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燃煤电厂湿法烟气脱硫废水处理技术研究

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  摘 要:介绍了脱硫废水的来源,从化学沉淀法、化学沉淀-微滤膜法、蒸发结晶法、流化床法和吸附法几方面,介绍了脱硫废水的处理技术。
  关键词:电厂脱硫废水;处理技术;零排放
   我国拥有丰富的煤炭资源,同时燃煤发电技术也比较成熟,具有比较高的稳定性,因此燃煤发电在我国电力产能中一直占有较大的比重。燃煤发电的问题在于,其会产生很多的污染物,如废气、废水等,其中废水的种类比较多,包括脱硫废水、酸碱废水以及循环冷却废水等。在这些废水中,最难处理的要数脱硫废水,这主要是由于其成分比较复杂,其中含有的污染物种类比较多。当前最为常用的脱硫废水处理方法是化学沉淀法,这是一种经济性非常好的方法,但是该工艺处理后的污水,并不能够保证全部达标,而且处理后的污水中,含盐量比较高,不经过再次处理就排放可能会造成二次污染。因此,近年来相关研究人员在脱硫废水的处理方面做了大量的研究,许多新技术被研发出来,基于此本文对燃煤电厂湿法烟气脱硫废水的处理技术进行分析。
  1 废水的来源和特点
  当前,燃煤电厂的烟气脱硫主要采用石灰石-石膏湿法烟气脱硫技术,这主要是因为这一技术具有脱硫效率高的特点,而且这一技术也比较成熟,具有较强的对水质变化的适应性。在应用这一工艺进行烟气脱硫时,烟气中的F-和Cl-会溶解到浆液之中,导致浆液中的F-和Cl-两种离子的浓度会升高,而这两种离子的浓度过高会对烟气脱硫的效率造成影响,这主要是由于以下两方面因素导致的:一方面,F-会和浆液中的铝联合,这会影响到石灰石溶解;另一方面,Cl-浓度的升高,会影响到脱硫的效率,还会降低石膏的品质,另外Cl-还会加剧管道的腐蚀。受到这一问题的影响,为了达到提高烟气脱硫的效率,并且保证系统正常运行,提高石膏品质效果,需要对浆液中的Cl-离子进行有效的控制,因此需要采取排除浆液的方法,这也就是脱硫废水的来源。在燃煤电厂的各种废水中,脱硫废水的占比是比较低的,但是其处理难度也是最大的,这主要是由于脱硫废水中污染物的种类多,含盐量也比极高,并且具有较高的浊度和硬度。
  2 脱硫废水处理技术研究现状
  2.1 化学沉淀法
  化学沉淀法具有运行简单、经济性好等方面的优点,当前脱硫废水处理中这种方法具有广泛的应用,这一方法的主要过程原理是通过加入石灰乳、硫化物和絮凝剂等,对废液进行中和、沉淀和絮凝,从而除去废水中的污染物质。通过应用这一方法进行脱硫废水的处理,能够获得较好的水质。这一方法存在以下问题:由于我国燃煤电厂所使用的煤种变化比较大,煤质差异比较大,因此在运行过程中,可能出现比较大的加药量偏差,导致处理后的水质不合格;另外,通过这一方法不能够去除掉废水中的Cl-。受到这两方面因素的影响,随着环保标准的不断提高,这种方法的应用前景比较一般。
  2.2 化学沉淀-微滤膜法
  化学沉淀-微滤膜法是建立在化学沉淀法的基础之上的,其使用微滤膜来对化学沉淀法处理过的废水进行再次处理,再次对废水中的重金属离子、和悬浮物等进行过滤,具有非常好的效果。应用这一方法时的主要问题,滤膜容易受到污染,当前主要的缓解膜污染的方式是,在废水中加入Fe盐和Al盐。通过应用这一工艺进脱硫废水的处理能够起到比较好的效果,处理后废水可以达到排放标准,而且整个工艺过程能够实现自动化。
  2.3 蒸发结晶法
  蒸发结晶法工艺最大的特点是,其能够实现废水的零排放。这一工艺在进行脱硫废水处理时,通过利用发电廠发电的余热,将进行过预处理的废水加热蒸发,并且在将水蒸气冷凝,获得纯净水。然后将剩余的浓溶液放入特定的反应器中,进行结晶,将废水中的重金属和可溶性盐等进行分离回收。蒸发结晶法通常不能够直接使用,而是要和其它工艺进行配合,如先利用化学沉淀法对污水进行预处理,然后在用蒸发结晶法进行深度处理,从而提高废水处理的效率。另外,这一方法能够实现资源的高效利用,冷凝的水和结晶产物等污水处理获得的产物,都可以进行再次应用。虽然说这一方法能够实现零排放,并且技术已经非常成熟,但是其存在设备复杂、运行成本高等问题,而且需要其它处理方法的配合,这些因素都对其进一步应用造成了制约。
  2.4 流化床法
  流化床具有处理废水中的一些重金属离子具有非常好的效果,流化床法主要包括三部分结构,分别是缓冲池、流化床和循环池。在工艺过程中,脱硫废水首先要经过缓冲池,进行缓冲处理,然后进入流化床,在流化床中,主要加入Mn2+、Fe2+和氧化剂,如双氧水和高锰酸钾等,在强氧化剂的作用下,Fe2+、Mn2+会形成Fe(OH)3和MnO2,这两种物质对于重金属离子有着比较强的吸附能力,随着其表面吸附的重金属离子越来越多,最终会沉淀。之后污水进入循环池,如果达到排放标准即可排放,否则将再次进入流化床,再次进行净化。这一方法的问题是功能比较单一,而且效果受到酸碱度的影响比较大,通常不能够单独进行使用。
  2.5 吸附法
  吸附法是采用多孔吸附剂来吸附废水中的污染物,来实现污水的净化的,其在去除污水中的盐离子以及大分子有机物方面具有非常好的效果。尤其是能够对重金属离子进行吸附,实现固液分离,从而去除水中的重金属离子。吸附剂的种类不同,对于不同重金属离子的去除率也不同,如应用零价铁粉为主的多孔材料作为吸附剂,对脱硫废水进行处理,可以实现对汞和硒的100%去除。吸附法的优点在于,其成本低,而且对设备的要求也不高,在处理效果上,能够有效的去除有机大分子和重金属。但是问题是,不同种类的吸附剂对于污染物的吸附效果不同,而且难以确定最佳的使用条件,另外吸附剂还可能和废水中其它离子结合,导致其去除重金属离子的能力下降。
  参考文献:
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  [2]叶春松,黄建伟,刘通,等.燃煤电厂烟气脱硫废水处理方法与技术进展[J].环境工程,2017(11):15-18+56.
  [3]孙少鹏,朱文中,蒋文,等.燃煤火力发电厂脱硫废水处理技术的研究[J].节能与环保,2015(9):62-64.
  作者简介:鲍丽洲(1990-),男,汉族,江苏泰州人,本科,助理工程师,研究方向:火电厂除灰脱硫。
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