脫硫廢水常規(guī)處理及零排放介紹

文_秦斌 國家能源集團(tuán)泰州發(fā)電有限公司

石灰石的主要成分為CaCO3，含有各種雜質(zhì)如MgO、Fe2O3、Al2O3、SiO2等，這些雜質(zhì)是脫硫廢水懸浮物的主要組成。煤和石灰石中還含有少量重金屬，在呈弱酸性的脫硫廢水中具有較好的溶解性，而電廠的電除塵器對＜0.5μm的細(xì)顆粒脫除困難，造成很多重金屬在吸收塔洗滌過程中進(jìn)入FGD漿液內(nèi)富集，同時硒也是煤中極易揮發(fā)的有害痕量元素之一，在燃燒過程中幾乎全部揮發(fā)，在脫硫廢水中以+6價硒酸鹽的形式存在，具有很強(qiáng)的毒性。所以脫硫廢水存在很大的意義。

以下是某電廠脫硫廢水的水質(zhì)圖表

1 脫硫廢水常規(guī)處理原理及工藝流程

由于脫硫裝置漿液內(nèi)的水在不斷循環(huán)的過程中會富集重金屬元素、Cl-和微細(xì)的顆粒等，加速脫硫設(shè)備的腐蝕，影響脫硫效率，另一方影響石膏的品質(zhì)。因此脫硫裝置要排出一定量的廢水，進(jìn)入脫硫廢水處理系統(tǒng)，經(jīng)中和、沉降、絮凝、沉淀和脫水處理過程，達(dá)標(biāo)后排放至工業(yè)廢水調(diào)節(jié)池。

原廢水處理工藝系統(tǒng)由中和、沉降、絮凝、沉淀和脫水系統(tǒng)組成如圖1。

圖1 廢水常規(guī)處理工藝流程圖

1.1 中和反應(yīng)

首先來自脫硫系統(tǒng)吸收塔的廢漿液收集在廢水緩沖箱中，由泵送至廢水處理系統(tǒng)的反應(yīng)槽中和箱。中和箱內(nèi)加入定量的石灰乳，將廢水的pH值調(diào)升至9～9.7范圍，降低廢水的腐蝕性，同時使水中大部分重金屬以氫氧化物的形式沉淀出來，廢水中呈溶解態(tài)的氟化物以氟化鈣沉淀形式去除。氫氧化鈣藥液本身也可以起絮凝劑作用。廢水經(jīng)pH調(diào)整處理后可以改善后續(xù)絮凝、澄清處理效果，減少后續(xù)藥劑的投加量。

1.2 沉降反應(yīng)

有機(jī)硫化物藥液投加處理的目的是去除廢水中殘留的以及無法以氫氧化物沉淀形式去除的重金屬離子。通常脫硫廢水中重金屬離子以兩種不同形態(tài)存在：一種呈游離態(tài)，另一種以溶解的絡(luò)合物形式存在。游離態(tài)重金屬離子一般可以加氫氧化鈣沉淀去除，但因絡(luò)合態(tài)重金屬溶解物的溶度遠(yuǎn)低于其氫氧化物的溶解度，因此無法通過投加氫氧化鈣去除。為此只有通過尋求一種溶解度較絡(luò)合態(tài)重金屬溶解物溶解度更低的金屬沉淀物才能去除這類金屬，大部分重金屬的硫化物沉淀能滿足該要求。某些重金屬如汞和廢水中的氯離子形成的化合物不能通過加氫氧化鈣去除，但加硫化物能滿足要求。盡管大部分重金屬離子可以形成金屬硫化物沉淀，但形成金屬硫化物沉淀所用的硫化物（如硫化氫、硫化鈉）通常具有高毒性，且形成的的金屬硫化物沉淀常常是高分散的，極端情況下甚至沉現(xiàn)低沉降性或沉積的自然膠體狀。因此常采用有機(jī)硫化物，而有機(jī)硫化物（如TMT15）一方面無毒、環(huán)保，另一方面形成的沉淀物具有較好沉降性。

1.3 絮凝反應(yīng)

在絮凝系統(tǒng)中，通過升高pH值和加入聚鐵、有機(jī)硫進(jìn)一步除去水中的重金屬，通過pH值控制Ca（OH）2加藥。聚鐵和有機(jī)硫的加藥量通過調(diào)試確定，根據(jù)廢水量按比例加入。在沉淀系統(tǒng)中，加入助凝劑以便使沉淀顆粒長大更易沉降。

1.4 沉淀和脫水系統(tǒng)

懸浮物從澄清/濃縮箱中分離出來后，一部分稀污泥通過污泥循環(huán)泵返回中和箱，另一部份澄清水排入清水箱回收。澄清/濃縮箱底污泥輸送到壓濾機(jī)，制成餅狀，用卡車運(yùn)到灰場。

2 脫硫廢水零排放的原理及工藝流程

脫硫廢水零排放系統(tǒng)首先通過抽取吸收塔入口煙道內(nèi)高溫?zé)煔膺M(jìn)行廢水的濃縮，然后對濃縮后的廢水進(jìn)行調(diào)質(zhì)并進(jìn)行分離，最后對于分離出來的廢水輸送至干燥床進(jìn)一步進(jìn)行加熱，干燥床利用熱二次風(fēng)作為干燥介質(zhì)，將漿液濃縮干燥為含塵氣體進(jìn)入靜電除塵前煙道，與粉煤灰共同收集。

廢水零排放工藝（見圖2）系統(tǒng)由煙氣系統(tǒng)、濃縮系統(tǒng)、濃縮調(diào)質(zhì)、分離系統(tǒng)、漿液干燥系統(tǒng)組成。

圖2 脫硫廢水零排放工藝流程圖

2.1 煙氣系統(tǒng)

通過抽取脫硫塔前煙道中的高溫?zé)煔庾鳛檎舭l(fā)介質(zhì)（煙氣溫度110℃左右）， 高溫?zé)煔膺M(jìn)入濃縮塔后作為蒸發(fā)介質(zhì)，經(jīng)過廢水降溫噴淋后返回脫硫塔前煙道。為克服濃縮塔裝置的系統(tǒng)設(shè)備、煙道阻力，在濃縮塔上游原煙氣側(cè)設(shè)置兩臺離心風(fēng)機(jī)。煙氣經(jīng)過增壓風(fēng)機(jī)后進(jìn)入吸收塔，降溫噴淋至50℃左右后，返回脫硫塔前煙道，與原煙氣一并進(jìn)入吸收塔。

2.2 濃縮系統(tǒng)

煙氣從濃縮塔中下部進(jìn)入與通過濃縮塔內(nèi)的漿液循環(huán)泵的上部噴淋進(jìn)行廢水逆流接觸，在塔內(nèi)進(jìn)行蒸發(fā)，實(shí)現(xiàn)廢水的濃縮，廢水中的氯離子、硫酸根離子、鎂離子不斷富集。經(jīng)濃縮塔洗滌后的低溫飽和煙氣，通過除霧器除去霧滴后由濃縮塔上側(cè)引出，然后返回脫硫塔前煙道。

2.3 濃縮廢水調(diào)質(zhì)、分離系統(tǒng)

濃縮后的廢水，經(jīng)過消石灰加藥調(diào)節(jié) pH值，然后進(jìn)入澄清池處理，上部清液經(jīng)溢流后輸送至干燥系統(tǒng)，底部漿液由泵送至現(xiàn)有廢水車間濃縮澄清池，并最終通過壓濾機(jī)壓濾排固，壓濾后的固體在輸送至煤場進(jìn)行摻燒，實(shí)現(xiàn)廢水的零排放。

2.4 濃縮漿液干燥系統(tǒng)

從二次風(fēng)再循環(huán)管上抽取熱二次風(fēng)作為干燥介質(zhì)，通過熱風(fēng)風(fēng)機(jī)增壓后進(jìn)入惰性載體干燥床。運(yùn)行中保證床內(nèi)的惰性載體粒子處于流化狀態(tài)，將漿液噴涂在惰性粒子表面。與高溫?zé)犸L(fēng)進(jìn)行熱質(zhì)交換，干燥后的漿液通過惰性粒子之間的碰撞研磨后，從惰性載體表面脫落，被氣體攜帶離開干燥床，進(jìn)入靜電除塵器前煙道。利用靜電除塵器捕集后混入粉煤灰，實(shí)現(xiàn)廢水的零排放。

3 脫硫廢水零排放的對比

（1）脫硫廢水零排放造價成本高，設(shè)備系統(tǒng)復(fù)雜，后期維護(hù)成本遠(yuǎn)高于廢水常規(guī)處理的系統(tǒng)。

（2）廢水零排放節(jié)約了能源，在廢水排放中實(shí)現(xiàn)了高效率的資源利用。

（3）真正實(shí)現(xiàn)高鹽度脫硫廢水零排放，完全沒有污水排放，實(shí)現(xiàn)了機(jī)組的清潔高效。

（4）通過旁路煙道蒸發(fā)脫硫廢水，達(dá)到廢水零排放的要求，利用了高溫?zé)煔膺M(jìn)行蒸發(fā)，無需額外的熱源，運(yùn)行能耗低，實(shí)現(xiàn)了節(jié)能、環(huán)保的要求。

（5）廢水零排放實(shí)現(xiàn)了對吸收塔入口煙道的煙氣進(jìn)行部分處理，降低了煙氣中粉塵進(jìn)入吸收塔內(nèi)的含量，優(yōu)化了整個脫硫系統(tǒng)。

（6）由于通過煙氣的蒸發(fā)技術(shù)，減少了廢水的加藥環(huán)節(jié)，節(jié)約了成本。

4 結(jié)語

隨著國家對環(huán)保越發(fā)的重視，燃煤發(fā)電廠應(yīng)進(jìn)一步重視脫硫廢水的利用。通過廢水零排放的技術(shù)既保證了廢水的零排放，又減少了化學(xué)藥品的使用量，降低了廢水處理的成本。經(jīng)過理論和實(shí)踐，為企業(yè)提供了較經(jīng)濟(jì)可行的技術(shù)，達(dá)到了國家的“零排放”目標(biāo)。