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        脫硫廢水零排放技術分析及相關應用

        來源:/作者:admin/時間:2018-08-16
        摘要:根據我國針對各種工業廢水排放的嚴格把控和高排放標準。目前我國脫硫廢水處理主要包括脫硫廢水預處理、脫硫廢水回用、脫硫廢水零排放等階段?;诖?,本文闡述了脫硫廢水水質的主要..

        根據我國針對各種工業廢水排放的嚴格把控和高排放標準。目前我國脫硫廢水處理主要包括脫硫廢水預處理、脫硫廢水回用、脫硫廢水零排放等階段?;诖?,本文闡述了脫硫廢水水質的主要特征以及脫硫廢水預處理技術,對脫硫廢水零排放處理技術及其應用進行了簡要分析,旨在加強水環境保護。

        脫硫廢水含有多種污染物,如COD、SS、氟化物、微量重金屬等有害離子,同時具有極高含鹽量、極高硬度和極低堿度的特點。根據我國目前針對各種工業廢水排放的標準要求,脫硫廢水零排放是未來脫硫廢水處理的終趨勢。以下就脫硫廢水零排放處理技術及其應用進行探討。

        一、脫硫廢水水質的主要特征

        據相關我國能源結構主要以煤炭為主,占比60%以上。燃燒煤炭產生的煙氣需要進行脫硫處理,脫硫廢水的具體成分與脫硫所采用的處理技術有關,目前我國煙氣脫硫的主流工藝是石灰石-石膏濕法脫硫技術,該部分產生的廢水稱作脫硫廢水,并且水質與運行管理也有很大的關系。目前我國煙氣脫硫主要采用石灰石-石膏濕法煙氣脫硫工藝。其采用鈣基吸收劑作為脫硫劑,在與煙氣接觸過程中,煙氣中的二氧化硫被除去。同時燃煤煙氣中含有的一些重金屬、COD、鹽等污染物也進入到脫硫漿液中,這就決定了脫硫廢水水質一般呈弱酸性。對于脫硫廢水的水質控制一直沒有相應的國家標準,只有電力行業的相關標準對脫硫廢水有害物質主要包括總汞、鎘、鉛、鎳等指標進行了限制,但是整體排放標準要求較低。

        脫硫廢水水質特征主要表現為:第一、廢水呈弱酸性,pH范圍為4.0~6.0;第二、懸浮物含量高,其懸浮物濃度可達數萬mg/L,主要成分是石膏晶體和亞硫酸鈣等;第三、含有Pb、Cd、Cr、Ni、Hg等重金屬離子均有超標;第四、COD超標;第五、鹽分含量高,含有大量的SO42-、SO32-、Cl-等離子,其中Cl-的質量分數約為0.04。因此脫硫廢水如果得不到妥善處理,將會對環境造成嚴重影響。

        二、脫硫廢水預處理技術的分析

        預處理通常采用機械加速澄清池或高密度澄清池處理工藝,工藝系統在廢水的石灰軟化工藝上都有成熟的應用。這種工藝均通過化學沉淀、混凝的方法,去除水中的鈣、鎂、硅以及重金屬等高結垢成分,還能降低COD以及一些膠體污染物,保證后續工藝高回收率的要求同時,也可以極大降低后級膜處理工藝以及蒸發結晶工藝中的污染趨勢。具體表現為:(1)沉降池處理技術。沉降池主要起到預沉作用,脫硫廢水中含有的懸浮物含量很高,通過預沉池沉淀排泥可以減輕后續工藝運行排泥負荷,不僅可以保證后續化學沉淀的穩定運行,而且可以大大降低運行成本。沉降池一般設置8h停留時間,大量懸浮物在此去除通過排泥泵排放,懸浮物在這部分的去除率在70%左右。(2)化學沉淀處理技術?;瘜W沉淀主要是采用在脫硫廢水中加入化學藥劑的方法,來去除水中含有的懸浮物、硬度、硅化物、堿度和有害重金屬離子。目前國內主要應用廣泛的化學沉淀方法是三聯箱化學沉淀法。三聯箱化學沉淀法具體步驟如下:第一、廢水中和,在第1個箱中加入適量的石灰或者液堿將pH調至10.0左右,這樣能夠有效去除水中的金屬離子;第二、反應池沉淀,在第2個箱中加入TMT-15,主要用來去除汞、鉛等重金屬離子;第三、絮凝,在第3個箱中加入一定量的絮凝劑及助凝劑,目的是沉淀物形成大顆粒,增加沉淀效果;第四、濃縮澄清,在澄清池中將污泥沉淀物進行排放,經過污泥壓濾機后外運,上部是化學沉淀處理后的凈水。

        三、脫硫廢水零排放處理技術及其應用分析

        上述三聯箱工藝處理后的脫硫廢水不能滿足國家對廢水零排放的標準要求,以下就脫硫廢水的回用和零排放處理技術進行分析:

        1、脫硫廢水回用。隨著反滲透膜技術的日益成熟,現在反滲透膜能夠承受較高的COD、硬度和極高的含鹽量。這樣促使在脫硫廢水中應用反滲透膜技術具有很好的適用性,如高鹽水反滲透脫硫廢水回用技術,主要包括以下步驟:(1)預處理。在三聯箱工藝的基礎上進行改進后,去除脫硫廢水中的硬度、總硅,以保證后續主體反滲透設備的正常運行,提高使用壽命。(2)COD處理。脫硫廢水中含有較高的COD,這部分COD對后續的反滲透和蒸發結晶設備會產生污堵等影響,需要去除。目前可以采用生物處理和氧化處理方法去除COD。(3)高鹽反滲透處理。反滲透是在壓力的驅動下能夠高效截留大分子溶質、COD,從而獲取純凈的水。特制的反滲透膜能夠在較高壓力下運行,除去高含鹽量水中的溶質鹽得到純水,根據脫硫廢水特點,TDS在2萬~3萬,可以使用壓力在60bar下運行的高壓反滲透膜,通過反滲透得到的純凈的產水TDS僅在1000以下,回收率能夠達到70%左右,此部分水可以較好地融入除鹽水系統,達到脫硫廢水回用的目的。

        2、蒸發結晶零排放。脫硫廢水零排放是水處理一直追求的零污染或近零污染處理技術,較早脫硫廢水的零排放方法主要有:(1)脫硫廢水與飛灰混合,但是混合后大量鹽分轉入飛灰,導致飛灰很難二次利用;(2)蒸發池,其是采用自然蒸發減少廢水排放量的一種方法,美國有多個電廠采用此技術,適合處理較少水量、較高鹽分的水,蒸發池做防滲處理,但是由于蒸發池存在較多弊端,而且易引發不可恢復的水污染事故,目前我國已全面取締蒸發池的使用;(3)煙道蒸發,其是利用煙道氣預熱將脫硫廢水中的鹽分蒸發為固體的方法,此方法存在脫硫廢水不能完全蒸發造成煙道腐蝕穿孔的問題,嚴重影響煙道系統的穩定運行。上述傳統零排放工藝已很難滿足現行國家標準,目前脫硫廢水處理較好的方式是單獨進行MVR蒸發結晶得到固體物的方法,系統采用高壓反滲透再回用后,有70%左右的廢水被回用,大大降低了后續處理的規模,回用產生的濃水鹽分更高,TDS達到5萬~6萬,可以采用MVR蒸發濃縮器進一步進行蒸發濃縮。

        3、蒸發濃縮處理技術分析。蒸發濃縮是工業中非常典型的水處理技術之一,其被廣泛應用于化工、食品、制藥、海水淡化等領域。脫硫廢水可以采用多效蒸發或者MVR蒸發技術。多效蒸發技術采用新鮮蒸汽為加熱源,加熱第一效蒸發器促使廢水濃縮,利用第一效中蒸汽剩余的熱源加熱第二效蒸發器,這樣可以重復有效地利用新鮮蒸汽的熱能,提高加熱蒸汽的利用率,大大降低成本。MVR (機械蒸汽再壓縮)技術將蒸發器與蒸汽泵相結合,以消耗一部分高質能(熱能、機械能、電能等)為代價,通過熱力循環壓縮過程,把蒸發器出來的二次低溫位蒸汽轉移到高溫位蒸汽,再送至蒸發器的加熱室當作加熱蒸汽使用,使料液維持沸騰狀態,而加熱蒸汽本身則冷凝成水,其比較適合蒸發量較小、蒸汽使用量較小的蒸發器設備。

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