燃煤电厂脱硫废水处理技术研究进展

发表时间:2020/6/30   来源:《电力设备》2020年第6期   作者:张利群 张万里
[导读] 摘要:对脱硫废水产生来源、水质特点及其危害进行了简述,根据近年来国内外水处理技术发展水平和我国工业污水排放标准的要求,对燃煤电厂脱硫废水传统处理技术和其它处理技术进行了介绍,并分析不同技术的原理、优缺点及相应改良措施,实现脱硫废水的深度处理和综合利用。
        (华能大庆热电有限公司  黑龙江省大庆市  163159)
        摘要:对脱硫废水产生来源、水质特点及其危害进行了简述,根据近年来国内外水处理技术发展水平和我国工业污水排放标准的要求,对燃煤电厂脱硫废水传统处理技术和其它处理技术进行了介绍,并分析不同技术的原理、优缺点及相应改良措施,实现脱硫废水的深度处理和综合利用。
        关键词:燃煤电厂;脱硫废水;技术研究
        中图分类号:X703.1             文献标志码:A
        1脱硫废水的来源及危害
        1.1脱硫废水的主要来源
        湿法脱硫工艺采用液态吸收剂来吸收烟气中二氧化硫和其他污染组分,主要包括钠碱法、氨法、石灰石-石膏法等。与其他方法相比,石灰石-石膏法因操作简单、稳定性好、脱硫效率高、技术成熟等优点成为目前国内外燃煤电厂最主流的脱硫技术。该方法往往将石灰石浆液与燃煤机组产生的烟气直接接触并发生反应,使得烟气中的SO2、Cl2、粉尘等污染物迁移转化到浆液中,脱硫吸收塔浆液内的水在不断循环过程中会富集重金属元素和Cl—等,一方面加速设备的腐蚀,另一方面影响石膏品质,因此,脱硫装置要排放一定量的废水,保证石膏品质及控制脱硫装置中Cl—的浓度。
        1.2脱硫废水的水质特点及影响
        脱硫废水组分复杂,处理困难,危害巨大。①该废水pH介于在5.0~6.5之间,整体呈弱酸性;②存在大量悬浮物,废水浊度大,沉降性能差;③硫酸盐含量高,其中Ca2+、Mg2+含量高达20~50g/L,易结垢,难以处理;④重金属(Hg、Cr、Pb、Ni、Cd等)含量超标;⑤氯离子浓度高,含量为6~20g/L,处理和回用比较困难。同时,脱硫浆液在循环使用的过程中,浆液内的氯离子浓度不断增大,高浓度的氯离子导致设备管道的腐蚀,继而影响整个脱硫系统正常运行,极大地降低了脱硫效率。其次,脱硫废水中的高浓度硫酸盐、可溶性重金属和其他有毒有害物质一旦随意排放到环境中进行迁移转化,将会对周围的生态环境及人体健康造成巨大伤害[1]。
        2传统脱硫废水处理技术
        我国在发展初期,对于燃煤电厂产生的脱硫废水尚未制定严格的排放标准,因此针对该类废水,主要采用灰场喷洒、煤场喷洒与水力冲灰等粗放型的物理处理工艺。这些处理工艺操作简便,成本低廉,但实质上未对脱硫废水本身进行处理。随着我国对废水处理要求的不断提高,三联箱工艺因技术相对成熟、处理量大、运行成本相对较低、处理效果满足我国污水达标排放要求等优点,被燃煤电厂广泛应用。该工艺利用混凝与化学沉淀技术实现悬浮物和重金属的去除。脱硫废水经旋流器顶流进入废水箱,通过废水泵送至三联箱(中和箱、反应箱和絮凝箱)进行处理。,首先向中和箱中添加熟石灰或烧碱,使箱内废水的pH达到7.0-9.0,此时废水中的可溶性重金属在碱性条件下发生反应,生成难溶的氢氧化物沉淀到箱底,而中和箱的上清液继续流入反应箱中。通过向反应箱中添加有机硫或硫化钠,使得废水中如Pb2+、Hg2+等重金属离子发生沉淀。而流入絮凝箱的上清液,向其投放絮凝剂和助凝剂,使得废水中的悬浮物和胶体物质凝聚成大颗粒絮状物实现沉降分离,经絮凝箱的废水流入澄清器中,在重力作用下絮凝体沉积池底,形成污泥。顶部清液流入出水箱,调节pH至中性后排放或回用。为了进一步改善该系统的处理效率,国内燃煤电厂通过提高三联箱搅拌器转速、优化加药配比、定期更换废水旋流器旋流子以及加装污泥泵冲洗管线等方式对脱硫废水系统进行改造升级[2]。


        3其他脱硫废水技术
        湿法烟气脱硫废水中有成分较为复杂,其中有很多的重金属、阴离子和悬浮物等,为此进行处理过程中要求的技术水平很高,就要在实际处理操作中将传统的处理方法和流化床法、蒸发处理法实现联合,其中微生物处理技术还有很大的上升空间,日后需要研究和应用。
        3.1微生物脱硫技术
        要求的温度要不能高于 100℃,需要在温和的环境下进行,主要是利用氧化和还原的反应,将脱硫废水中的硫酸根离子实现转化,将其中的硫进行去除,或者利用微生物当做搜集剂,将原料的表面得到改变,最后实现脱硫。微生物法的优点及时具有高效性和专一性,可以将结构很复杂和颗粒较小的无机硫得到有效地脱除。
        3.2流化床法
        处理脱硫废水主要是利用沉淀池,主要的三种,有流化床、循环池、调节池。在流化床反应池中需要加入氧化剂,其中有高锰酸钾、亚铁盐溶液等,主要是将重金属中离子实现有效地去除。分析传统的化学沉淀法,流化床处理脱硫废水的优势更明显,不仅在药剂的使用上量少,同时产出的污泥量也少,二次污染率很低。
        国外的研究人员使用这个方法将废水中的 Cu2+进行了去除,可以达到 96%,废水的 pH 值受到了影响。现阶段,蒸发处理法是脱硫废水实现零排放一项关键技术,其中有灰渣蒸发、烟道蒸发和蒸发结晶。其中灰渣蒸发技术主要是采用炉渣的余热蒸发,此时把含盐量高的脱硫废水采取蒸干之后全部转化为固体的废物,在蒸发的水量上很少,剩余的脱硫废水要采取晾晒、蒸发等实现填满,要利用绿化植物进行降解,这项技术要重点关注到设备的腐蚀,另外,要分析灰场的雨水防渗透情况,需要加以重视。
        3.3烟道蒸发技术
        主要就是让脱硫废水要历经澄清和沉淀,然后进入到雾化器烟道。这项技术存在最大的问题就是需要烟道中烟气的温度要很高,其中不能确保雾化的效果和实际运行的稳定性。蒸发结晶技术是利用加热的方式,通过蒸发将脱硫废水中的硫化物和氯离子等进行去除,让化学溶质实现结晶,可以将物质之间起到分离的目的。蒸发结晶工艺可以让固体硫酸铵的生产要求得到满足,利用蒸汽能耗的降低,就能将蒸汽中供给压力得到有效地缓解。
        结语
        现阶段,国内的火电行业要求必须要安装脱硫、脱销等环保设备,没有安装的不能进行发电生产,针对传统的老机组也要进行脱硫脱销环保设备的更新和改造。在传统的脱硫废水处理技术主要有化学沉淀法、水力除灰、灰场堆放,传统的工艺进行处理脱硫废水有很多问题存在,科研人员的不断开发和研究,出现了新型的技术,其中有微生物处理技术、流化床法、蒸发处理法。
        参考文献:
        [1]牛耀岚,胡伟,朱辉,邹龙生,宋小鹏.燃煤电厂脱硫废水处理方法及零排放技术进展[J].长江大学学报(自然科学版),2019,16(10):72-78.
        [2]段威,姚宣,陈鸥,李涛,王玉琪,王亮,王泽江,宋达,于筱禺.燃煤电厂脱硫废水重金属脱除技术研究进展[J].盐科学与化工,2019,48(10):1-5.
        [3]刘少杰.燃煤电厂脱硫废水处理技术研究与应用[J].化工设计通讯,2019,45(09):72+74.
        [4]冯红利,赵梦月,丁舒喆.燃煤电厂脱硫废水零排放处理技术与应用[J].煤炭加工与综合利用,2019(09):71-77+6.
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