火電廠脫硫廢水處理的技術(shù)管理和水質(zhì)控制

蓋永浩 楊超 耿萬東

摘 ?要：電能和空氣污染的嚴重短缺是制約我國經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵因素之一。節(jié)水和綠色制造對于我國經(jīng)濟的持續(xù)發(fā)展具有重要的戰(zhàn)略地位。能源工業(yè)存在產(chǎn)水率高，煙氣脫硫廢水含鹽量高，脫鹽難度系數(shù)高的問題。近年來，隨著我國逐步提高工業(yè)生產(chǎn)廢水標準，尤其是火力發(fā)電廠的環(huán)境保護標準，所有煙氣脫硫廢水都在發(fā)電系統(tǒng)中得到再利用。“零排放”的完成將成為能源行業(yè)的節(jié)能降耗唯一的辦法。

關(guān)鍵詞：脫硫;廢水處理;管理控制;

前言：

我國擁有豐富的自然資源，尤其是煤炭能源，其年產(chǎn)量一直居世界前列。但是由于在其他能源中，煤炭約占80%。從調(diào)查結(jié)果可以看出，空氣中的硫酸鹽是由于煤的燃燒不足引起的。因此，更嚴重地污染了自然環(huán)境。在2017年全國安全生產(chǎn)工作會議上明確指出，2017年我國二氧化硫的排放量比2016年降低3%。這也明確提出了對排放二氧化硫大戶的火力發(fā)電廠的更高規(guī)定。電廠氣體反硝化系統(tǒng)的穩(wěn)定性明確提出了更高的規(guī)定。

1電廠廢水的類型及解決方案和再利用方法

1.1循環(huán)水排污水

電廠冷卻循環(huán)水是用于發(fā)電機組冷卻的冷卻水，占電廠總需水量的60%以上。電廠的冷卻循環(huán)水系統(tǒng)在開放式循環(huán)系統(tǒng)中更為常見。由于不斷的揮發(fā)，泄漏和濃縮，產(chǎn)生了含Ca2和Mg2的低溫等離子體鹽，這導(dǎo)致純水的電導(dǎo)率增加，從而導(dǎo)致管道的堵塞和腐蝕，并減少了傳熱影響。在這一階段，濃縮脫鹽的方法主要用于解決冷卻循環(huán)水污水處理水的問題。采用“預(yù)處理（軟化+混凝+澄清）和深度脫鹽”的循環(huán)工藝，去除冷卻循環(huán)水污水處理水中的正離子。為了更好地減少混凝土過程中的藥泥量，開發(fā)并設(shè)計了“高效電絮凝深度脫鹽”處理技術(shù)，以降低膜分離技術(shù)系統(tǒng)結(jié)垢的風險。脫鹽后，可將冷卻循環(huán)水污水處理水用于冷卻循環(huán)水系統(tǒng)和有機化工水系統(tǒng)中進行增濕補濕，將所得濃縮水可以用于煙氣脫硫除渣系統(tǒng)用水。

1.2有機化學(xué)水處理及精密溶液系統(tǒng)的排水

有機化學(xué)水處理和精制系統(tǒng)排水管道的關(guān)鍵包括加熱爐輔助水系統(tǒng)和冷凝水精處理系統(tǒng)，陽離子樹脂強酸和強堿再生廢水，RO反滲透（RO）濃縮水以及系統(tǒng)的清潔排水。強酸強堿再生廢水采用中和法將pH值調(diào)節(jié)至6-9，并將溶解后的水輸送到回用冷水箱中。對于重金屬離子和懸浮物（SS）成分不合格的廢水，采用斜板沉淀池中的沉淀方法處理。RO濃縮水鹽度高，采用有機化學(xué)脫鹽，電吸收等方法進行脫鹽。有機化學(xué)系統(tǒng)清洗排水管道的鹽度低，采用“強酸強堿調(diào)節(jié)斜板式沉淀池的沉淀回應(yīng)”的處理技術(shù)進行溶解后的回收。有機化學(xué)水處理和精制溶液排水可以與其他廢水混合，用于脫硫技術(shù)中的水進行增濕和保濕。

1.3除渣廢水

排渣廢水主要包括高pH值和高鹽度的濕法試驗排渣廢水和水電除塵廢水。采用“斜板式沉淀池沉淀過濾回應(yīng)”的處理技術(shù)，調(diào)節(jié)廢水的pH值，去除SS。粉煤灰和礦渣廢水在循環(huán)系統(tǒng)應(yīng)用的過程中是一個很大的問題，就是系統(tǒng)結(jié)垢。為了避免結(jié)垢，通常使用酸添加方法，煙灰添加方法（煙氣和粉塵中的酸性氣體，如SO2）和化學(xué)晶種來防止結(jié)垢。磁感應(yīng)水垢抑制方法，添加水質(zhì)穩(wěn)定劑方法等。通過封閉的測試循環(huán)系統(tǒng)解決了粉煤灰和爐渣廢水，解決的粉煤灰和爐渣廢水無須外部排水管就可以返回原始系統(tǒng)。

1.4含油廢水

對于因清洗輸油管道系統(tǒng)和設(shè)備而產(chǎn)生的含油廢水，采用了“分離，過濾，吸收分離的有機化工渣阱氣浮機”的處理工藝。首次使用了捕渣器，用于分離廢水中的大粒徑液體。然后進一步清除其他類型的油。對于乳液成分高的有機廢渣分離罐后可以將廢水提起，傾斜板式沉淀罐床中的油污和填充物被反射并溶解，并與混凝劑一起排出。

2煙氣脫硫廢水零排放技術(shù)

2.1前處理技術(shù)

在這一階段，廣泛使用的石灰粉（或氫氧化鈉）-碳酸氫銨軟化處理技術(shù)根據(jù)所添加的石灰粉（或氫氧化鈉）去除水中的Mg2和Ca2并降低水的硬度。該處理技術(shù)具有可靠性和穩(wěn)定性好的優(yōu)點，但是在整個操作過程中添加了大量的有機化學(xué)藥物，導(dǎo)致大量的污泥沉積，增加了溶液的成本。與石灰粉軟化工藝相比，用氫氧化鈉軟化煙氣脫硫廢水具有合理利用率高，鎂強度污泥負荷高的優(yōu)點。石灰粉-Flaubert的鹽煙氣軟化處理技術(shù)，使用煙氣中的CO2代替碳酸氫銨進行初步處理。首先，加入氯化鋁和芒硝，將其轉(zhuǎn)化為Mg（OH）2和CaSO4并沉積，然后使一部分氯化鋁與Na2SO4反應(yīng)并轉(zhuǎn)化為Na OH。添加格勞伯鹽可以增加Ca2的污泥負荷，有利于增加Na OH的產(chǎn)生。隨后，從加熱爐排出的煙道氣中所含的CO和廢水中的Ca2被反射并轉(zhuǎn)化為Ca CO沉積，從而以去除鈣，SO2的目的以芒硝的形式分離。該方法比石灰粉（或氫氧化鈉）-碳酸氫銨法的過程復(fù)雜，加工工藝較難操作，預(yù)算較高，未在特定項目的應(yīng)用上投入資金。

2.2集中減藥技術(shù)

（1）RO由可選擇性地穿過膜的膜的兩側(cè)之間的壓力差驅(qū)動。有機溶劑可以選擇性地從濃溶液側(cè)到低濃度側(cè)通過膜，從而發(fā)展了有機溶劑分離技術(shù)。在膜的底部壓力側(cè)，產(chǎn)率大約是水，而高壓側(cè)則得到濃鹽水。RO-RO處理技術(shù)用于加深電廠煙氣脫硫廢水的溶液，系統(tǒng)除鹽率超過98%。用RO-RO處理煙氣脫硫廢水，整個系統(tǒng)的水利用率可達到45%，加熱爐可利用RO廢水補充水系統(tǒng)的水資源。

（2）通過選擇性地穿過膜兩側(cè)的滲透濃度差來驅(qū)動正滲透（FO）。水從底部壓力側(cè)進入高壓側(cè)，以完成整個輸水過程。對滲入發(fā)電廠煙氣脫硫廢水溶液中的工藝路線和工藝技術(shù)特點進行了研究，并對膜環(huán)境污染條件進行了分析，以確認FO在工業(yè)煙氣脫硫廢水中的可行性分析。零廢水排放的解決方案。

（3）生物纖維口罩的濃縮技術(shù)，廢水中的鹽分截留率高，出水水質(zhì)好，可以完成各種鹽分的分離。但是，對滲水的要求很高，必須進行完整的預(yù)處理過程。運營成本較高;熱濃縮法對滲流水體的轉(zhuǎn)化適應(yīng)性強，生產(chǎn)過程短，但工程投資成本較高。在工程項目的應(yīng)用中，應(yīng)根據(jù)水體，成本和其他條件選擇合適的濃縮處理技術(shù)。

2.3晶體固化技術(shù)

煙氣脫硫廢水經(jīng)過預(yù)處理和降低濃度的過程。大多數(shù)重金屬離子將被去除，但是諸如氯離子含量之類的可溶性鹽將無法去除。必須根據(jù)晶體的干燥固體提取廢水中的酸鹽和空氣污染物，煙氣脫硫廢水完全零排放。

在此階段，通用晶體固化技術(shù)的關(guān)鍵是多效蒸發(fā)和煙氣揮發(fā)。多效蒸發(fā)基于加熱和揮發(fā)水溶液。溶解性產(chǎn)物是通過使有機溶劑從水溶液本身揮發(fā)而產(chǎn)生的。進一步揮發(fā)后，過量濃度的物質(zhì)以晶體形式沉淀，并分離出鹽水。多效蒸發(fā)的關(guān)鍵包括MSF，MED和MVR技術(shù)。相關(guān)內(nèi)容已在熱濃度和減少藥物章節(jié)的目錄中詳細介紹。根據(jù)升級系統(tǒng)或比例系統(tǒng)的效率，可以分離廢水中的鹽晶體。

廢水通過煙道排放管揮發(fā)后產(chǎn)生的結(jié)晶鹽被靜電除塵器收集，并與煤灰一起排出。多效蒸發(fā)技術(shù)比較完備，電廠使用較多。膜濃縮技術(shù)的聯(lián)合使用可以完成二次工業(yè)鹽的獲取，但項目投資和運行成本增加，占地大，對滲水水體的要求高。排氣煙道的揮發(fā)技術(shù)具有系統(tǒng)簡單，工程投資少，運行成本低，占地面積小，滲水要求低的優(yōu)點。與主煙道的揮發(fā)相比，旁通煙道的揮發(fā)具有較高的過?？諝庀禂?shù)和粉塵。具有需求少，揮發(fā)快的優(yōu)點，并且對加熱主煙道的影響較小。但是，由于使用了品味較高的高溫煙塵，因此需要考慮對加熱爐的高效率的影響。

結(jié)論

近年來，隨著每個人生活水平的提高，每個人對環(huán)境保護的意識越來越強。它詳細介紹了中國火力發(fā)電廠在生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的多種不同類型廢水的客觀性和特殊性，并重點介紹了火力發(fā)電廠的具體情況。廢水處理方法存在問題。明確提出了基于清污分流，分類存放，集中整治，等級分類應(yīng)用和重復(fù)使用環(huán)境整治計劃的環(huán)境整治計劃，以合理降低廢水的難度系數(shù)，減少廢水的排放，并完成廢水的循環(huán)利用和回收。

參考文獻

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