燃煤电厂脱硫废水零排放工艺研究郇政山

燃煤电厂脱硫废水零排放工艺研究郇政山

(陕西德源府谷能源有限公司陕西榆林719000)

摘要:现代化建设中,燃煤电厂在我国经济支柱产业中占据着重要地位,可以有效保证人们日常生活用电供应需求,对于推动我国经济长远发展发挥着重要作用。随着环保和节能政策的推广和实施,燃煤电厂的节水减污受到了国家和政府的高度重视,以不断提高水资源的有效利用率,促进企业经济效益不断增长。本文就燃煤电厂脱硫废水的来源和特点进行概述,对燃煤电厂常用的脱硫废水处理方法进行分析,提出燃煤电厂脱硫废水“零”排放的具体处理工艺,以真正实现废水“零”排放目标。

关键词:燃煤电厂;脱硫废水;零排放;废水处理;工艺

脱硫废水主要是锅炉烟气湿法脱硫(石灰石/石膏法)过程中吸收塔的排放水。为了维持脱硫装置浆液循环系统物质的平衡,防止烟气中可溶部分即氯浓度超过规定值和保证石膏质量,必须从系统中排放一定量的废水,废水主要来自石膏脱水和清洗系统。废水中的杂质除了大量的可溶性氯化钙(CaCl2)之外,还包括:氟化物、亚硝酸盐等,重金属离子如砷、铅、镉、铬离子等,还有不可溶的硫酸钙及细尘等.废水中主要超标项目是悬浮物、pH值、氟化物及锰离子,必须经过处理后达到国家相关的排放标准才能排放或者再回收利用。

现代电厂对脱硫废水一般采用中和-沉降-絮凝-澄清-污泥处理等常规处理工艺,处理后达到排放标准,系统运行基本正常。经过处理的脱硫废水,主要是降低脱硫废水的浊度、重金属和少量的硬度,但废水的含盐量没有明显降低。

目前对脱硫废水进行回用比较困难,主要原因是脱硫废水可回用的用水点较少且各用水点用水不稳定、用水量少,而且自从脱硝系统运行以来,脱硫废水中总会伴有氨味,影响用户使用。火力发电厂可接收脱硫预处理后的高含盐废水的用水点主要有:灰库、灰场、输煤系统和除渣系统。

在实际生产中,燃煤电厂脱硫废水零排放的运用,有利于减少污水排放量,具有良好的环境效益和经济效益,对于推动我国社会主义现代化建设具有重要现实意义。但是目前废水处理费用较高,运行难度大,设备检修频繁。

1燃煤电厂脱硫废水的来源

根据我国燃煤电厂的实际运行情况来看,石灰石一石膏湿法脱硫技术,是最常用、最可靠、效率最高的脱硫工艺,在其它国家的脱硫处理中应用也非常广泛。一般情况下,锅炉烟气湿法脱硫过程产生的废水主要是来源于脱硫塔排放废水,在进行湿法脱硫的过程中,煤的燃烧、石灰石的溶解等都会产生大量烟气、悬浮物和杂质,对水会造成一定污染。脱硫废水的主要成分有过饱和的亚硫酸盐、悬浮物和硫酸盐以及重金属,由于大部分物质都是国家环保标准中规定的第一类污染物,对环境污染严重较强,因此,必须对脱硫废水进行有效处理以后才可以排放。

2燃煤电厂脱硫废水的特点

在我国电力行业中,燃煤电厂占据了大量比例,燃煤机组容量达到了全国装机容量的80%,因此,为了保证电力充足供应,燃煤电厂的正常运行会产生部分脱硫废水及灰渣废水,使燃煤电厂存在用水量大、污水量大和排水量大等问题,给我国经济可持续发展带来严重影响。根据相关资料显示和研究分析可知,燃煤电厂脱硫废水的主要特点有如下几点:

2.1成分较多,水质变化较大

在经过煤的燃烧和烟气吸收以后,脱硫废水的成分会不断变化,含有钠离子、钙离子、氯离子、硫酸离子和各种重金属离子,成分较多,并且随着发电设备的不停运转,脱硫废水的水质会出现较大变化,造成严重水污染。

2.2盐含量较高

根据实际生产情况可知,脱硫废水含有较高的盐量,随着电力供应需求变化,含盐量也会发生很大变化,一般变化范围在每升三万毫克和六万毫克之间,与燃煤电厂的发电情况有着直接联系。

2.3悬浮物含量较多

我国市场经济体制下,脱硫废水的主要处理工艺使石灰石一石膏湿法脱硫,根据实际运行发电情况来看,悬浮物在脱硫废水的含量较多,最严重情况下,可达每升五万毫克,给燃煤电厂的正常运行带来极大影响。

2.4腐蚀性较强

由于脱硫废水的成分较复杂,含有较多酸性物质,具有较强腐蚀性,因此,在发电过程中,会对机械设备、管道造成了严重腐蚀,是燃煤电厂目前急需解决的重要问题。

2.5硬度强,易结垢

在运用石灰石和石膏进行脱硫处理以后,废水中会含有大量的镁离子、钙离子等,并且硫酸钙基本呈现饱和状态,一旦温度升高,脱硫废水很容易结构,具有较强硬度,使设备的使用寿命受到严重影响。

滤机压过滤之后,进行沉淀物的固液分离操作。在按照脱硫废水处理工艺的工序进行沉淀处理时,上部分的净水必须经过PH值检测和悬浮物含量检测达标后,才可以由净水泵向外排出,否则将按照混凝沉淀到综合处理的工序进行重新净化,以达到提高水资源利用率的目的。

3.燃煤电厂常用的脱硫废水处理方法

根据我国燃煤电厂的实际运行情况和石灰石一石膏湿法烟气脱硫处理工艺应用过程来看,一般要求将氯离子在浆液系统中的含量控制在每升二十克以下。在进行废水处理时,需要根据燃煤电厂脱硫废水的特点,选择正确的方法,将重金属和其他物质分离,最后对分离后的产物进行综合处理,以完成脱硫废水的整个处理过程。

目前,我国燃煤电厂常用的脱硫废水处理方法是混凝沉淀后综合处理,工艺工序有如下几个步骤:

3.1中和处理

根据我国脱硫废水处理相关规定和燃煤电厂的实际发电情况,进行中和处理,首先要将废水进人混合池,采用石灰石或其他碱性化学试剂,进行脱硫废水的PH值调整;然后进行中和处理的酸碱中和反应,除去相关离子物质。

3.2重金属分离

在进行脱硫废水的中和处理时,会有重金属氢氧化物生成,当PH值达到9以上,会生成更多难溶氢氧化物,同时有难溶酸性物质生成。为了将金属离子都分离开,再向剩余脱硫废水加人有机硫化物,可以生成相应的难溶硫化物质,从而达到除去重金属离子的目的。

3.3絮凝处理

在完成上述两个处理工序以后,还需要对脱硫废水进行絮凝处理,将废水中的胶体和其他物质除去。一般加人的絮凝剂有氯化铁,并且在出口地方加人相应的助凝剂,可以使胶体和其他物质形成的絮状物更易沉淀,同时加速其它氢氧化物和硫化物的沉淀,使脱硫废水中的悬浮物都得到相应处理,便于进行最后的综合处理。

3.4沉淀处理

经过上述处理以后,需要将剩余废水转移到其它设备,观察废水的处理情况,一般底部的污泥都由絮凝物沉积而成,经过厢式压滤机压滤之后,进行沉淀物的固液分离操作。在按照脱硫废水处理工艺的工序进行沉淀处理时,上部分的净水必须经过PH值检测和悬浮物含量检测达标后,才可以由净水泵向外排出,否则将按照混凝沉淀到综合处理的工序进行重新净化,以达到提高水资源利用率的目的。

脱硫废水零排放系统的固体废弃物主要包括来自脱硫废水预处理系统的污泥和结晶单元产生的结晶盐。预处理系统的污泥处置可以抛弃到灰场或送至垃圾填埋场处置。结晶盐品质受预处理深度的影响,如果采用常规处理系统,结晶盐中含有有毒有害的重金属化合物,必须作为危险固体废弃物送专业的固废处理中心处置,费用高。如果

采用充分软化的深度处理,结晶盐可以作为工业盐销售。固体废弃处置方案选择获得纯净的工业盐,最为经济可行。

4.燃煤电厂脱硫废水零排放处理工艺

目前,国内燃煤电厂脱硫废水大都采用上述简单的加药混凝沉淀处理后直接排放,出水中含有的大量的溶解性盐类直接排入地表水会严重影响水体质量,进而造成接纳水体的含盐量增高、淡水生物种群死亡、土地盐碱化等问题。即使排入市政污水厂,由于脱硫废水中几乎不含有机物,会造成生化池内微生物大量死亡,出水水质恶化,特别是对于有中水功能的的污水处理厂,这将使回用的中水水质下降,从而无法回用甚至外排则会破坏环境。

一般情况下,采用混凝沉淀和综合处理方法进行燃煤电厂的脱硫废水处理,只能将排放标准中的相关物质除去,但钙离子、钠离子等还会存留在废水中。与此同时,所需设备较多,导致脱硫废水处理的投人成本较高、设备使用寿命得不到有效控制,在实际运行中达不到预期效果,因此,需要不断创新处理工艺,提高脱硫废水处理技术水平。近期相关工作人员根据相关资料和先进技术经验,推出了燃煤电厂脱硫废水零排放处理技术,该处理工艺主要包括预处理阶段和深处理阶段两个部分,在预处理阶段中,要对脱硫废水进行两次混凝沉淀处理,而深处理阶段分为结晶单元蒸发和对产物进行分离干燥包装,可以实现脱硫废水处理的零排放,在燃煤电厂的实际生产中脱硫废水零排放处理技术具有长远的发展前景。

但是采用结晶蒸发深度处理后,生产的氯化钠盐产量较大,用户较少,处理费用较高,而且又无法大量存储,对废水的后续处理带来了难题。

本人通过对各种废水处理的工艺进行了总结,可以采用另外的深度加工处理,常规处理后的废水,再次采用分离方法,将预处理后的废水再进行加药处理然后进行分离,分离后的清水回脱硫工艺系统使用,而浓度很高的废水与粉煤灰、添加剂等进行混合,做成水泥块或陶粒,用于建筑行业或矿井路面铺设,或者用于灰场填埋(水泥块不宜分解)。一方面利用了电厂粉煤灰,另一方面又处理了脱硫废水,此方法简单实用,处理费用低,是个不错的废水零排放处理工艺。

电厂废水零排放实施后,不仅减少了水资源浪费,而且经过脱硫废水零排放处理以后,水耗量得到有效控制,使水污染程度不断降低,减少了燃煤电厂的成本投人,大大延长了脱硫废水处理设备的使用寿命,具有很大的社会效益和经济效益。

5.结束语

综上所述,随着经济全球化不断加剧,我国现代化建设中,水资源消耗量不断上升,因此,节水技术的不断研发,直接关系着人们的生活质量和社会经济效益,对于推动经济长远发展具有重要影响。燃煤电厂脱硫废水零排放处理工艺的提出,使水资源有效率得到不断提高,降低了企业成本,有利于提高企业的生产力,是发电企业节能降耗的重要手段,对于推动我国电力事业可持续发展发挥着重要作用。

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