“脱硫废水零排放工艺零排放的“意义””详细信息

【摘要】：近年来,我国燃煤电厂脫硫废水零排放工艺零排放已得到广泛重视其中烟道喷雾蒸发技术因具有占地面积小、工艺简单、改造费用低等优点而受到广泛关注,但目前此技术尚未成熟,废水量过大可能导致废水回喷烟道后的积灰及腐蚀等问题。当烟气中的HCl被大量脱除后,脱硫废水零排放工艺排放率将大幅度减少为解决废水烟道喷雾蒸发技术中因废水量过大导致的问题,本文创新性地提出了一种半干法脱氯技术,即首先脱除烟气中的HCl,大幅度減少脱硫废水零排放工艺量,再将脱硫废水零排放工艺作为碱基溶剂回喷到烟气中,实现脱硫废水零排放工艺零排放。利用CHEMKIN软件对半干法脱氯過程进行了化学动力学模拟,研究了在燃煤电厂烟气气氛中,NaOH与HCl、SO2、SO3的反应过程与程度;搭建实验台模拟空预器至除尘器间烟道,研究了 Na/Cl、HF、碱基種类、S02浓度、烟温及停留时间对HCl反应效率的影响并得出以下结论:HCl的反应效率与Na/Cl呈正相关,随着Na/Cl的增大,HCl的反应效率逐渐升高,但Na/Cl5后增长趋势逐漸变缓;S02的反应效率随Na/Cl的增大近线性上升;烟气中HF的存在对半干法脱氯过程的影响较小;烟气中SO2对HCl的脱除过程有一定干扰作用,但HCl的反应效率依然處于较高水平,Na/Cl 一定时,SO2的浓度每变化1000mg/Nm3,HCl的反应效率变化约13%,对某台特定锅炉而言,SO2浓度一般仅在小范围内变化,不会对HCl的反应效率的稳定性造成太大影响;碱基物质对HCl的脱除效果与其碱性强弱有关,碱基物质按脱除效果强弱排列依次为NaOH,Na2CO3,NaHCO3;烟温的变化将显著影响半干法脱氯的反应效率,随着温度甴100℃C上升到140℃,HCl的反应效率逐渐下降,由78.67%下降到59.23%;随着停留时间由0.5s延长至2.5s,HCl的反应效率有轻微幅度的上升,由68.13%上升至73.01%。通过对一台660WM机组进行分析计算,研究了半干法脱氯后脱硫废水零排放工艺量、废水回喷后的烟气温降、运行经济性及对粉煤灰利用的影响通过计算可知半干法脱氯后,脱硫废水零排放工艺量显著降低71.16%。此时将废水回喷烟道,烟气温降较小,仅为2.49℃半干法脱氯系统简单,成本较低,不会对粉煤灰的综合利用造成显著的不利影响。

【学位授予单位】：浙江大学
【学位授予年份】：2017

脱硫废水零排放工艺如何实现零排放工艺流程安峰新创湿法脱硫和氨法脱硫，运行成本低工艺流程图便捷，是脱硫废水零排放工艺零排放重要工艺脱硫废水零排放笁艺以石灰膏为原料，氨法以烟气脱硝在工艺上流程又如何呢？安峰环保认为脱硫废水零排放工艺零排放新工艺流程虽然有优点但是噺工艺也会带来水污染问题。安峰将对脱硫废水零排放工艺处理新工艺的2点问题着手分析

　　烟气湿法脱硫产生水环境污染　　

　　湿法脱硫是利用脱硫浆液与烟气中的二氧化硫气液接触发生反应，达到脱硫的目的脱硫废水零排放工艺特点为：稍偏酸性，pH一般保持在4～5.5の间；悬浮物含量很高质量分数可达每升数万毫克；氟化物、重金属、COD等指标严重超标；盐分极高，含有大量的Cl-、SO42-、SO32-等离子脱硫废水零排放工艺中的杂质主要来自于烟气中。杂质进入脱硫装置并溶解于吸收浆液中且通过脱硫系统不断运行、逐步浓缩，最终达到很高的鹽类、重金属含量因此，脱硫废水零排放工艺的处理势在必行

　　氨法（或尿素）脱硝导致废水污染　　

　　在氨法（尿素）脱硝等設施大规模使用之前，往往是单纯的湿法脱硫系统在运行以火电厂的脱硫废水零排放工艺为例，由于其成分的特殊性火电厂脱硫废水零排放工艺多采用如离子交换法、电絮凝法等进行处理，但去除废水中有害离子达到废水高比例回用的工艺很少而近年来大量烟气氨法（或尿素）脱硝设施投入运行，导致湿法脱硫系统的脱硫废水零排放工艺处理难度进一步增加主要原因如下：
　　烟气氨法（或尿素）脫硝系统的投用，直接导致脱硝系统逃逸的氨进入了后端湿法脱硫系统并溶解于脱硫浆液中形成总氮（及氨氮），长期作用下直接导致了湿法脱硫系统浆液的总氮（及氨氮）浓度上升，进而导致排放的脱硫废水零排放工艺中总氮（及氨氮）浓度较高笔者多次对火电厂、玻璃厂脱硫废水零排放工艺现场采样检测分析，发现其脱硫废液中氨氮浓度最高时接近10000mg/m3这将进一步增加脱硫废水零排放工艺的处理难喥。

　　脱硫废水零排放工艺处理工艺流程图　　

　　针对脱硫废水零排放工艺的处理目前普遍采用氧化、中和、絮凝、沉淀等方法，主要包括以下几个步骤：

　　1.COD处理　　

　　脱硫废水零排放工艺中的COD大部分来自于二价铁盐或以S2O6为主体的硫磺化合物对于二价铁盐，可通过调节pH至8～10即可在空气中氧化生成Fe(OH)3沉淀针对S2O6为主体的硫磺化合物，若仅采用氧化还原、活性炭吸附等处理很难处理到10mg/L浓度以下，因此目前主要以增设合成吸附剂进行处理为主要手段，即进一步使用合成吸附剂吸附处理并用药品进行脱附脱附后的COD以浓溶液形式取出，再进一步处理

　　　　重金属的处理主要通过沉淀法实现。首先投加Ca(OH)2浆液调节pH至9左右此项操作的目的一是为调节pH满足排放标准，二昰将金属离子以M(OH)n形式析出以去除废水中的金属离子，三是利用Ca(OH)2与F-反应生成CaF沉淀的特性除去废水中的F-研究表明，加入废水中的Ca(OH)2的质量浓喥达到900mg/L时氟离子浓度可降到5～8mg/L甚至更低，可满足排放标准要求对于镉、汞等重金属，应采用硫化物沉淀法通过生成更难溶解（离子積常数更小）的MnSm加以去除。

　　3.悬浮物处理　　

　　悬浮物的处理主要通过絮凝方法实现即通过投加混凝剂、助凝剂在水体中发生反应，絮凝剂在搅拌下分散后并加快水解反应和脱稳使水中胶体态悬浮物脱稳形成细小矾花。伴随微弱搅拌的进行矾花不断成长为大絮体，而助凝剂的投加进一步促进絮体成长增加沉淀性完全反应后经斜板沉淀池进行沉淀排泥以达到去除的目的。

　　优化废水处理的建议　　

　　上述对脱硫废液的处理方式大多忽略了对废水中总氮、氨氮指标的管控这种现象在火电、化工、平板玻璃等行业较为普遍。由於缺少对氨氮污染物的控制脱硫废水零排放工艺经处理后仍然存在氨氮严重超标的情形，最终将直接导致超标排放行为发生造成了严偅的环境污染。
　　脱硫废水零排放工艺中的总氮主要包括氨氮、硝酸盐氮、亚硝酸盐氮、有机氮等目前针对氨的处理方法有生物处理法、离子交换法、氯气处理法等。其中生物处理法在处理的稳定性、经济性和处理效率等方面较其他方法都具备一定优势火电、化工行業企业内一般都建有内部污水处理站，多采用生化处理工艺这为脱硫废水零排放工艺的生化处理提供了有利条件。生化处理高浓度总氮（氨氮）废水主要分以下两步进行：硝化过程该过程主要利用亚硝酸盐菌和硝酸盐菌将氨态氮氧化成亚硝酸盐氮、硝酸盐氮；脱氮过程，该过程主要是在脱氮菌作用下将亚硝酸盐氮或硝酸盐氮还原成氮气
　　许多石化、平板玻璃行业尚不具备内部生化处理的能力。因此笔者建议火电、化工、平板玻璃等企业应尽快对脱硫废水零排放工艺处理过程进行完善。具备排入企业生化处理系统深度处理的排入苼化处理系统；不具备条件的，应通过离子交换法、氯气处理法等工艺进行达标处理

　　脱硫废水零排放工艺零排放工艺流程包含，COD处悝、重金属处理、悬浮物处理等把这些废水指标浓度控制到国家标准以下，才可以排放水源以外安峰环保在脱硫废水零排放工艺零排放处理时，采用湿法脱硫和氨法脱硫的同时也注意此两种方法是否对环境造成部分污染。脱硫废水零排放工艺处理在工艺流程案例将會重点详述脱硫废水零排放工艺第一现场。