燃煤电厂脱硫废水处理技术研究与应用进展贺瑶

燃煤电厂脱硫废水处理技术研究与应用进展贺瑶

(陕西省榆林市府谷县黄甫镇清水川能源股份有限公司陕西省榆林市719400)

摘要:为了使燃煤电厂更好的对脱硫废水进行处理,文章对燃煤电厂脱硫废水处理技术进行了研究与分析,首先简单的阐述了脱硫废水的特点与影响因素,然后分析了当前的脱硫废水处理技术与应用进展,为我国燃煤电厂更好的对废水进行处理提供了一定的借鉴。

关键词:燃煤电厂;脱硫废水;处理技术;应用进展

1燃煤电厂脱硫废水概述

1.1脱硫废水的水质特点

脱硫废水的成分及浓度对处理系统的运行管理有很大影响,是影响处理设备的选择、腐蚀等的关键性因素。脱硫废水一般具有以下几个特点。(1)水质呈弱酸性:国外pH值变化范围为5.0~6.5,国内为4.0~6.0。(2)悬浮物含量高,其质量浓度可达数万mg/L。(3)COD、氟化物、重金属超标,其中包括第1类污染物,如As、Hg、Pb等。(4)盐分含量高含大量的SO42−、SO32−、Cl−等离子,其中Cl−的质量分数约为0.04。

1.2影响脱硫废水的因素

在燃煤电厂运行的过程中,煤炭资源是主要的燃料,因此,其自身品质的好坏,就会对脱硫废水造成一定的影响。如果煤炭当中的硫元素越多,产生的SO2就会越多,从而在对其处理时,会产生浓度更高的脱硫废水,同时,脱硫废水的排放量也会增加。而如果氯元素的含量较多,排放的烟气当中氯的含量相对较多,为了避免其对设备的腐蚀,就会提高脱硫浆液的使用,从而提高了脱硫废水的数量。同时,在对污染气体或杂质进行处理时,还需要使用石灰石,而在石灰石当中,会存在一些镍、锌等微粒,在处理的过程中,就会将这些微粒存留在废水中,从而使脱硫废水中出现一些重金属元素。

1.3发电厂脱硫系统废水的产生及对其进行处理的必要性

近年来,随着国民经济的日益增长,对电力的需求增长加快,作为主要电源供应的燃煤发电机组逐年增加,燃煤量也大大增加,燃煤的区域性和全球性的环境问题越来越突出,因此各火力发电厂均投入烟气脱硫系统,通过烟气脱硫技术控制硫氧化物的排放。目前产生脱硫废水的烟气脱硫技术主要有石灰石-石膏湿法脱硫、石灰-石膏湿法脱硫、白泥-石膏湿法脱硫、电石渣-石膏湿法脱硫技术。产生的废水含有大量的重金属离子,许多重金属离子都有相当大的毒性,并且重金属离子在自然界没有自净与生物降解能力,排入水体后通过生物链不断富集,对动植物的生命活动造成很大危害。因此,国内外均十分重视含有重金属的废水治理,加强对废水的处理,以达到合格的排放标准。

2现有脱硫废水处理技术

2.1传统处理技术

燃煤发电作为最古老的发电模式,在很早之前,人们就对脱硫废水产生了重视,研究出了相应的处理技术,并应用到工程中,对脱硫废水进行了一定的处理,在这些传统的处理技术当中,主要包括了以下两种方式:首先是沉降池处理法,通过其自身重力,将废水当中的颗粒物质沉淀到底部,从而对颗粒物质进行清理,因此,需要废水滞留在沉降池的时间较长。在使用该种方法对废水进行处理时,对颗粒物质的处理效果较高,投入的成本不是很高,但是无法对废水当中的盐类物质与重金属进行处理,达不到相关的标准要求,因此,通常都是用其对废水进行预处理;其次是化学沉淀法,该种方法就是向废水中投入石灰石、水处理剂、凝絮剂等,通过这些化学物质对废水当中的盐类物质、重金属等物质进行处理。使用该种方法对废水处理时,可以对所有的物质进行清理,但是,清理的效果不是很高,清理不彻底,处理完之后的废水中,污染物质的含量依然较高,仍然不能排放到自然水体或做其他工艺之用,并且,还需要投入较高的成本,当前阶段已经很少对其进行应用。

2.2深度处理技术

(1)生物处理。生物处理是利用微生物处理可生物降解的可溶的有机污染物或是将许多不溶的污染物转化为絮状物。污染物的去除可通过有氧、无氧或缺氧段三种方式去除。一般电厂利用有氧方式去除BOD5,通过厌氧或缺氧的方式去除金属或是营养盐,微生物可以通过呼吸作用将硒酸盐或亚硒酸盐还原为元素态的硒,吸附在微生物细胞表面。生物处理可以有效地去除脱硫废水中的硒(降至μg/L级)、汞(降至ng/L级)等重金属元素,但是其系统复杂,造价高且容易形成有毒的有机硒和有机汞,造成二次污染。(2)混合零价铁技术(HZVI)。研究发现,利用零价铁可以有效的减少废水中的硒酸盐或是亚硒酸盐的含量,但是随着反应的进行,铁表面容易钝化,影响零价铁的反应活性。后有学者将Fe2+引入零价铁处理系统,发现零价铁的反应活性有了明显提高。实验研究表明,混合零价铁技术对汞的去除效率达到99.99%(出水浓度<0.005μg/L),硒的去除效率达99.8%(出水浓度<7μg/L)。此外,与生物处理等技术相比,其运行费用较低。目前,此技术还在工业化试验阶段,并未投入使用。

2.3零排放处理技术

在当前阶段的脱硫废水处理技术中,零排放处理技术是最先进的处理技术,在这一技术当中,根据处理方式的不同,可以将其分为两种类型:(1)脱硫废水和粉煤灰混合技术,在使用该技术对废水进行处理时,就是将废水当中的污染物质进行转移,从而使废水进入到粉煤灰中,这样在对粉煤灰进行运输时,会抑制粉尘的飘散。但是,由于其中存在了重金属、盐类等物质,会在一定程度上对其性能造成影响,不利于对其进行应用;(2)蒸发池处理技术,利用该项技术对废水处理时,是利用高温,将废水中的水分蒸发出来,从而降低废水的数量。但是,在利用这种方法时,通常需要加快蒸发的速度,这时就需要使用相应的方式对其进行处理,利用植物的蒸腾作用、键入喷雾蒸发设备等,使处理的效果会更好,同时需要投入的成本不是很高,因此,被很多燃煤电厂业主所喜爱。但是在利用这些提速方法时,往往还会对环境造成较小的影响,还需要进一步对其进行研究。

2.4其他技术

(1)人工湿地。人工湿地利用包括湿地植物、土壤及微生物活动在内的自然过程降低废水中的金属、营养素以及总悬浮颗粒物的浓度。人工湿地由若干包含植物和细菌的单元组成,电厂可根据去除污染物的种类选择合适的单元。人工湿地可以有效降低金属、营养性物质以及总悬浮颗粒物浓度,但是必须在低氯情况下进行。(2)蒸汽浓缩蒸发技术。蒸汽浓缩蒸发技术是利用蒸发对废水进行蒸发浓缩产生蒸馏水和浓缩水,浓缩通过结晶器或是喷雾干燥进一步的蒸发,产生蒸馏水和固体废弃物,固体废弃物进行回收或是填埋处理。为了防止蒸发器结垢,需要对废水进行预处理,去除废水中的钙镁离子。

3国内脱硫废水处理现状及发展

目前,国内脱硫废水的处理主要依靠化学沉淀工艺,其能满足现有脱硫废水排放标准的要求,但是随着《水污染防治行动计划》(水十条)的颁布,国家开始加大对脱硫废水的处理力度,化学沉淀法的应用将会受到限制。且随着飞灰资源化,与飞灰混合方法不再适用。此外,较之美国,国内脱硫废水的排放标准对硒、汞等的排放标准不高,因此深度处理技术在未来一段时间内不适用。但是未来,脱硫废水的环保标准趋严,深度处理技术将引起业界广泛关注。有些地区由于环保压力,部分电厂被要求脱硫废水零排放,而蒸汽浓缩蒸发技术成本太高,蒸发池的应用受地域的强烈限制,因此,烟道蒸发技术在未来一段时间将会受到重视,其面临的重大技术缺陷需要被重新评估与攻克。

4结语

综上所述,脱硫废水的处理是必须且必要的,国内现行的典型废水处理方法均是基于脱硫除尘废水的排放特征衍生而来,处理方法经过实践验证并得到了广泛的利用,使脱硫之后排出的废水得到了充分的处理,以达到合格的排放标准,有效的保护好我们的生存环境。

参考文献:

[1]脱硫废水常规处理及零排放工艺介绍[J].姚远.化工管理.2017(01)

[2]脱硫废水中有机污染物的处理[J].杨发祥.中国高新技术企业.2015(23)

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