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淺談燃煤電廠脫硫廢水*技術(shù)
目前，國(guó)內(nèi)外燃煤電廠脫硫廢水主要采用混凝沉淀處理工藝，水質(zhì)達(dá)到《火電廠石灰石-石膏濕法脫硫廢水水質(zhì)控制指標(biāo)》（DL/T997-2006）要求后直接排放或者送往灰場(chǎng)、渣場(chǎng)用作噴淋水。電廠脫硫廢水的排放關(guān)系到環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展，廢水*可以實(shí)現(xiàn)環(huán)境減排目標(biāo)和污水回用，對(duì)治理水污染和緩解水資源短缺困境有重要意義。本文從技術(shù)與管理雙重角度對(duì)*處理進(jìn)行了分析。
關(guān)鍵詞：電廠，脫硫廢水系統(tǒng)，*
1、前言
燃煤電廠脫硫廢水*可以實(shí)現(xiàn)環(huán)境減排目標(biāo)，保護(hù)生態(tài)環(huán)境，避免水體和地下水污染，對(duì)治理水污染有著重要的意義；也可以將工業(yè)廢水再利用，減少工業(yè)用水總量；將污水大幅度回用，節(jié)約水資源，緩解目前水資源嚴(yán)重短缺的困境；也可以將含有難降解的物質(zhì)固化，在解決工業(yè)污水處理難題的同時(shí)實(shí)現(xiàn)污染物回收利用。如果能夠?qū)崿F(xiàn)全部工業(yè)廢水的*，將會(huì)對(duì)水資源需求量大幅減少、環(huán)境負(fù)荷大量降低和生存環(huán)境大為改善，意義非同一般。
2廢水來(lái)源和水質(zhì)特點(diǎn)
電廠石灰石-石膏濕法脫硫過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生脫硫廢水。為了降低脫硫吸收塔石灰石循環(huán)漿液里的Cl-和F-這些離子的濃度，控制漿液對(duì)脫硫設(shè)備造成的腐蝕，排出煙氣里面經(jīng)由洗滌出的飛灰，由系統(tǒng)里面排出一些廢水。
排出的脫硫廢水中，Ca2+、Mg2+、SO42-等離子含量較高，其中Ca2+約1650～5500mg/L、Mg2+約3150～6200mg/L、SO42-約4500mg/L，且CaSO4達(dá)到過(guò)飽和狀態(tài)，在加熱濃縮后非常容易結(jié)垢。此外脫硫廢水中還含有Na+、Ca2+、Mg2+、K+、和F-、SO42-、Cl-、NO3-等離子。
脫硫廢水中的鹽分非常高，尤其是Cl-，且呈酸性，腐蝕性非常強(qiáng)，對(duì)設(shè)備及管道材質(zhì)防腐要求很高。隨著燃煤產(chǎn)地的變化，脫硫廢水中的成分也會(huì)出現(xiàn)非常大的變化。
3脫硫廢水預(yù)處理工藝
高濃度的脫硫廢水噴入爐渣中，通過(guò)爐渣吸收其中的重金屬和鹽，達(dá)到降低溶液中重金屬和氯鹽的濃度的目的，實(shí)踐結(jié)論告訴我們此方法確實(shí)有一定的功效，但是經(jīng)處理的出水中的重金屬、氯鹽含量還是很高，再次回用此溶液時(shí)，常常引起噴淋裝置的噴淋頭堵塞（鹽含量太高，蒸發(fā)結(jié)晶太快，引起堵塞）。
高濃度的脫硫廢水，經(jīng)過(guò)堿液處理（如Ca（OH）2等堿性溶液），大量重金屬生成鹽繼而沉淀，達(dá)到去除重金屬離子的目的，去除重金屬的溶液加入適量的鹽酸（HCL）調(diào)節(jié)溶液的pH值，使pH值在6～9之間，處理后的溶液經(jīng)過(guò)膜處理（滲透）排放或回收水，膜處理產(chǎn)生的廢水要做沉淀絮凝處理。
脫硫廢水進(jìn)入混合池后，要對(duì)池內(nèi)的石灰或其它堿性化學(xué)試劑進(jìn)行酸堿度調(diào)節(jié)，由于摻入堿性試劑，廢水的pH值增加，F(xiàn)e3+、Zn2+、Cu2+以及Cr3+這些重金屬離子發(fā)生化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生氫氧化物沉淀。在pH值上升到9.0～9.5之間，重金屬離子難溶于氫氧化物。
石灰乳漿液里面的Ca2+和廢水里面的F-二者互相反應(yīng)，產(chǎn)生難溶的CaF2，CaF2和As3+進(jìn)行絡(luò)合產(chǎn)生Ca（AsO3）2等難溶物質(zhì)。此時(shí)廢水里面含有Pb2+、Hg2+離子，摻入有機(jī)硫化物（TMT-15），讓它和Pb2+、Hg2+進(jìn)行反應(yīng)產(chǎn)生難溶的硫化物，而這些沉淀物溶解度均不高。
這些溶解物中依然含有許多細(xì)小而分散的顆粒物質(zhì)，此時(shí)加入一定量的絮凝劑，如FeCl3，使它們凝聚成大顆粒而沉積下來(lái)，在廢水反應(yīng)池的出口加入助凝劑，如PAM，來(lái)降低顆粒的表面張力，強(qiáng)化顆粒的長(zhǎng)大過(guò)程，進(jìn)一步促進(jìn)氫氧化物和硫化物的沉淀，使細(xì)小的絮凝物慢慢變成更大、更容易沉積的絮狀物，同時(shí)脫硫廢水中的懸浮物也會(huì)沉降下來(lái)。
絮凝后，廢水從反應(yīng)池溢流進(jìn)入裝有刮泥機(jī)的澄清器中沉積在底部濃縮成污泥，上部則為凈水。大部分污泥經(jīng)過(guò)廂式壓濾機(jī)壓濾進(jìn)行固液分離，形成的泥餅外運(yùn)處理，濾后液返回到脫硫廢水反應(yīng)池。上部?jī)羲ㄟ^(guò)澄清器周邊的溢流口自流到凈水箱，凈水箱設(shè)置了監(jiān)測(cè)凈水pH值和懸浮物的在線監(jiān)測(cè)儀表，如果pH和懸浮物達(dá)到排水設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)則通過(guò)凈水泵外排，否則將其送回廢水反應(yīng)池繼續(xù)處理，直到合格為止。
4脫硫廢水深度處理工藝
4.1廢水深處理工藝
使用“五級(jí)預(yù)熱+四效外熱式強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)結(jié)晶器”的多效蒸發(fā)處理工藝對(duì)脫硫廢水進(jìn)行固液分離。
具有下述工藝流程：
（1）脫硫廢水階段：預(yù)處理后的脫硫廢水經(jīng)過(guò)五級(jí)預(yù)熱，依次進(jìn)入1～4效蒸發(fā)器進(jìn)行蒸發(fā)濃縮結(jié)晶。脫硫廢水在四效蒸發(fā)器內(nèi)達(dá)到飽和并形成結(jié)晶鹽，四效蒸發(fā)器內(nèi)一部分帶懸浮結(jié)晶鹽的飽和液進(jìn)行固液分離，分離液送入四效蒸發(fā)器繼續(xù)蒸發(fā)結(jié)晶。
（2）蒸汽及冷凝水階段：一效蒸發(fā)器用來(lái)自電廠的動(dòng)力蒸汽減溫減壓后進(jìn)行加熱蒸發(fā)，動(dòng)力蒸汽冷凝水至三級(jí)預(yù)熱器對(duì)廢水進(jìn)行預(yù)熱，以進(jìn)行熱量回收。經(jīng)換熱后的一次蒸汽冷凝水返回電廠鍋爐的疏水箱回收利用。
（3）離心固液分離階段：由四效蒸發(fā)罐內(nèi)排出的帶有結(jié)晶鹽的固液混合物用鹽漿泵送入水力旋流器，將料液中固液比提高后送入離心機(jī)進(jìn)行固液分離。分離后的液體回預(yù)處理系統(tǒng)以去除蒸發(fā)濃縮生成的少量CaCO3、SiO2等沉淀物，zui后由預(yù)處理系統(tǒng)混凝沉淀去除。
（4）干燥階段：離心分離后的結(jié)晶鹽進(jìn)入振動(dòng)流化干燥床，干燥所有熱空氣利用一效蒸發(fā)罐二次蒸汽進(jìn)行加熱，無(wú)需采用新蒸汽或電加熱來(lái)預(yù)熱空氣，結(jié)晶鹽在振動(dòng)床內(nèi)，在振動(dòng)和熱空氣共同作用下移動(dòng)并干燥，干燥后的結(jié)晶鹽含水率小于0.3%，干燥后的結(jié)晶鹽（NaCl）可以達(dá)到90%以上，達(dá)到工業(yè)晶鹽的標(biāo)準(zhǔn)（DB33/T287-2000），可用于制革、制皂、冶金、紡織印染、制冰冷藏等工業(yè)，實(shí)現(xiàn)廢物利用，并減少固廢處理費(fèi)用。
（5）自動(dòng)包裝階段：干燥床排出工業(yè)晶鹽送入鹽料倉(cāng)儲(chǔ)存，定期采用自動(dòng)包裝機(jī)包裝后便于儲(chǔ)存和運(yùn)輸。
4.2污水處理后的檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)
4.2.1COD（化學(xué)需氧量）與BOD（生化需氧量）的影響
脫硫廢水中有機(jī)物的（COD）主要來(lái)自煤（主要成分為有機(jī)質(zhì)）、工藝水、石灰石及脫硫反應(yīng)生成物中的亞硝酸鹽、亞硫酸鹽等還原性物質(zhì)，而經(jīng)過(guò)研究調(diào)查發(fā)現(xiàn)亞硝酸鹽、亞硫酸鹽等物質(zhì)并不影響脫硫廢水處理工藝的各個(gè)步驟，屬于可回收水中的無(wú)危害成分。
而無(wú)機(jī)物中的（BOD）主要來(lái)源于污水中的氮氧化物，氮氧化物中NO不與水反應(yīng)，NO2與水反應(yīng)如下：3NO2+H2O=2HNO3+NO，其中NO、NO2和NO3-都不影響脫硫廢水處理的各項(xiàng)工藝。
4.2.2處理方案選擇
*，COD和氮氧化物通過(guò)提供足夠的氧氣便可以達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。而綜合調(diào)查研究計(jì)算污水處理中削減COD和氮氧化物的運(yùn)行成本可發(fā)現(xiàn)，供氧設(shè)備（鼓風(fēng)機(jī)、氣源、控制裝置等）的耗電約占污水處理廠全部電耗的50%～70%，電費(fèi)運(yùn)行成本約占40%～60%。再考慮對(duì)氧氣的消耗量以及其產(chǎn)生的相關(guān)費(fèi)用，我們決定不對(duì)COD和氮氧化物進(jìn)行處理。
4.3處理后的工業(yè)廢水標(biāo)準(zhǔn)
污水處理后有五大檢查標(biāo)準(zhǔn)，它們分別是COD、BOD、SS、NH3－N、TP。其中，COD為化學(xué)耗氧量、BOD指生化需氧量、SS指懸浮顆粒、NH3－N為氨氮含量、TP則為磷含量。
一級(jí)A——COD：50，BOD：10，SS：10
一級(jí)B——COD：60，BOD：20，SS：20
二級(jí)——COD：100，BOD：30，SS：30
三級(jí)——COD：120，BOD：60，SS：50
一般主檢這五大類，當(dāng)然處理后的污水色度透明，pH值在6～9是必須的，還有一些其它的檢項(xiàng)，一般很容易到無(wú)危害要求，但是一些特殊污水，有些針對(duì)項(xiàng)是必須做到處理后無(wú)害的，比如醫(yī)療污水中的大腸桿菌等，一些工業(yè)污水中的重金屬、有毒物質(zhì)等。一級(jí)的水處理是的，在一些主要屬性上已經(jīng)達(dá)到了我們?nèi)粘Ｉ钣盟乃疁?zhǔn)，所以一級(jí)水可以回收在生產(chǎn)生活中循環(huán)利用，經(jīng)濟(jì)又環(huán)保。
5工業(yè)廢水處理系統(tǒng)污泥處理
污泥以填埋為處置方式時(shí)，能運(yùn)用高溫好氧發(fā)酵或者石灰穩(wěn)定這些手段進(jìn)行污泥的處理，加入陳化垃圾或者粉煤灰就污泥實(shí)施改性。高溫好氧發(fā)酵完成后的污泥含水率不能高于40%。積極運(yùn)用石灰這類的無(wú)機(jī)藥劑對(duì)污泥實(shí)施調(diào)理，減少含水率，增強(qiáng)污泥的橫向剪切力。污泥作為建筑材料綜合利用的處置方式時(shí)，常運(yùn)用污泥熱干化或者污泥焚燒這些處理手段。
針對(duì)污泥熱干化來(lái)講，使用污泥熱干化工藝要和使用余熱進(jìn)行搭配，有效利用污泥厭氧消化之中帶來(lái)的沼氣熱能、垃圾或者污泥焚燒余熱、電廠余熱或者其他余熱當(dāng)成污泥干化處理的熱源；不適合使用一次能源當(dāng)成關(guān)鍵的干化熱源；積極預(yù)防熱干化會(huì)造成的安全事故問(wèn)題。
對(duì)于相對(duì)發(fā)達(dá)的城市而言，可運(yùn)用污泥焚燒這一工藝。倡導(dǎo)干化焚燒的聯(lián)用手段，增強(qiáng)污泥的熱能利用效率；建議污泥焚燒廠和垃圾焚燒廠進(jìn)行合建；基礎(chǔ)設(shè)施較好的地區(qū)可把污泥當(dāng)成低質(zhì)燃料在火力發(fā)電廠焚燒爐、磚窯中或水泥窯混合焚燒。
6結(jié)束語(yǔ)
在氣溫變暖大環(huán)境下，應(yīng)對(duì)氣候變化，減少溫室氣體排放已成為各國(guó)的重點(diǎn)工作。對(duì)于碳排放行業(yè)，工業(yè)和生活水處理系統(tǒng)雖然是影響較小的一個(gè)行業(yè)，但工業(yè)和生活水處理與人類生活密切相關(guān)，碳排放工程也越來(lái)越受到重視。目前各國(guó)針對(duì)污水處理及污泥處理處置過(guò)程溫室氣體排放研究很少，本文通過(guò)對(duì)廢水處理方案的設(shè)計(jì)，以期通過(guò)此法可以實(shí)現(xiàn)綠色*，使相關(guān)行業(yè)可以持續(xù)健康發(fā)展。