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对石灰石-石膏湿法脱硫废水的产生和处理工艺的研究

放大字体  缩小字体 发布日期:2017-06-19  来源:环保节能网  编辑:环保节能网  浏览次数:47

北极星环保网讯:随着我国国民经济水平的高速发展,我国的火力发电企业也得到了快速的发展和壮大,伴随着科学技术水平的不断进步,石灰石-石膏湿法烟气脱硫也已更加的成熟。

脱硫废水

石灰石-石膏湿法烟气脱硫技术具有较高的脱硫效率,并且适应性很强,但其应用过程中会产生一定量的废水,那么在排放之前就必须对其有效的处理,确保其标准符合国家相应的要求。文章便深入研究了电厂应用石灰石-石膏湿法脱硫技术时脱硫废水的水质、来源和产生量,并介绍了处理这些脱硫废水的工艺和原理,同时制定了综合利用脱硫废水的有效对策。

石灰石-石膏湿法脱硫的技术原理就是借助于石灰石中的乳浊液将烟气中的二氧化硫吸收干净。这一技术对于煤的种类以及负荷的变化情况都有很好的适应性,并且也适用于高浓度二氧化硫和大容量机组的烟气脱硫系统。

石灰石浆液可以与二氧化硫产生化学反应生成亚硫酸钙并沉淀在吸收塔的底部,氧化风机会向浆池中送入空气促使亚硫酸钙氧化成石膏,之后石膏浆液排出泵送入石膏处理系统进行脱水处理,这一技术有非常高的脱硫效率,但运行过程中会产生一定量的废水,在排放之前必须对废水进行有效的处理,确保其符合国家所规定的排放标准的。

1脱硫废水的水质和处理工艺

1.1废水的来源和产生量

电厂的烟气中包含着大量的二氧化硫和少量的氟离子、氯离子等污染物,那么当脱硫液循环使用时,这两种离子的含量也会越来越多,脱硫液的ph值就会相应降低,同时还会出现材料和设备腐蚀加剧的现象,那么就很容易出现硫酸钙结垢的情况,还会大大的降低脱硫的效率以及石膏的质量。

氟离子能够与铝发生化学反应,那么石灰粉的溶解速率就会降低,也会降低石灰浆液中的有效成分。可见,要想充分的保证脱硫液的水质与实际脱硫工艺的要求相适应,那么就必须将产生的废水适当排出,脱硫废水还有一个主要的来源就是石膏脱水过程中产生的滤液。

通常情况下,应根据脱硫系统内氯离子的平衡情况来确定石灰石-石膏湿法烟气脱硫工艺系统的废水排放量,其具体的平衡公式为:脱硫系统补水量×补水氯离子浓度+脱硫系统入口烟气量×烟气氯化氢浓度=脱水系统废水量×废水氯离子浓度+脱硫系统出口烟气量×烟气氯化氢浓度+石膏量×石膏氯离子含量,而通常情况下,浆液系统中的氯离子浓度就应该是废水中的氯离子浓度,其大概数值为20000mg/L,烟气中带走的氯离子量为0,无游离水石膏中氯离子的含量约为0.002%-0.01%,其他的数值在设计文件中是有明确要求的,那么依据上述公式就可以计算出脱硫废水量的大概值。根据以往的经验,2×300MW机组产生的脱硫废水大概在8-12t/h的范围内,而1×600MW机组产生的废水量也是低于15t/h的。

当出现了如石灰石的质量较差或是烟气中灰分的含量过高等非正常的工况时,那么脱硫系统的正常运转肯定也会受到影响,在计算排水量就不止要考虑氯离子的影响。

1.2废水的水质和处理工艺

1.2.1脱硫废水的主要污染物及处理工艺

通常情况下,脱硫废水中所产生的杂质都是来源于烟气和脱硫剂的,脱硫废水中主要含有氟化物、硫酸钙、亚硫酸盐、氯化钙、灰尘以及铅、汞等一些重金属离子,而脱硫废水中的主要污染物则有铅、砷、COD以及各类悬浮物等。在对一些燃煤电厂进行监测时我们发现,脱硫废水的水质主要具有以下特点:ph值呈酸性,水中的氯离子、悬浮物和重金属离子的含量偏高,以某电厂为例,其废水水质的具体指标如下:

采用石灰石-石膏湿法脱硫系统后,其产生的废水中是含有溶解的重金属离子的,那么我们在处理脱硫废水时主要采用的就是物理和化学的方法来分离并中和废水中的可沉淀物质。电厂通常都应该具备一套单独的脱硫废水处理系统,系统中应包含中和箱、絮凝箱、废水排放箱、沉降箱、加药系统、浓缩澄清器以及离心式脱水机等结构。其废水的处理工艺流程应为:脱硫废水-中和箱-沉降箱-絮凝箱-浓缩池-出水箱-出水泵-排放或回收利用。

中和。脱硫废水的ph值一般都是酸性的,那么在处理废水时就应在中和箱中加入石灰乳,提升废水的ph值,确保这一值是符合废水排放的实际要求的,另外,在废水中加入石灰乳还可以促使重金属离子水解成氢氧化物沉淀,促使钙离子与氟离子发生化学反应形成氟化钙沉淀。

沉降。由于脱硫废水中是含有汞和铅等重金属离子的,那么在沉降箱中加入一些有机硫化物后,使其能够与离子态的重金属产生化学反应,生成一些络合物,从而顺利的进入到絮凝箱中。

絮凝和沉淀。在经过前两步的中和和沉降反应后,还是有大量的悬浮物存在于脱硫废水中的,那么为了促使悬浮的络合物形成更大颗粒的沉淀物,我们就应在絮凝箱中加入适当量的絮凝剂。实际的工作过程中,我们常用的助凝剂有高分子凝聚剂和石灰等,而常用的混凝剂有聚合三氯化铝、硫酸铝、硫酸亚铁和三氯化铁等物质。

浓缩和澄清。从絮凝箱中出来的废水接下来就会进入到浓缩池中,浓缩池中的主要设备就是浓缩澄清器,在重力的作用下絮凝体就会与水分离,那些密度偏大的浆液就会沉淀在浓缩池的底部并成为浓缩污泥,而密度较小的澄清水则会再次回到净水箱中,对其进行加酸处理后确保其ph值在6-9的范围内,之后使其流入到主体发电系的排水系统中,最后有一小部分的水会返回到ph调节箱中,用作下次处理的原料。压滤机会对排出的污泥进行脱水处理,之后外运并贮存。

1.2.2脱硫废水的水质

应用了上述的石灰石-石膏湿法脱硫废水的处理工艺流程后,对电厂所排出水的水质进行实时的监测,确保采用脱水处理工艺后的废水中各类污染物的浓度是符合《火电厂石灰石-石膏湿法脱硫废水水质控制指标》中对污染物的各项限值要求的。

2脱硫废水的回收利用

采用上面的处理工艺对石灰石-石膏湿法脱硫系统中产生的废水处理后,其废水的含盐量是很高的。因此,要想对这部分废水进行有效的回收利用,必须结合当地的具体特点。现产生的脱硫废水在正常情况是可以被利用的,还可以用作灰渣场的喷洒用水。

3结束语

综上所述,在石灰石-石膏湿法脱硫系统中,我们既然要严格的控制浆液中氟离子和氯离子的实际含量,那么就肯定要向外排放废水。而脱硫废水中主要含有氟化物、硫酸钙、亚硫酸盐、氯化钙、灰尘以及铅、汞等一些重金属离子,因此,我们应采用科学的处理工艺对脱硫废水进行处理,确保其各项指标是符合国家相关文件中的具体要求的,也应尽可能的对废水进行回收利用,尽量做到不外排。

延伸阅读:

燃煤电厂脱硫废水零液体排放技术的发展

烟气脱硫废水“零排放”技术应用

脱硫废水常规处理及零排放工艺介绍

 



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