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燃煤電廠濕法脫硫廢水深度處理工藝

發布時間:2019-10-7 8:39:35  中國污水處理工程網

  由于脫硫廢水中的高濃度鹽、高氯根、高濃度重金屬等均來自煤源,若脫硫廢水回用煤場噴淋,會導致高濃度鹽、高氯根在系統內聚集,可能帶來其他不利影響。因此,對于燃煤電廠的脫硫廢水要實施處理后回用,實現電廠真正的廢水零排放,就必須對其做進一步的深度處理。

  在濕法脫硫中,脫硫吸收塔需要排除一定量的脫硫廢水,該廢水中含有大量的懸浮物、鈣鎂離子、鹽類物質、重金屬、氯化物等,這些成分含量主要受到脫硫工藝的影響,因而脫硫廢水深度處理工藝的選擇得到了廣泛的關注,成為燃煤電廠鍋爐煙氣濕法脫硫研究的重點內容。

  一、脫硫廢水深度處理技術

  1、結晶技術

  目前效率最高的結晶系統是強制循環結晶器,強制循環結晶器適合用在容易結垢液體以及高黏度液體中,非常適合用于鹽溶液的結晶。

  其工藝流程如下:現將高濃度鹽水通過泵從底部打入結晶器中,使其與正在循環中的濃鹽水混合,在鹽鹵循環泵的推動作用下進入管殼式加熱器;之后循環鹵水由切線方向進入到結晶器中,實現連續結晶作用;小比例的鹵水被蒸發,鹵水內產生晶體,其中大比例的鹵水被循環到加熱器中,小股水流被抽送到脫水干燥設備,從而實現晶體的風力;

  經過除霧器將蒸汽中的雜清除掉,經過壓縮機對其進行加壓后再加熱器的換熱管外冷凝成蒸餾水,與此同時,將潛熱加熱管中的鹵水釋放出來。蒸餾水可以作為高品質用水工藝的補給水,晶體產物可以實現回收利用,可以制作成硫酸氨或者食鹽等。

  2、膜濃縮法

  膜濃縮法分離技術主要有微濾、超濾、納濾、反滲透以及正滲透等工藝。就目前情況來看,膜濃縮法被廣泛的應用在脫硫廢水處理中,在應用常規廢水處理之后的廢水,可以利用反滲透和正滲透的工藝對其進行深度處理。

  其中反滲透主要指的是在壓力的作用下,利用半透膜將水中的各類膠體物質、無機離子等截留下來,以此獲得較為純凈的水,同時還可以用在大分子有機物溶液中的預濃縮。反滲透工藝能夠將廢水中的無機離子、有機物等雜志去除掉,從而獲得高質量的潔凈水。

  正滲透工藝就是利用半透膜,在自然滲透壓差的基礎上,將水分子從待處理的高寧都的鹽水中自然的擴散到汲取液中,同時將原水中的其他溶質截留,之后利用其他工藝將水從被稀釋的汲取液中分離出來,從而獲得純凈水。

  3、蒸發濃縮技術

  蒸發濃縮技術是目前脫硫廢水深度處理的主要技術之一,包括多效強制循環蒸發(MED)、機械蒸汽再壓縮(MVR)和低溫常壓蒸發結晶技術等。多效強制循環蒸發是以生蒸汽進入的那一效作為第一效,第一效出來的二次蒸汽作為加熱蒸汽進入第二效……依次類推。

  多效蒸發技術是將蒸汽熱能進行循環并多次重復利用,以減少熱能消耗,降低運行成本。機械式蒸汽再壓縮作為一種節能減排的工藝能夠實現脫硫廢水的零排放,機械蒸汽再壓縮技術(MVR蒸發器)相對于多效蒸發結晶技術,能夠充分利用以往廢棄的蒸汽,同時能耗得以降低。

  4、預(軟化)處理工藝

  脫硫廢水預(軟化)處理工藝包括去除懸浮物及降低硬度。去除懸浮物主要采用混凝澄清工藝,降低硬度主要依靠投加石灰及碳酸鈉。石灰可以去除碳酸鹽硬度,碳酸鈉可以去除鈣離子。

  若脫硫廢水中鎂離子含量高,投加氫氧化鈣引入的鈣離子量就大,導致碳酸鈉加入量增大,由于碳酸鈉藥劑費用高,脫硫廢水運行成本會顯著升高。為節約運行成本,有時選用氫氧化鈉替代石灰,以降低鈣離子引入量。

  預(軟化)處理一般采用下列工藝:經旋流器后的脫硫廢水可先經過預沉淀處理,將脫硫廢水中懸浮物由15000mg/L以上降至5000mg/L以下,為后續混凝、澄清、軟化處理創造條件。為保證預沉淀效果,預沉池一般設置兩套,單臺容積不低于脫硫廢水8h停留時間。

  曝氣調節池具有氧化、水質、水量調節功能,一般設置兩套,單套容積不低于16h脫硫廢水設計處理能力。脫硫廢水水質、水量與燃燒煤種、脫硫工藝水質、鍋爐負荷及吸收塔維持氯離子濃度等因素有關,水質、水量調節可保證設備安全、穩定、連續運行。預沉池沉淀的懸浮物及混凝澄清排泥,可通過污泥泵打至濃縮池、板式壓濾機固化處理。具體聯系污水寶或參見http://www.zznpho.icu更多相關技術文檔。

  二、脫硫廢水深度處理工藝分析和選擇

  根據國內外的脫硫廢水深度處理來看,深度處理技術基本上都是采用蒸發結晶工藝。因為膜法預處理需要消耗很長的時間,一旦系統中不論哪一個環節出現問題,都會導致整個系統停止運行,而蒸發結晶工藝流程短、運行穩定,其可靠性和對原水變化的適應性遠大于膜濃縮法。

  根據國內外脫硫廢水處理項目發現,脫硫廢水的水質情況非常復雜,利用膜濃縮法的可行性是非常低的,因為膜濃縮法預濃縮還存在很多的不足,如威立雅這些國家大企業都是采用蒸發結晶工藝,并沒有使用膜濃縮法。

  三、脫硫廢水深度處理工藝選擇需要注意的問題

  1、脫硫廢水量的確定

  脫硫廢水處理能力直接決定了設備投資費用。在其他條件一定的情況下,脫硫廢水排放量主要取決于脫硫系統吸收塔正常運行時所控制氯離子濃度,控制吸收塔氯離子濃度越高,脫硫轉機設備及系統的腐蝕越嚴重,石膏含水率及氯離子含量高,并影響石膏脫水系統正常運行等。

  控制吸收塔氯離子含量控制越低,脫硫系統廢水排放量越高,深度處理設備造價越高。一般情況下,脫硫系統設計氯離子濃度控制在15000-20000mg/L之間。經現場試驗,當脫硫吸收塔氯離子濃度低于12000mg/L,石膏質量滿足JC/T2074-2011《煙氣脫硫石膏》三級石膏含水率標準。

  當脫硫吸收塔氯離子濃度控制在12000mg/L以上時,石膏含水率已超標,氯離子濃度在15000mg/L時,已嚴重影響石膏脫水系統的正常運行。因此,脫硫系統的廢水排放量,需要通過對鍋爐設計(校核)煤種、模擬脫硫工藝水質、設計石灰石成份等各種因素綜合分析核算確定。

  2、脫硫劑石灰石中氧化鎂含量對脫硫廢水深度處理運行成本的影響

  脫硫廢水中的鈣鎂離子對反滲透、蒸發器(正滲透)、結晶器運行影響很大,必須在預(軟化)處理工藝中去除。當脫硫廢水中的鎂離子含量為在1796mg/L-9000mg/L之間時,深度處理噸水運行成本在23.58元-76.8元之間。脫硫廢水鎂離子含量與鍋爐燃煤種類、脫硫工藝水質、石灰石中的鎂含量以及脫硫吸收塔維持的氯離子濃度有關,在燃燒煤種、工藝水質及脫硫吸收塔維持氯離子濃度一定的情況下,脫硫廢水鎂離子含量主要來源于石灰石中氧化鎂,脫硫吸收劑石灰石中氧化鎂含量一般在0.42%-2.78%之間。

  3、脫硫廢水水質變化

  脫硫廢水的成份變化較大,與鍋爐負荷、燃煤種類、脫硫劑質量以及工藝水質均有較大關系,無法提供較為精確的設計水質,因此需要脫硫廢水深度處理系統對水質的波動要有較強的適應性。

  4、脫硫廢水水量的變化

  脫硫廢水的瞬時排放量主要是根據脫硫系統的運行工況而定,因此脫硫廢水排放量不是恒定值,需要建立較大的緩沖池,避免深度處理系統受到廢水流量波動的沖擊。

  5、設備檢修時的廢水儲備

  考慮到脫硫廢水深度處理系統的正常檢修及事故處理,需要建立事故漿液池,事故漿液池的大小,應根據設備檢修周期及時間、正常維護工作量等確定。深度處理若采用膜減量工藝,廢水儲備池容積可適當減小。

  6、納濾分制鹽處理工藝

  納濾是具有納米級孔徑的分子級分離技術,膜本體帶有電荷,它在很低壓力下具有截留相對分子量數百物質的能力,納濾膜對二價或高價離子,特別是陰離子的截留率比較高,可大于98%納濾系統具有截留二價離子透過一價離子的特點,通過納濾膜可實現廢水中二價離子和一價離子的分離,回流至曝氣調節池,經過澄清系統加藥進一步沉淀去除。

  結語

  隨著對環保要求的不斷提高,對脫硫廢水深度處理,實現廢水零排放已經勢在必行。通過上文分析和比較,采用蒸發結晶技術能夠實現對脫硫廢水零排放處理,工程應用前景廣闊。(來源:基層建設 作者:高杰敏)

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