近年來(lái),隨著《新環(huán)保法》、《國(guó)務(wù)院辦公廳關(guān)于推行環(huán)境污染第三方治理的意見(jiàn)》、《水污染行動(dòng)計(jì)劃》等一系列法規(guī)政策的出臺(tái)和實(shí)施,提高用水效率,實(shí)現(xiàn)節(jié)水和廢水的有效再利用已成為必然的選擇。尋求處理效果更好、工藝穩(wěn)定性更強(qiáng)、運(yùn)行費(fèi)用更低的水處理工藝,實(shí)現(xiàn)廢水零排放的目標(biāo),已成為產(chǎn)業(yè)發(fā)展的內(nèi)在需求。
1傳統(tǒng)處理技術(shù)
早期國(guó)家對(duì)燃煤電廠脫硫廢水處理的限制較少,傳統(tǒng)的處理工藝較為粗放,主要有煤場(chǎng)噴灑、灰場(chǎng)噴灑與水力沖灰等。煤場(chǎng)噴灑和灰場(chǎng)噴灑是出于安全和抑塵等目的將脫硫廢水噴灑入煤場(chǎng)和灰場(chǎng),在實(shí)際應(yīng)用中存在廢水用量小的問(wèn)題,其次由于工藝未對(duì)污染物本身進(jìn)行任何處理,在其轉(zhuǎn)移過(guò)程中容易對(duì)周邊環(huán)境造成一定的污染。
水力沖灰是將脫硫廢水混入水力除灰系統(tǒng),能同時(shí)對(duì)灰分起到輸送和中和作用,但該工藝不能用于氣力清灰等類型機(jī)組,對(duì)廢水的用量較少,難以消納每小時(shí)數(shù)噸甚至十余噸的新生廢水,而且由于氯離子含量高,會(huì)對(duì)相關(guān)的金屬管道造成一定的腐蝕。
2達(dá)標(biāo)排放
脫硫廢水達(dá)標(biāo)排放一般采用常規(guī)的化學(xué)沉淀技術(shù),即“三聯(lián)箱”技術(shù)。
脫硫廢水經(jīng)廢水箱緩沖后首先進(jìn)入中和箱,向其中投加熟石灰或燒堿,將pH調(diào)整至9左右,大部分重金屬離子形成難溶的氫氧化物沉淀,從溶液中分離;中和箱的上清液進(jìn)入沉淀箱,向其中投加有機(jī)硫TMT-15或Na2S等,將Pb2+和Hg2+等未在中和箱去除的金屬離子沉淀分離;沉淀箱的上清液進(jìn)入絮凝箱,向其中投加絮凝劑和助凝劑等,廢水中的懸浮顆粒和膠體物質(zhì)凝聚為大顆粒沉淀沉降分離;最后,廢水經(jīng)澄清箱調(diào)節(jié)pH到中性后排出。
化學(xué)沉淀工藝對(duì)脫硫廢水中的大部分重金屬和懸浮雜質(zhì)均有很好的去除效果,但由于其對(duì)工藝控制的要求較高,電廠在實(shí)際應(yīng)用中往往達(dá)不到相對(duì)精準(zhǔn)的控制要求,導(dǎo)致個(gè)別指標(biāo)難以達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。鑒于此,電廠應(yīng)加強(qiáng)工藝控制,針對(duì)性地分析指標(biāo)超標(biāo)原因,尤其對(duì)系統(tǒng)加藥方式和用量等進(jìn)行必要的調(diào)整優(yōu)化。
此外,化學(xué)沉淀法對(duì)于廢水中高濃度的氯離子(高達(dá)1萬(wàn)~2萬(wàn)mg/L)無(wú)任何去除作用,其出水的可溶性鹽含量仍然很高,限制了其回收利用與排放。
3脫硫廢水零排放技術(shù)
3.1生物法
生物法是通過(guò)利用微生物對(duì)廢水中特殊物質(zhì)的新陳代謝作用,來(lái)對(duì)廢水中的污染物質(zhì)進(jìn)行降解,使其轉(zhuǎn)化為對(duì)自然環(huán)境沒(méi)有污染的成分來(lái)達(dá)到凈化水源的作用。生物處理法還可以具體分為生化法、生物絮凝法和生物吸附法等多種方法。生物法的操作簡(jiǎn)單,成本低廉,對(duì)污水的單位處理量大,所以在處理重金屬濃度低的脫硫廢水中發(fā)揮重要作用。
3.2吸附法
吸附法則是通過(guò)將污水中的選擇性地吸附于固體吸附劑的表面,再通過(guò)對(duì)吸附物的兩相分離來(lái)達(dá)到凈化污水的目的。吸附法可以有效地去除污水中的重金屬離子?,F(xiàn)階段對(duì)脫硫廢水處理中常用的吸附工具是活性炭,活性炭物質(zhì)具有孔隙度高、表面積大、吸附穩(wěn)定性強(qiáng)等特點(diǎn),將其應(yīng)用到脫硫廢水處理中所產(chǎn)生的吸附效果非常好,但也因?yàn)榛钚蕴康氖褂贸杀据^高,同時(shí)使用壽命較短,且不可再生等缺點(diǎn)。
在對(duì)重金屬離子濃度較高的廢水要先采用其他的方法(如物化法)處理之后,再用活性炭進(jìn)行二次處理,來(lái)達(dá)到清潔污水的效果。
3.3物化法
在我國(guó)最多采用的清理廢水的方法就是物化法。具體的操作方法為,首先,先將脫硫廢水加入到反應(yīng)槽內(nèi),并對(duì)廢水的PH值進(jìn)行調(diào)節(jié)直到達(dá)到到8-9,促使廢水中的多種重金屬離子發(fā)生沉淀,再進(jìn)行后續(xù)的工藝處理;其次,在絮凝池中加入絮凝劑,來(lái)去除廢水中的懸浮物質(zhì),也可以使生成的膠體沉淀,逐漸地聚集擴(kuò)大,加速沉淀過(guò)程。
劑,來(lái)提高絮凝劑的活性,達(dá)到細(xì)小膠體顆粒的強(qiáng)化吸附,更進(jìn)一步加強(qiáng)膠體沉淀與懸浮物質(zhì)的沉降速度。最后,在絮凝處理之后的廢水要進(jìn)入濃縮澄清池中,讓廢水在其中保持長(zhǎng)時(shí)間的停留,就可以使大部分的懸浮物質(zhì)和膠體沉淀物質(zhì)下沉為淤泥,再經(jīng)由下方管道排出,上半部分的凈水排入凈水箱中。
3.4流化床法
流化床法有丹麥學(xué)者首次運(yùn)用于對(duì)脫硫廢水的處理中,并取得了很好的效果。這種方法在清理廢水中的重金屬離子方面有非常好的效果。首先將二價(jià)鐵、二價(jià)錳以及氧化劑等加入到流化床中,經(jīng)過(guò)化合作用形成氧化鐵和氧化錳并吸附在可溶性重金屬離子表面,通過(guò)連續(xù)反應(yīng)使得可溶性重金屬離子逐漸聚集,形成沉積物。
流化床法與物化法相比,產(chǎn)生的沉積物很少,可以有效去除廢水中的部分可溶性重金屬離子。但是其吸附效果不穩(wěn)定,能去除的雜質(zhì)種類很少,因此很少被用于實(shí)際的脫硫廢水處理中。
3.5煙道蒸發(fā)技術(shù)
3.5.1直接煙道蒸發(fā)工藝
直接煙道蒸發(fā)技術(shù),系統(tǒng)流程為:脫硫廢水→水箱→高壓泵→煙道蒸發(fā)。一般噴入煙道位置設(shè)置在低溫省煤器至除塵器之前的煙道中,通過(guò)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明,控制煙氣溫度降低5°以內(nèi),對(duì)后續(xù)的除塵及脫硫影響較小。鍋爐煙氣排煙溫度的降低也需控制在煙氣酸露點(diǎn)以上。
該系統(tǒng)可以充分利用電廠外排煙氣的余熱熱能,達(dá)到脫硫廢水蒸發(fā)零排放的目的。該系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)是:處理系統(tǒng)極大簡(jiǎn)化,廢水處理流程短,添加藥品少,設(shè)備投資少,占地面積少,操作檢修簡(jiǎn)單??衫贸龎m器去除廢水蒸發(fā)后產(chǎn)生的粉塵。
缺點(diǎn)是:
(1)為了防止對(duì)煙道及后續(xù)設(shè)備的腐蝕,鍋爐煙氣排煙溫度需控制在煙氣酸露點(diǎn)以上。系統(tǒng)不能設(shè)置低低溫省煤器;
(2)為保證廢水的完全汽化,通常對(duì)煙道直管段長(zhǎng)度有所要求,在目前超潔凈排放配置的情況下,直管段長(zhǎng)度通常滿足不了要求;
(3)鍋爐負(fù)荷波動(dòng)大時(shí),不利于直接煙道蒸發(fā)。
鑒于以上的技術(shù)特點(diǎn),一般煙道直接蒸發(fā)技術(shù)較多的應(yīng)用在舊機(jī)組的改造中,較少用于新建超潔凈排放要求的機(jī)組。
3.5.2旁路煙氣余熱蒸發(fā)結(jié)晶技術(shù)
旁路煙氣余熱蒸發(fā)結(jié)晶技術(shù),系統(tǒng)流程:脫硫廢水→預(yù)處理→旁路蒸發(fā)結(jié)晶器。旁路煙氣余熱蒸發(fā)結(jié)晶技術(shù)采用旁路蒸發(fā)結(jié)晶器,直接將脫硫廢水或其濃縮液在蒸發(fā)結(jié)晶器內(nèi)利用雙流體霧化噴嘴進(jìn)行霧化,蒸發(fā)結(jié)晶器從空預(yù)器前端,SCR出口之間煙道引入少量煙氣,利用煙氣的高溫使霧化后的脫硫廢水迅速的蒸發(fā),廢水蒸發(fā)產(chǎn)生的水蒸氣和結(jié)晶鹽隨煙氣一起并入空預(yù)器與低低溫省煤器之間煙道,結(jié)晶鹽隨粉煤灰一起在除塵器內(nèi)被捕捉去除,水蒸氣則進(jìn)入脫硫系統(tǒng)冷凝成水,間接補(bǔ)充脫硫系統(tǒng)用水。
該工藝主要特點(diǎn):
(1)該工藝可實(shí)現(xiàn)脫硫廢水的完全蒸發(fā)結(jié)晶。即使電廠處在低煙溫、低負(fù)荷的運(yùn)行狀態(tài)下,或是煙道采用低低溫省煤器工藝的情況下,整個(gè)系統(tǒng)也能夠?qū)崿F(xiàn)經(jīng)濟(jì)的、穩(wěn)定的進(jìn)行廢水零排放。
(2)蒸發(fā)結(jié)晶器雖然與電廠煙道相連接,但屬于一個(gè)獨(dú)立的運(yùn)行機(jī)制,鍋爐即使處在運(yùn)行狀態(tài)下,結(jié)晶器也能單獨(dú)進(jìn)行維護(hù)和檢修;且廢水在結(jié)晶器內(nèi)達(dá)到完全蒸發(fā)結(jié)晶,杜絕了所有對(duì)電廠產(chǎn)生不良影響的可能性(包括對(duì)低低溫省煤器及煙道)。
4結(jié)語(yǔ)
現(xiàn)有脫硫廢水零排放技術(shù)能夠滿足脫硫廢水零排放要求。經(jīng)過(guò)技術(shù)經(jīng)濟(jì)對(duì)比,廢水零排放技術(shù)路線影響因素眾多,除廢水本身的性質(zhì)外,還需要考慮結(jié)合技術(shù)經(jīng)濟(jì)性、周邊環(huán)境和當(dāng)?shù)卣邔?dǎo)向綜合考慮。目前需要結(jié)合項(xiàng)目實(shí)際情況具體分析,選擇最佳方案。