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石灰石-石膏濕法脫硫廢水處理技術(shù)

  石灰石–石膏濕法是現(xiàn)在很多電廠采用的脫硫方法,具有容量大,效果好等優(yōu)勢特點(diǎn)。但這種處理方式最大的不足就是會(huì)產(chǎn)生大量廢水。因此,探究有效的石灰石–石膏濕法脫硫廢水處理方法是有重要現(xiàn)實(shí)意義的。

  1、石灰石–石膏濕法脫硫廢水特點(diǎn)

  1.1 >

  鍋爐中的煤粉燃燒后會(huì)產(chǎn)生大量煙氣,由電除塵器初步除塵后,氣體進(jìn)入到引風(fēng)機(jī)中,并被引出至脫硫系統(tǒng),由除霧器、增壓風(fēng)機(jī)和吸收塔綜合處理后,通過煙囪排放到大氣中。煙氣在吸收塔內(nèi)時(shí),伴隨吸收劑持續(xù)吸收二氧化碳,其有效成分將變成亞硫酸鈣,再經(jīng)過強(qiáng)制氧化變?yōu)槭啵談煔膺M(jìn)行洗滌時(shí),氯化物將溶解至吸收液當(dāng)中,并使氯離子不斷富集。這種情況下,會(huì)產(chǎn)生以下影響:第一,使吸收液pH值明顯降低,影響脫硫率,產(chǎn)生結(jié)垢;第二,影響石膏品質(zhì),降低其商業(yè)價(jià)值。實(shí)踐表明,如果吸收塔中漿液的質(zhì)量濃度超過700g/L,則吸收劑可以達(dá)到完全反應(yīng),其脫硫能力減弱,氯離子濃度一般不能超過20mg/L,對此,要將漿液抽出到脫水車間進(jìn)行脫水。清洗和脫硫系統(tǒng)產(chǎn)生的廢水,以及從水力旋流器中產(chǎn)生的溢流水等均為廢水 >

  1.2 水質(zhì)

  (1)濁度相對較高,含有大量懸浮物,顆粒物的黏性較低。

  (2)廢水來水主要為酸性,其pH值為4.0~6.0。

  (3)來水中的重金屬含量較高。

  (4)含有F-。

  (5)因氯離子實(shí)際含量較高,并且為酸性,所以會(huì)對設(shè)備、管道和構(gòu)筑物造成一定程度的腐蝕。

  (6)廢水溫度通常保持在45℃左右。

  (7)生化需氧量相對較低。

  (8)有定量無法溶解的細(xì)塵和硫酸鈣。

  廢水水質(zhì)、水量和脫硫系統(tǒng)及煙氣主要成分等有密切關(guān)系。

  2、石灰石–石膏濕法脫硫廢水處理基本流程

  從廢水箱中排出的廢水先在水泵的作用下進(jìn)入三聯(lián)箱,即絮凝箱、中和箱和沉淀箱。其中,沉淀箱中,加入氫氧化鈣,使廢水pH值達(dá)到9.2~9.8,基于堿性條件,重金屬可生成沉淀;中和箱中,加入硫酸氯鐵與TMT-15,以此捕捉并去除重金屬,生成螯合物;再加入混凝劑,即硫酸氯鐵,使懸浮物發(fā)生混凝沉淀;絮凝箱中,加入助凝劑,使絮凝物開始沉降,以去除懸浮物,經(jīng)過澄清器,清水不斷溢流到出水箱中,向出水箱中加入鹽酸將pH值調(diào)整到標(biāo)準(zhǔn)要求的6~9,并予以回用。

  3、石灰石—石膏濕法脫硫廢水處理作用機(jī)理

  3.1 中和中和主要起到以下兩個(gè)作用:

  其一,酸堿中和,使廢水pH值升至9.0左右,這樣做的目的是:將廢水pH值控制在標(biāo)準(zhǔn)要求的范圍內(nèi);在這種pH值條件下,對沉淀反應(yīng)有利。

  其二,使重金屬沉淀,堿性環(huán)境下,銅和鋅都會(huì)生成沉淀物。

  采用石灰漿做堿化處理過程中,鹽酸以下列反應(yīng)被中和:

1.jpg

  比鹽酸含量多的那部分OH-,其數(shù)量直接決定堿化處理后的廢水pH值。

  因不同重金屬在不同堿性程度下被沉淀,所以這是生成氫氧化物的關(guān)鍵步驟。一般情況下,使三價(jià)金屬離子生成沉淀需要達(dá)到的pH值比二價(jià)金屬離子低。使沉淀生成的pH值還和電解質(zhì)及其影響有關(guān)。重金屬沉淀形式為微溶物,即氫氧化物,其反應(yīng)過程為:

2.jpg

  某電廠將這一步驟所用酸性藥劑確定為熟石灰粉,原因是其 >

  3.2 沉淀

  沉淀主要在沉淀箱完成,主要作用包括:去除銅、鋅、汞等在內(nèi)的重金屬;去除鈣和鎂等在內(nèi)的堿土金屬;去除氟、砷等在內(nèi)的有毒非金屬。

  對于金屬粒子,其反應(yīng)生成氫氧化物沉淀的關(guān)鍵條件是溶液pH值。如果溶液從酸性變成弱酸性,則沉淀物溶解度將明顯降低,但對絕大多數(shù)重金屬沉淀物而言,都屬于兩性化合物,伴隨堿性不斷增強(qiáng),化合物開始絡(luò)合,導(dǎo)致溶解度有所增大。根據(jù)廢水的排水標(biāo)準(zhǔn),并考慮防止沉淀物因絡(luò)合而發(fā)生溶解,需將pH值控制在8.0~9.0[3]。

  確定溶液pH值后,硫和金屬的化合物將有著比沉淀物更低的溶解度?;诖耍虺恋硐涮砑佑袡C(jī)硫可以更深層次的去除重金屬。溶液pH值維持在8.0~9.0時(shí),硫和金屬化合物溶解度將變得很小,此時(shí)可認(rèn)為去除了所有重金屬。

  有機(jī)硫是現(xiàn)在很多電廠都開始著手使用的沉淀藥劑,將其濃度為15%左右的原藥液配制成濃度為2%的藥劑添加到沉淀箱當(dāng)中,期間要使用計(jì)量泵進(jìn)行。

  3.3 絮凝

  經(jīng)過沉淀處理的廢水,還含有很多膠體物與懸浮物,此時(shí)應(yīng)添加混凝劑進(jìn)行處理。目前主要使用以下幾種混凝劑:①硫酸鋁;②聚合氯化硫酸鐵;③三氯化鐵;④硫酸亞鐵。助凝劑以高分子凝聚劑與石灰為主。

  上述研究提到的電廠將聚合氯化硫酸鐵作為絮凝劑,將陰離子型聚丙烯酰胺作為助凝劑。使用前,將濃度為40%的原藥劑配制成濃度為0.75%的適用藥劑,然后將其添加到絮凝箱當(dāng)中;將固體的陰離子型聚丙烯酰胺配制成濃度為0.1%的適用溶液,然后將其添加到絮凝箱中。

  3.4 濃縮和澄清

  從絮凝箱中流出的水經(jīng)過下降管到達(dá)濃縮澄清器。下降時(shí),顆粒將從分散狀態(tài)改變成絮狀沉淀,使硫化物及氫氧化物都得到進(jìn)一步的沉淀。廢水從下降管中流出開始向上返折時(shí),絮凝顆粒將由于重力無法返折,被留在澄清器的底部,僅少數(shù)污泥被泵抽送到中和箱中作為后續(xù)反應(yīng)的晶種,其他均被泵送到板框壓濾機(jī)進(jìn)行脫水。完成以上過程的清水從圍堰中流出,進(jìn)入到出水箱中,在清水積蓄到一定程度以后,泵送出系統(tǒng)。

  3.5 污泥脫水

  留存于澄清器底部的污泥達(dá)到一定量后,開啟輸送泵將其泵送到壓濾機(jī)中進(jìn)行脫水。從壓濾機(jī)中產(chǎn)生的濾液通過輸送管進(jìn)入溢流坑,坑中液位高度與設(shè)定高度相同時(shí),由潛污泵將其泵送至中和箱,與新廢水同時(shí)進(jìn)行處理;產(chǎn)生的濾餅則采用汽車運(yùn)出。

  4、石灰石–石膏濕法脫硫廢水處理藥物投加

  藥物投加是以上處理過程的重點(diǎn),應(yīng)引起高度重視。上述提到的電廠設(shè)有處理能力不低于18m3/h的脫硫廢水處理站,目前正處連續(xù)運(yùn)行狀態(tài)。通過多次實(shí)驗(yàn)與調(diào)試,確定既經(jīng)濟(jì)又能滿足處理強(qiáng)度要求的運(yùn)行控制參數(shù),如表2所示。

3.jpg

  在這種運(yùn)行模式下,系統(tǒng)出水水質(zhì)滿足一級標(biāo)準(zhǔn),而且投加的所有藥劑均得到最大限度的使用,無浪費(fèi)現(xiàn)象。

  氫氧化鈣投加量根據(jù)中和箱廢水pH值來確定,在pH值小于8.5時(shí)進(jìn)行投加,達(dá)到8.5以上時(shí)停止投加。將其使用濃度確定為5%能對pH值進(jìn)行十分靈活的調(diào)節(jié)。

  將陰離子型聚丙烯酰胺的使用濃度配制成0.1%的目的是其粉末在溶解以后會(huì)有很大黏性,并且溶液本身具有很強(qiáng)聚合力。在高黏度條件下對溶液進(jìn)行輸送,要配置專門的泵,還要增加流量,在選泵時(shí)應(yīng)注意。

  攪拌的作用是加強(qiáng)反應(yīng),因來水有較高SS值,且具有良好沉降性,能促進(jìn)懸浮物的沉降。除此之外,中和箱與沉淀箱的有效容積均在20m3以上,且廢水總停留時(shí)間一般不少于1min,這樣也可以促進(jìn)沉降?;诖?,需將轉(zhuǎn)速控制在高水平,避免通道因?yàn)閼腋∥锏拇罅砍两刀氯?/p>

  陰離子型聚丙烯酰胺添加需在下降管處進(jìn)行,不可直接添加到絮凝箱中。如果直接添加到絮凝箱中,則懸浮物將變成絮凝體,在絮凝箱的底部大量沉淀。

  有機(jī)硫、聚合氯化硫酸鐵和陰離子型聚丙烯酰胺的實(shí)際添加量均以廢水水量為依據(jù)確定和控制,可采用計(jì)量裝置自動(dòng)添加。

  5、結(jié)論

  1)考慮到石灰乳容易發(fā)生沉積,故應(yīng)設(shè)置超聲波液位計(jì),若無法實(shí)現(xiàn),則應(yīng)在進(jìn)口導(dǎo)管部位設(shè)置檢修閥門,并根據(jù)實(shí)際情況采取有效的防堵措施。

  2)因懸浮物具有良好沉降性,所以在三箱中必然會(huì)產(chǎn)生固體。為避免固體物過造成堵塞,需對箱底進(jìn)行定期排污,一般按每7d進(jìn)行1次的頻率進(jìn)行。

  3)因廢水含有很多固體物,而且還要在處理中添加石灰,所以設(shè)備及管路極易被堵,對此應(yīng)經(jīng)常性的進(jìn)行檢查和排污。

  4)計(jì)量泵與出口流量計(jì)必須進(jìn)行保護(hù)連鎖設(shè)置。如果石灰乳的管路被堵,則應(yīng)對螺桿泵實(shí)施有效保護(hù)。

  5)因廢水水質(zhì)復(fù)雜,所以所用表計(jì)必須具有良好環(huán)境適應(yīng)能力,但這樣仍會(huì)對帶來很大風(fēng)險(xiǎn),必須做好定期檢查與校驗(yàn)。( >

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