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摘要:依托石灰石濕法處理煙氣脫硫廢水,對環境保護起到了良好的促進作用。采用石灰石-石膏濕法煙氣脫硫廢水處理技術,有效控制了二氧化硫的排放,并提高了廢水深層處理經濟效益,全面降低了能源損失現象。主要結合石灰石-石膏濕法煙氣脫硫廢水的水質特征,闡明了我國脫硫廢水常規處理方式。
關鍵詞:脫硫廢水;處理技術;綜合利用;分析
隨著我國社會經濟的高速發展,人們生活質量水平得到了顯著提升,人們對于生活環境質量以及環保意識逐漸提高。這一舉措對我國脫硫廢水處理提出了更高的要求。石灰石-石膏濕法脫硫廢水處理技術具有效率高、穩定性強的特點,在電廠煙氣處理中應用較為廣泛。脫硫廢水水質成分較為龐雜,其中涵蓋了懸浮物、硫酸鹽、氟化物等多種污染物,這些第一類污染物對我國環境保護造成一定影響。隨著我國社會經濟的高速發展,人們對生活提出了更高要求,其中,針對脫硫廢水的處理,我國有關人員積極投入研究。如何結合實際情況,針對脫硫廢水展開有效處理,以此提高其利用性,實現環境保護,降低能源損失,是我國現階段有關人員的主要思考方向。
1脫硫廢水的水量、水質
1.1脫硫廢水的形成。為保障脫硫設施漿液循環系統的物料平衡,規避煙氣中含有的氯超過標準值,提高石膏質量,須從系統中排放一定的水量。廢水主要來自石膏脫水和清洗系統。廢水中的雜質主要有懸浮物、過飽和亞硫酸鹽、硫酸鹽和重金屬等,其中許多是國家環保標準中嚴格控制的一級污染物。
1.2影響脫硫廢水水量的主要因素。在物料平衡系統中,脫硫廢水的水力、煙氣所含有的氯化氫、氫氟酸、吸收塔漿液C1-濃度,這些都與脫硫水水質有直接關系。脫硫廢水處理過程中,C1-物料平衡如圖1所示[1-3]。結合圖1所示,可以通過公式得出相應脫硫廢水量如下:Qp·ρp+Qf0·ρf0=Qf1·ρf1+Qg·ρg×106+Qw·ρw(1)式中:脫硫用水量為Qp,L/h;脫硫用水中的氯離子質量濃度為ρp,mg/L:廢水的水量為Qw,L/h;脫硫廢水水量為Qw,L/h;氯離子濃度為ρw,mg/L;石膏產量為Qg,kg/h;石膏中Cl質量分數為ρg,%;進入吸收塔的煙氣量為Qf0,m3/h;進入吸收塔的煙氣Cl質量濃度為ρf0,mg/m3;離開吸收塔的煙氣量為Qf1,m3/h;離開吸收塔的煙氣Cl質量濃度為ρf1,mg/m3。Qp、ρp、Qf0、ρf0可在脫硫工藝原始資料中得到,出口煙氣、石膏的C1可視為零,進而式(1)演變為:Qp·ρp+Qf0·ρf0=Qw·ρw(2)依托式(2)可以得出,經過吸收塔內煙氣量,其閾值超過標準界限,廢水水量、煙氣所含氯化氫、氫氟酸,脫硫用水C1-濃度,塔內C1控制質量,都存在一定的直接性聯系。結合式2可以得出以下結論:(1)煙氣中的氯化氫、氫氟酸,將直接決定脫硫廢水的廢水量。其中,煙氣中的氯化氫、氫氟酸,主要源于機制燃煤,燃煤中的C1含量越高,煙氣所含質量越高,致使氯化氫、氫氟酸濃度不斷提高,所產生的脫硫廢水量也會隨之提高。鑒于此,在實踐處理中,有關人員應根據原煤中Cl(F)以及煙氣中的HC1(HF)的含量實施測定[4-5]。(2)吸收塔C1-的控制質量,將直接決定脫硫廢水水量。漿液中的C1-會直接導致石膏的質量下降,影響脫硫效率的同時,設備防腐性質量要求提高;如在漿液中C1-含量較低,廢水量就會較大,處理廢水的成本以及處理量都會直線提高。鑒于此,對于脫硫廢水的C1-質量,應將其控制并保持在0~20g/L,以此保障企業經濟效益。(3)脫硫廢水水量與脫硫工藝用水的Cl-質量濃度存在一定關系。脫硫工藝用水的Cl-質量濃度高,則會導致脫硫廢水量較大。鑒于脫硫工藝用水的Cl-質量濃度不超過0.1g/L,較脫硫廢水中的Cl-質量濃度而言,其濃度較小。因此,脫硫工藝用水的Cl-質量濃度,與脫硫廢水的水量有直接關系。通過公式的演算,不僅可以提高脫硫廢水處理效率,同時也可根據其水量進行針對性的處理,為我國生態環保建設提供有效力量。
2脫硫廢水處理方法
脫硫廢水是火電廠最難處理的廢水之一。目前,我國較常規的處理方法是確定脫硫廢水水質,針對所含污染物,進行原則性處理工藝。
2.1排至除灰系統。在處理廢水中,依托水力除灰系統,將脫硫廢水送至水力除灰系統,在此基礎上與灰漿一起處理。酸性脫硫廢水和水力除灰系統將液體熔融并中和灰水。針對干灰系統的電廠,若沒有設置脫硫廢水處理系統,可將脫硫廢水送至干灰場。此技術具有投資節約、操作簡便的優點,在實踐過程中具有一定的實用性,并可以減輕企業剛性支出。但由于其系統特性,導致管道出現腐蝕性,適用于沒有石膏副產品,綜合利用的濕法脫硫系統。
2.2化學沉淀技術。此技術在處理中,依托化學原理,通過中和、沉淀、混凝以及澄清四個環節。在處理過程中,中和、沉淀主要負責調節廢水的pH。其中,常用的堿性中和劑中,包括石灰以及石灰石。重金屬沉淀主要是通過加入堿中和反應廢水中的硫離子、有機硫促進Hg2+和Pb2-等離子體實現硫化物沉淀。現階段我國電廠處理脫硫廢水中,普遍采用tmt15硫化劑;在混凝、沉淀的環節中,主要負責剔除廢水中的懸浮物,利用絮凝劑實現混凝處理。而澄清的處理中,依托澄清池,將進入澄清池的廢水濃縮,進而形成重力沉降,上清液到達排放標準。此方式在我國應用較為廣泛,適用于對出水水質標準要求不高的廢水實施處理。該方式可以有效地降低脫硫廢水中的懸浮物。但在現階段我國沉淀技術處理中,處理后的廢水,其中鹽量成分較高,且C1-的含量可達到2%~4%,如直接排放,會對周圍生態環境造成一定的影響[6-7]。
2.3噴霧蒸發處理技術。脫硫廢水經預沉池初始分離后,廢液經過高壓泵的輸送,在除塵設置前的高溫煙氣中停留,由煙氣霧化器中的噴嘴霧化,稱為噴淋蒸發處理系統。在脫硫廢水處理過程中,廢水液底通過吸收煙氣,進而迅速蒸發形成蒸汽。廢水通過蒸發處理,其含有的雜質、粉灰都被電除塵器中的電機捕獲,與粉塵一起排放;在脫硫塔中,由于脫硫塔內設置噴淋冷卻功能,使得水冷凝進入了脫硫塔漿液循環系統。通過水分的加入,可以排入汽提塔漿液循環系統,從一定程度上全面降低需水量,對脫硫系統的處理起到了良好的提高作用。此技術在使用的過程中,利用電廠煙氣的特性,實現脫硫廢水零排放的目的,對我國工業化、現代化的建設而言,此技術存在深遠意義,具有較大工程應用價值。2014年6月,我國某電廠在2×600MW的機制上,進行了噴霧蒸發處理脫硫廢水試運行實驗。此處理技術在處理中,實現了設備少、投資輕、運行成本低、運行管理方便等優點,還在一定程度上達到了脫離廢水的零排放。但此技術在我國現階段脫硫廢水處理技術中,仍存在一定不穩定、不可靠因素。
2.4蒸發濃縮技術。蒸發濃縮技術主要通過四個環節(加熱、熱回收、排熱、附屬系統)實現廢水處理。首先,在加熱器中,流經換熱管的低壓蒸汽和循環鹽水經加熱沸騰后,依次進入各閃蒸室。蒸發的水蒸氣依靠除霧器和蒸發器上的非換熱管實現換熱和冷連接。在這一過程中,各級的蒸汽冷凝水,通過換熱管下收集的蒸餾水,有效地形成了固液分離。此項技術工藝較為簡單,且蒸發回水的水質量較為良好,但其脫硫廢水處理工藝成本較大,故此在實際電廠中,此方式較為少見。
2.5膜分離技術。膜分離作為一種比較新的液體分離技術,其高效性能,一直在電力、石化等領域得到廣泛的應用。我國教授針對脫硫廢水,提出了反滲透濃縮法的處理方法。在國外專家實驗中,采取了親水性、疏水性微薄膜,針對沉淀脫硫廢水展開了深度處理,通過實驗得出,經此技術處理,其水質符合該國污染物排放的標準。此技術較其他處理技術而言,其整體投資性較低,但其自身技術特殊性,對進水有一定需求,導致在進入膜反應系統前,有關人員需對廢水進行預處理,在實踐處理中較為復雜,且回收水整體水質較蒸發濃縮法差,無法實現廢水完全回收。
3結束語
社會現代化、工業化建設,為我國社會經濟建設提供了有力支撐。在我國大力提倡生態環境保護下,人們對于生態環境的質量以及生態環境保護意識逐漸提高,加之我國對環保業的大力發展,使我國廢水處理規范化、標準化。鑒于此,應全面提高廢水處理重視度。其中,我國針對脫硫廢水處理發展較為緩慢,多數電廠只是進行簡單的物化處理后直接排放,對環境造成一定污染影響的同時,浪費了大量的水資源。為了響應國家生態環境建設,提高廢水的綜合利用性,針對廢水處理,應進一步深度研究,全面提高脫硫廢水處理效果,是我國現階段諸多有關人員重點探析的方向。
作者:韓子華 單位:山東畜牧獸醫職業學院