脱硫废水处理工艺流程 三种脱硫废水零排放工艺流程

为了维持脱硫装置浆液循环系统物质的平衡,防止烟气中可溶部分即氯浓度超过规定值和保证石膏质量,必须从系统中排放一定量的废水,废水主要来自石膏脱水和清洗系统。废水中含有的杂质主要包括悬浮物、过饱和的亚硫酸盐、硫酸盐以及重金属,其中很多是国家环保标准中要求严格控制的第一类污染物。

1)废水中和反应池由3个隔槽组成,每个隔槽充满后自流进入下个隔槽,在脱硫废水进入第1隔槽的同时加入一定量的石灰浆液,通过不断搅拌,其pH值可从5.5左右升至9.0以上。

2)使用重金属沉降剂,重金属沉淀Ca(OH)2的加入不但升高了废水的pH值,而且使Fe3+、Zn2+、Cu2+、Ni2+、Cr3+等重金属离子生成氢氧化物沉淀。一般情况下3价重金属离子比2价离子更容易沉淀,当pH值达到9.0~9.5时,大多数重金属离子均形成了难溶氢氧化物。同时石灰浆液中的Ca2+还能与废水中的部分F-反应,生成难溶的CaF2;与As3+络合生成Ca(AsO.3)2等难溶物质。此时Pb2+、Hg2+仍以离子形态留在废水中,所以在第2隔槽中加入有机硫化物(TMT—15),使其与Pb2+、Hg2+反应形成难溶的硫化物沉积下来。

3)絮凝反应

经前2步化学沉淀反应后,废水中还含有许多细小而分散的颗粒和胶体物质,所以在第3隔槽中加入一定比例的絮凝剂FeClSO4,使它们凝聚成大颗粒而沉积下来,在废水反应池的出口加入阳离子高分子聚合电解质作为助凝剂,来降低颗粒的表面张力,强化颗粒的长大过程,进一步促进氢氧化物和硫化物的沉淀,使细小的絮凝物慢慢变成更大、更容易沉积的絮状物,同时脱硫废水中的悬浮物也沉降下来。

4)浓缩/澄清絮凝后的废水从反应池溢流进入装有搅拌器的澄清/浓缩池中,絮凝物沉积在底部并通过重力浓缩成污泥,上部则为清水。大部分污泥经污泥泵排到灰浆池,小部分污泥作为接触污泥返回废水反应池,提供沉淀所需的晶核。上部净水通过澄清/浓缩池周边的溢流口自流到净水箱,净水箱设置了监测净水pH值和悬浮物的在线监测仪表,如果pH和悬浮物达到排水设计标准则通过净水泵外排,否则将其送回废水反应池继续处理,直到合格为止。

燃煤发电机组因燃煤会产生大量含二氧化硫烟气,常用湿法脱硫来处理。湿法脱硫效率较高、反应速度快、脱硫剂利用率高,工程上常用石灰石做脱硫剂。但是,此法有较大的废水处理问题。脱硫废水水质复杂,主要含有悬浮物、硫酸盐、过饱和的亚硫酸盐、以及重金属等杂质,很多是国家环保标准中严格要求控制的第一类污染物,已成为燃煤电厂最难处理的废水,是实现燃煤电厂废水零排放的关键。面对一直以来脱硫废水处理成本高、难度大,传统脱硫废水处理技术工艺操作复杂、效率低下等问题,探索有效且经济的脱硫废水零排放工艺迫在眉睫。

目前国内已有多个脱硫废水零排放工程已运行或正在实施建设。与脱硫废水零排放工艺相关的技术较多,主要包括预处理(除重金属、硬度等)、膜浓缩减量以及蒸发结晶、烟道蒸发、低温闪蒸、浓液干燥等技术。通常情况下,采用一种或几种技术组合使用,如图-1所示。

脱硫废水零排放处理系统主要分为如下三种工艺流程:(1)预处理→膜浓缩→蒸发结晶工艺;(2)预处理→膜浓缩→烟道蒸发工艺;(3)低温闪蒸→浓液干燥工艺。

1.预处理→膜浓缩→蒸发结晶工艺

工艺流程如下图:

脱硫废水经过预处理除去重金属、钙镁等结垢离子,出水进入管式膜过滤系统或陶瓷超滤膜去除悬浮物,以满足后续膜法处理的进水要求,采用纳滤(NF)分盐,将纳滤浓水返回至预处理系统,纳滤产水采用DTRO碟管式反渗透系统或MBC正渗透系统进行膜浓缩,以减少后续蒸发结晶系统的进水量,进而减少整个零排放处理系统的投资。蒸发结晶系统采用MVR或多效蒸发结晶器,以降低运行能耗。结晶器中产出的盐主要为NaCL,其纯度可大于97.5%,达到工业盐干盐二级标准,结晶盐可以外售。具体联系污水宝或参见http://www.dowater.com更多相关技术文档。

2.预处理→膜浓缩→烟道蒸发工艺

工艺流程如下图:

脱硫废水经过预处理除去重金属、钙镁等结垢离子,经过膜法浓缩减量后进入烟道喷洒蒸发。预处理和膜浓缩系统与上述第一种工艺相似,不同的是,根据浓缩液后处理选择的方式不同,系统不产生结晶盐,无需加纳滤进行分盐。

膜浓缩系统的产水直接回收利用,浓缩液进行烟道蒸发,利用高温烟气将雾化后的废水液滴蒸干,废水中的污染物形成细小固体结晶随烟气中的灰尘进入电除尘器被电极扑捉,进入除尘器灰斗外排,从而除去污染物,系统无结晶盐的产生,部分水份在脱硫塔中重新凝结被回收利用,最大程度节水节能,达到脱硫废水的零排放,目前烟道蒸发工艺主要分为主烟道蒸发和旁路烟道蒸发两种技术。

3.低温闪蒸→浓液干燥工艺

工艺流程如下图:

脱硫废水不需预处理系统,直接利用低温烟气的热量对脱硫废水进行预热,而后经过多效闪蒸浓缩,浓缩物浓度可在线自动可调,浓缩后的浓液进入流化表面干燥机蒸发干燥,产生的粉尘及水蒸气随烟气引入电除尘前烟道,利用电除尘捕捉氯离子和其他固态颗粒及金属元素,蒸发的水蒸汽进入脱硫塔。闪蒸浓缩过程中产生水蒸汽,经过凝结后可回收至脱硫工艺水或其它用途补水。

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