帶脫水機的濾液或沖洗水。2含鹽量、硬度(1)懸浮物高。目前國內(nèi)燃煤電廠大部分采用石灰石-石膏濕法脫硫,產(chǎn)生的脫硫廢水中懸浮物基本在10000mg/L以上,而且由于電廠燃燒煤種變化及脫硫運行工況影響,極端情況下懸浮物可高達50000mg/L。(2)含鹽量高。脫硫廢水中的含鹽量很高,變化范圍大,一般在30000~60000mg/L之間。(3)硬度高,容易結(jié)垢。脫硫廢水中的Ca2+、Mg2+、SO42-含量非常高,其中Ca2+約1500~5000mg/L、Mg2+約3000~6000mg/L、SO42-約4000mg/L以上,且CaSO4處于過飽和狀態(tài),在加熱濃縮過程中非常容易結(jié)垢。(4)成分復(fù)雜,水質(zhì)變化大。脫硫廢水中含有Na+、K+、Ca2+、Mg2+、Cl-、SO42-、F-、NO3-、各種重金屬離子,并且隨著電廠燃煤產(chǎn)地的變化,脫硫廢水中各組分的變化也非常大。(5)腐蝕性強。脫硫廢水中的鹽分高,尤其是Cl-含量高,且呈酸性,腐蝕性非常強,對設(shè)備、管道材質(zhì)防腐蝕要求高。3燃煤電廠脫硫廢水混凝沉淀處理技術(shù)路線當前,由于技術(shù)、經(jīng)濟和環(huán)保要求等原因,出于技術(shù)、經(jīng)濟和環(huán)保要求等原因,國內(nèi)外燃煤電廠脫硫廢水目前大部分采用混凝沉淀處理后達到《火電廠石灰石-石膏濕法脫硫廢水水質(zhì)控制指標》(DL/T997-2006)要求后直接排放或者送往灰場、渣場用作噴淋水,技術(shù)相對比較成熟,基本工藝路線描述如下。3.1調(diào)整ph值脫硫廢水均勻進入混合池,池內(nèi)加石灰或其它堿性化學試劑以調(diào)整其pH值,在調(diào)整酸堿度的同時去除F-,同時為后續(xù)處理工藝環(huán)節(jié)創(chuàng)造適當?shù)臈l件。3.2價重金屬離子和糖質(zhì)廢水堿性試劑的加入不但提高了廢水的PH值,而且使Fe3+、Zn2+、Cu2+、Ni2+、Cr3+等重金屬離子生成氫氧化物沉淀。一般情況下3價重金屬離子比2價離子更容易沉淀。當PH值達到9.0~9.5時,大多數(shù)重金屬離子均形成了難溶氫氧化物。同時,石灰乳漿液中的Ca2+還能與廢水中的F-反應(yīng),生成難溶的CaF2,與As3+絡(luò)合生成Ca(AsO3)2等難溶物質(zhì)。此時Pb2+、Hg2+仍以離子形態(tài)留在廢水中,所以加入有機硫化物(TMT-15),使其與Pb2+、Hg2+反應(yīng)形成難溶的硫化物沉積下來,此兩種沉淀物溶解度都很小。3.3助凝劑和絮凝劑經(jīng)前兩步化學沉淀反應(yīng)后,廢水中還含有許多細小而分散的顆粒和膠體物質(zhì),需要加入一定量的絮凝劑如FeCl3,使它們凝聚成大顆粒而沉積下來,在廢水反應(yīng)池的出口加入助凝劑如PAM,來降低顆粒的表面張力,強化顆粒的長大過程,進一步促進氫氧化物和硫化物的沉淀,使細小的絮凝物慢慢變成更大、更容易沉積的絮狀物,同時脫硫廢水中的懸浮物也沉降下來。3.4預(yù)處理絮凝后的廢水從反應(yīng)池溢流進入裝有刮泥機的澄清器中,絮凝物沉積在底部濃縮成污泥,上部則為凈水。大部分污泥經(jīng)過廂式壓濾機壓濾進行固液分離,形成的泥餅外運處理,濾后液返回到脫硫廢水反應(yīng)池;小部分污泥作為接觸污泥返回廢水反應(yīng)池,提供沉淀所需的晶核。上部凈水通過澄清器周邊的溢流口自流到凈水箱,凈水箱設(shè)置了監(jiān)測凈水PH值和懸浮物的在線監(jiān)測儀表,如果PH和懸浮物達到排水設(shè)計標準則通過凈水泵外排,否則將其送回廢水反應(yīng)池繼續(xù)處理,直到合格為止。該工藝雖然對于脫硫廢水中的重金屬、SS、F-等排放標準中所列的污染物能有效去除,但對于Ca2+、Cl-、Na+、SO42-等排放標準中不做要求的溶解性物質(zhì)則無法去除。4廢水廢水零排放處理技術(shù)4.1脫軌廢水處理4.1.1預(yù)處理間歇排放的精處理廢水進入脫硫廢水緩沖池,池內(nèi)設(shè)預(yù)曝氣系統(tǒng)以達到混合攪拌及預(yù)曝氣目的,然后與脫硫廢水一起進入一級反應(yīng)器。一級反應(yīng)器分兩部分:中和箱和絮凝箱。廢水先進入中和箱,中和箱內(nèi)加入石灰乳調(diào)節(jié)PH值至11左右,大部分重金屬、Mg2+、及F-、SO42-等與石灰進行反應(yīng)生成沉淀被去除,再流入絮凝箱,絮凝箱內(nèi)加入絮凝劑FeCl3、助凝劑PAM,使中和箱內(nèi)生成的沉淀物由小的微粒凝聚成較大顆粒物(礬花),最后流入一級澄清器,在澄清器內(nèi)完成澄清、沉淀,實現(xiàn)固液分離。澄清器內(nèi)上清液流入中間水池,沉淀下來的固體濃縮液通過泵輸送到廂式壓濾機進行壓濾,濾后液回至廢水緩沖池,壓濾形成的泥餅運送至固廢中心集中處理。4.1.2清洗次數(shù)不適宜確定清洗物質(zhì)為易結(jié)垢物質(zhì)進行清洗處理傳統(tǒng)脫硫廢水預(yù)處理工藝出水能達到排放標準,但對于排放標準中不作要求的Ca2+等易結(jié)垢的物質(zhì)比較多,為保證后續(xù)深度處理部分的蒸發(fā)系統(tǒng)能長期穩(wěn)定運行,減少清洗次數(shù),需要對其中易結(jié)垢的物質(zhì)進行處理。一級澄清器上清液進入二級反應(yīng)器,先在中和箱內(nèi)加入Na2CO3,以去除易引起后續(xù)深度蒸發(fā)處理系統(tǒng)結(jié)垢的Ca2+離子,在絮凝箱內(nèi)加入FeCl3、PAM,二級反應(yīng)器出水進入二級澄清器進行固液分離,沉淀污泥中含有大量CaCO3,可回流到煙氣處理系統(tǒng)回用或送到壓濾機脫水;二級澄清器的上清液進入清水箱,用鹽酸將PH調(diào)整到9.5~10.0,作為深度處理系統(tǒng)進水。4.2在污染廢水的深度處理中4.2.1蒸發(fā)結(jié)晶出鹽工藝流程采用“五級預(yù)熱+四效外熱式強制循環(huán)蒸發(fā)結(jié)晶器”的多效蒸發(fā)處理工藝。多效蒸發(fā)濃縮結(jié)晶系統(tǒng),是由相互串聯(lián)的多個蒸發(fā)器組成,加熱蒸汽被引入第一效,加熱其中的料液,使料液產(chǎn)生比蒸汽溫度低的幾乎等量蒸發(fā)。產(chǎn)生的蒸汽被引入第二效作為加熱蒸汽,使第二效的料液以比第一效更低的溫度蒸發(fā)。這個過程一直重復(fù)到最后一效。第一效冷凝水返回熱源處,其它各效冷凝水匯集后作為淡化水回用。同時,脫硫廢水經(jīng)過由第一效到最末效的依次濃縮,在最末效達到過飽和而結(jié)晶析出,由此實現(xiàn)脫硫廢水的固液分離。具體工藝流程如下:(1)脫硫廢水流程:經(jīng)過預(yù)處理的脫硫廢水經(jīng)五級預(yù)熱后,依次進入一~四效蒸發(fā)器進行蒸發(fā)濃縮結(jié)晶。脫硫廢水在四效蒸發(fā)器內(nèi)達到飽和并形成結(jié)晶鹽,四效蒸發(fā)器內(nèi)一部分帶懸浮結(jié)晶鹽的飽和液被泵入離心機進行固液分離,分離液送入四效蒸發(fā)器繼續(xù)蒸發(fā)結(jié)晶,分離出的鹽經(jīng)振動干燥床干燥,由包裝機包裝后外運。(2)蒸汽及冷凝水流程:一效蒸發(fā)器用來自電廠的輔助蒸汽(動力蒸汽)經(jīng)減溫減壓后進行加熱蒸發(fā),動力蒸汽冷凝水被疏水至三級預(yù)熱器對廢水進行預(yù)熱,以進行熱量回收。經(jīng)換熱后的一次蒸汽冷凝水返回電廠鍋爐的疏水箱回收利用。一效蒸發(fā)器產(chǎn)生的蒸汽(以下簡稱為“二次蒸汽”)用于加熱二效蒸發(fā)器和五級預(yù)熱器,二效蒸發(fā)器產(chǎn)生的二次蒸汽用于加熱三效蒸發(fā)器和四級預(yù)熱器,三效蒸發(fā)器產(chǎn)生的二次蒸汽用于加熱四效蒸發(fā)器,四效蒸發(fā)器產(chǎn)生的二次蒸汽進入直接混合式冷凝器和一級預(yù)熱器。各效產(chǎn)生的二次蒸汽冷凝水經(jīng)余熱回收匯總后進入熱水池,用泵加壓至電廠循環(huán)冷卻水系統(tǒng)。4.2.2結(jié)晶鹽nacl河源結(jié)晶分離干燥包裝單元采用“雙推料離心分離+振動式流化干燥床+自動包裝”的處理工藝,工藝系統(tǒng)如下。(1)離心固液分離。由四效蒸發(fā)罐內(nèi)排出的帶有結(jié)晶鹽的固液混合物用鹽漿泵送入水力旋流器,將料液中固液比提高后送入離心機進行固液分離。離心機甩后液回預(yù)處理系統(tǒng)以去除蒸發(fā)濃縮生成的少量CaCO3、SiO2等沉淀物。離心機采用進口的專用的雙推料式離心機,利用高速旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)鼓和高過濾精度的濾網(wǎng),將料液內(nèi)大顆粒的NaCl結(jié)晶鹽分離出來,小顆粒的CaCO3、SiO2等則大部分能夠透過進入甩后液,回到預(yù)處理系統(tǒng)混凝沉淀去除。離心分離后結(jié)晶鹽呈顆粒狀,含水率約3%,易于后續(xù)干燥,可節(jié)省大量干燥所需的熱能。(2)干燥。離心分離后的顆粒狀結(jié)晶鹽進入振動流化干燥床,干燥所有熱空氣采用一效蒸發(fā)罐二次蒸汽進行加熱,無需采用新蒸汽或電加熱來預(yù)熱空氣,結(jié)晶鹽在振動床內(nèi)在振動和熱空氣共同作用下移動并干燥,干燥后的結(jié)晶鹽含水率小于0.3%,離心干燥后的結(jié)晶鹽NaCl可以達到90%以上,達到工業(yè)晶鹽的標準(DB33/T287-2000),可用于制革、制皂、冶金、紡織印染、制冰冷藏等工業(yè),實現(xiàn)“廢物利用”,并減少固廢處理費用。(3)自動包裝。干燥床排出的含水率低于0.3%的工業(yè)晶鹽送入鹽料倉儲存,定期采用自動包裝機包裝后便于儲存和運輸。5脫硫廢水混凝沉淀處理目前,火力發(fā)電廠擔負著我國70%以上的電力供應(yīng),而火力發(fā)電廠的主要裝機容量中大部分是燃煤機組。燃煤機組的SO2排放量很大,對環(huán)境破壞非常嚴重。2005年檢測的696個市縣中,有一半以上出現(xiàn)酸雨。全國1/3的土地受到酸雨的影響。為了降低酸雨對環(huán)境的破壞,國家要求電廠進行強制脫硫,燃煤電廠的脫硫裝置大部分采用石灰石-石膏濕法脫硫技術(shù)。此法脫硫會帶來一定量的脫硫廢水。目前,國內(nèi)燃煤電廠脫硫廢水都采用簡單的混凝沉淀處理后排放,廢水中大量的含鹽溶解性固體直接排入地表水會嚴重影響水體質(zhì)量,造成地表水含鹽量增高、土地鹽堿化、淡水生物種群死亡等嚴重問題,