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一体化处理技术在燃煤电厂脱硫废水零排放预处理中的应用研究

点击次数:293 发布时间:2021-06-14

一体化处理技术在燃煤电厂脱硫废水零排放预处理中的应用研究

燃煤电厂是用水的大户,它的耗水量约占工业用水的20%,在我国仍以火力发电为主的电力结构中,特别是北方缺煤、少水的地区,缺水将会成为制约电力发展的首要问题,与此同时,我国的燃煤电厂与国外尤其是美、欧、日等西方发达国家电厂先进的用水量相比,其用水量、排水量大的问题仍比较严重,用水水平与国外先进水平比有着较大的差距,客观上也说明我国燃煤电厂的节水潜力巨大。燃煤电厂废水零排放是电厂用水的高水平,所谓零排放是指不向外界排放对环境有任何不良影响的水,进入电厂的水除了以蒸汽的形式蒸发到大气中外,其余的都处理后综合回用,零排放使电厂从外部获取的新鲜水量最少,这样可以缓解水资源日益短缺的问题,同时没有废水的外排可以避免废水污染环境,提高周围的环境质量。

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通常燃煤电厂锅炉烟气采用石灰石石膏湿法脱硫,为防止脱硫过程中浆液内可溶解的氯离子和细小的灰尘颗粒浓度富集过高,需要从系统中排放一定量的脱硫废水,以维持脱硫装置中物料的平衡。脱硫废水含有的杂质主要为固体悬浮物、过饱和亚硫酸盐、硫酸盐、氯化物以及重金属,其中很多物质为国家环保标准中要求严格控制的第一类污染物,这些元素在炉膛内高温条件下进行一系列的化学反应,生成了多种不同的化合物。一部分化合物随炉渣排出炉膛,另外一部分随烟气进入脱硫装置吸收塔,溶解于吸收浆液中,并且在吸收浆液循环系统中不断浓缩,最终脱硫废水中的杂质含量很高。所以,脱硫废水必须经过处理才能进行综合回用,实现脱硫废水的零排放。从可持续发展的观点看,随着水资源日益的匮乏,环保要求的逐步严格,脱硫废水的零排放是电厂用水发展的一种趋势。并且具有较好的社会、环境效益和经济效益。

 

1脱硫废水零排放现有主要技术过程与运行情况简述

 

脱硫废水零排放现有主要技术过程是首先采用三联箱工艺技术进行预处理,主要作用是去除悬浮物、重金属及部分COD、氟化物、硫化物并调整pH等,然后进行浓缩除盐(主要是去除氯化物)形成高含盐浓水与低盐分的淡水,淡水直接回用,高含盐浓水最后进行蒸发,盐份析出成固态盐渣,盐渣成为固废或加工成工业盐使用。蒸发出来的水蒸汽经冷凝成液态水之后直接回用,达到脱硫废水零排放的目标。脱硫废水因其高悬浮物、高盐分、含有多种重金属及COD、氟化物、硫化物超标等,绝大部分污染物成份需在预处理阶段去除,为后续的浓缩除盐打下良好的基础,因此预处理过程是整个脱硫废水零排放处理过程的重要组成部分。其运行稳定情况、处理效果的好坏直接关系到后续除盐工艺的稳定运行,是整个零排放处理技术过程能否实现的前提与基础。当前很长一段时间以来,困扰三联箱工艺预处理过程的主要因素是药剂加入种类多(5种以上)、且加入量要求相对准确,对工艺控制要求高,系统耐负荷冲击性较差,形成的固废多、极易造成三联箱系统出现堵塞故障、导致运行与出水水质不稳定等诸多问题,制约了脱硫废水零排放处理工艺技术的发展。

 

2已有的研究成果及基础条件

 

针对脱硫废水零排放三联箱预处理工艺技术存在的一些问题,当大部分工程技术人员集中注意力解决三联箱预处理系统工程技术问题而束手无策时,某公司研发应用团队从水处理材料的角度来研究与分析问题,集中精力研发了DBS新型高分子材料处理脱硫废水,并取得了积极进展。结合DBS新型高分子处理材料配套研发了DM一体化脱硫废水处理系统设备,整合成DBS/DM一体化系统处理技术,并在小试、中试成功的基础上,逐步在燃煤电厂脱硫废水零排放预处理领域展开工业化应用,并取得阶段性成果。

 

2.1 DBS新型高分子材料简介

 

DBS新型高分子材料是专门针对包括脱硫废水在内的污水专用处理材料,呈固体粉末状,难溶于水,比重比水大。内含有螯合基团,对重金属有较强吸附与螯合效果。DBS对水中微细悬浮物有很好混凝、絮凝效果,形成的絮凝物(矾花)颗粒大,易沉降,在水中固液分离效果好。本身无毒,对水体无二次污染等。其主要特点是在不需要调节pH的情况下就可快速去除悬浮物、重金属及部分COD、氟化物、硫化物等污染物,出水外观无色、清澈透明。由于构成了较稳定的螯合与絮凝反应体系,对脱硫废水进水流量、水质一般性的正常波动,均能够维持稳定运行,耐负荷冲击性能较好。形成的污泥松散性好且有一定的自润滑性能,因此不会出现系统堵塞的故障。由于DBS新型高分子材料是一种高效复合型水处理药剂,具有多功能性的特点,大为简化了加药系统,简化了预处理系统的工艺过程与操作步骤,为预处理系统的稳定运行创造了良好的前提条件。

 

2.2 DM一体化处理系统简介

 

DM一体化处理系统是结合DBS新型高分子处理材料专门针对包括脱硫废水在内的污水处理研发的专用系统设备。其主要特点首先是自带自动加药系统,不需额外配备与投资建设药剂配制与贮存系统。其次是功能全,集进水缓冲区,螯合、混凝、絮凝等物化反应与搅拌区,14级重力沉降(固液分离)区,出水缓冲区等污水处理过程与功能于一体,采用进口耐腐蚀潜水式搅拌器,高性能多层防腐涂层,高度集成的专用脱硫废水处理成套系统设备。因DBS水处理药剂材料实际使用过程中,投加量少,物化反应速度快,沉降速度快,固液分离效果好的特点,在处理脱硫废水能力1015m3/h时,设备外形设计与制造的尺寸大为缩小,主体部分设备长宽高为3.95m×2.00m×2.30m,全容积15m3。运输方便,安装简单,甚至不需建设专门的混凝土基础,可整体移动等优点,对现场安装条件要求极低,尤其解决了部分燃煤电厂现场设备布置已十分紧凑、场地紧张有限、设备难以布置的现实问题。

 

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