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燃煤电厂脱硫废水处理探讨

2019-03-14 18:04:32 《基层建设》 作者:王伟

摘要:在燃烧燃煤的过程中,会产生很多对环境造成污染的气体或杂质,所以,在电厂系统中会增加一些处理设备,将这些有害物质进行清除,但是在清除的过程中,一些硫化物又会残留在水中形成脱硫废水,这些脱硫废水也会对环境造成一定的影响。本文作者结合自己的工作经验并加以反思,对燃煤电厂脱硫废水处理技术进行了深入的探讨,具有重要的现实意义。

关键词:燃煤电厂;脱硫废水;处理技术

随着社会的发展,科学技术的不断进步,不论是在人们的生活中,还是在企业生产中,都加大了各种电气设备的使用,从而需要更多的电力来保证这些设备的运转。而在我国,尽管目前电力行业在不断地发展水电或清洁能源电力,但燃煤机组依然占有非常大的比例。加强燃煤电厂脱硫废水处理技术研究与应用具有重要意义,能够更好地减少燃煤电厂对环境的影响。

燃煤电厂脱硫废水

1 脱硫废水的水质特点及影响因素

1.1 脱硫废水的水质特点

脱硫废水的成分及浓度对处理系统的运行管理有很大影响,是影响处理设备的选择、腐蚀等的关键性因素。脱硫废水一般具有以下几个特点。

(1)水质呈弱酸性:国外pH值变化范围为5.0~6.5,国内为4.0~6.0。

(2)悬浮物含量高,其质量浓度可达数万mg/L。

(3)COD、氟化物、重金属超标,其中包括第1类污染物,如As、Hg、Pb等。

(4)盐分含量高,含大量的SO42−、SO32−、Cl−等离子,其中Cl−的质量分数约为0.04。

1.2 影响脱硫废水水质的因素

脱硫废水的水质及水量主要受燃煤品质、石灰石品质、脱硫系统的设计及运行、脱硫塔前污染物控制设备以及脱水设备等的影响。

(1)煤是脱硫废水污染物的主要来源,煤种类的不同将会影响脱硫废水的排放量:高硫煤的燃烧会产生更多的二氧化硫,会增加脱硫剂的用量,增加脱硫废水的排放量;高氯煤的燃烧会增加烟气中氯的含量,进而增加脱硫浆液中的氯含量,为了防止脱硫系统的腐蚀,维持脱硫浆液中氯离子浓度在一定的水平,会增加脱硫浆液的排除,使脱硫废水的排放量增加。

(2)脱硫废水中的一部分污染物来源于石灰石,石灰石中的黏土杂质含惰性细微颗粒、铝及硅等物质。同时,石灰石是脱硫废水中镍和锌的重要来源。

(3)脱硫系统的设计及运行对脱硫废水水质的影响主要体现在添加剂的使用、氧化方式或氧化程度以及脱硫系统的建设材料等方面。研究表明酸性添加剂的使用对脱硫废水中的BOD5有很高的贡献率;氧化方式或氧化程度对脱硫废水中污染物的存在形式有重要影响,在强制氧化系统中或氧化充分的情况下,脱硫废水中的硒以硒酸盐的形式存在,而在非强制氧化系统中或是氧化不充分的情况下,硒以亚硒酸盐的形式存在,Se(Ⅳ)的毒性比Se(Ⅵ)大,但Se(Ⅳ)可以通过铁的共沉淀去除,而Se(Ⅵ)不易去除,只能通过生物处理的方法。耐腐性材料可以承受浆液中更高浓度氯离子的腐蚀,能增加脱硫浆液的循环次数,减少脱硫废水的排放量。

(4)脱硫塔前污染物控制设备的影响主要指除尘设备和脱硝设备的影响。目前,没有数据显示除尘效率的增加能明显的改善脱硫废水的水质:当电除尘器的除尘效率由99.8%提升至99.9%时,理论上脱硫废水的总悬浮颗粒物浓度会有略微下降,但是飞灰的细微颗粒可能会增加脱硫废水中挥发性金属的含量,因此除尘效率的增加可能会对脱硫废水中某些金属的含量产生重要影响。

2 当前脱硫废水处理技术分析

2.1 预处理过程

废水的预处理过程分为三个步骤:

(1)化学沉淀。

废水中含有大量的钙离子和镁离子,想要去除这两种离子,可以添加含有碳酸根或者氢氧根离子的药剂,使钙离子与镁离子形成沉淀物,降低废水的硬度。常用的药剂有碳酸钠以及氢氧化钠,两者都能使其形成沉淀物,相比于碳酸钠,氢氧化钠的来源广、药剂量少以及去除效果偏高。另外,根据所查资料,废水中的钙离子以及镁离子可以与烟气中的碳氧化物以及水蒸气发生反应,生产碳酸钙以及碳酸镁物质,这种技术充分利用了系统内部条件,不需要添加任何外部物质,有效节约了经济成本。

(2)混凝沉淀。混凝沉淀的目的是进一步去除废水中的杂质。废水经过预处理第一步后,仍然含有悬浮物。所以,第二步加入PAM 或者PAC,利用搅拌器,在一定的速度下迅速搅拌药剂和废水,两者充分融合,形成类似于雪花状的絮凝物质。该方法还是存在一定的劣势,尽管去除效果能力良好,但是质量较轻的悬浮物还是很难发生沉降效应。另外,搅拌速度是一个难题,过快会较早形成絮凝状物质,容易打碎;过慢难以沉淀。

(3)过滤。过滤的目的是进一步使固液分离,得到较为澄清的水质。工业废水一般采用过滤器或者膜过滤技术。过滤器是一种自动过滤技术,只需将处理过的工业废水送入过滤器即可,不过过滤器的效果一般。膜过滤是一种新型的技术,它的优势在于过滤效果良好,而且膜的孔隙很小,过滤微小悬浮物占据优势;劣势在于需要定期更换材料。

2.2 深度处理工艺

2.2.1 生物处理。生物处理是利用微生物处理可生物降解的可溶的有机污染物或是将许多不溶的污染物转化为絮状物。污染物的去除可通过有氧、无氧或缺氧段三种方式去除。一般电厂利用有氧方式去除BOD5,通过厌氧或缺氧的方式去除金属或是营养盐,微生物可以通过呼吸作用将硒酸盐或亚硒酸盐还原为元素态的硒,吸附在微生物细胞表面。

生物处理可以有效地去除脱硫废水中的硒(降至μg/L 级)、汞(降至ng/L 级)等重金属元素,但是其系统复杂,造价高且容易形成有毒的有机硒和有机汞,造成二次污染。

2.2.2 混合零价铁技术(HZVI)

研究发现,利用零价铁可以有效的减少废水中的硒酸盐或是亚硒酸盐的含量,但是随着反应的进行,铁表面容易钝化,影响零价铁的反应活性。后有学者将Fe2+引入零价铁处理系统,发现零价铁的反应活性有了明显提高。实验研究表明,混合零价铁技术对汞的去除效率达到99.99%(出水浓度<0.005μg/L),硒的去除效率达99.8%(出水浓度<7μg/L)。此外,与生物处理等技术相比,其运行费用较低。

2.3 零排放处理技术

在当前阶段的脱硫废水处理技术中,零排放处理技术是最先进的处理技术,在这一技术当中,根据处理方式的不同,可以将其分为两种类型:①脱硫废水和粉煤灰混合技术,在使用该技术对废水进行处理时,就是将废水当中的污染物质进行转移,从而使废水进入到粉煤灰中,这样在对粉煤灰进行运输时,会抑制粉尘的飘散。②蒸发池处理技术,利用该项技术对废水处理时,是利用高温,将废

水中的水分蒸发出来,从而降低废水的数量。这时就需要使用相应的方式对其进行处理,利用植物的蒸腾作用、键入喷雾蒸发设备等,使处理的效果会更好,同时需要投入的成本不是很高,因此,被很多燃煤电厂业主所喜爱。但是在利用这些提速方法时,往往还会对环境造成较小的影响,还需要进一步对其进行研究。

结束语

综上所述,在我国当前社会发展的过程中,尽管燃煤电厂在其中发挥出了重要作用,为社会提供了充足的电力能源。但在其运行的过程中,常常会产生一些脱硫废水,会对环境造成严重的影响,不利于我国可持续发展的建设。硫氧化物是造成我国生态污染的重点有害物质,在今天,尽管工业脱硫废水技术实现零排放技术还有一段距离,但是相信,在未来的明天,燃煤电厂能够有效控制硫氧化物的产生,对脱硫废水经过蒸发浓缩处理,实现零排放,还给我们一个干净的蓝天。

参考文献:

[1]刘秋生.烟气脱硫废水“零排放”技术应用[J].热力发电,2014,(12):114-117.

[2]朱元红,张元景.脱硫废水处理装置运行现状及优化建议探讨[J].化工管理,2017,(05):219.

[3]时宝兴.湿法烟气脱硫废水处理系统运行现状以及改进措施[J].资源节约与环保,2016,(08):22-23.

延伸阅读:

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