脫硫廢水處理工程實例

內(nèi)蒙古包頭第三發(fā)電站擁有2300mw的燃煤發(fā)電站，位于包頭黃草洼。與一臺機組同時生產(chǎn)100%的天然氣排放裝置。采用石-石膏法排放裝置（fgd）進行天然氣排放量。燃煤煙氣中含有少量從原煤中帶來的F-和Cl-及各種雜質(zhì),進入脫硫吸收塔后被洗滌下來并進入漿液,F-與漿液中的鋁聯(lián)合作用對脫硫吸收劑石灰石的溶解產(chǎn)生屏蔽影響,致使石灰石溶解性減弱,脫硫效率降低;同時,Cl-濃度過高對吸收塔系統(tǒng)和結(jié)構(gòu)有腐蝕作用。因此,石灰石-石膏濕法煙氣脫硫過程通常需要排出一部分濾液水(吸收塔漿液經(jīng)脫水后產(chǎn)生)作為脫硫廢水,以達(dá)到控制Cl-、F-離子濃度并維持吸收塔物質(zhì)平衡的目的。而脫硫廢水許多指標(biāo)均高于排放標(biāo)準(zhǔn),因此需要根據(jù)廢水水質(zhì)特點及本廠具體情況設(shè)置廢水處理裝置處理脫硫廢水。1脫硫廢水預(yù)處理包頭第三熱電廠設(shè)計脫硫廢水水量為20m3·h-1。脫硫廢水中的雜質(zhì)主要來源于煙氣和石灰石。煤中的多種元素,如F、C1、Cd等,在燃燒過程中產(chǎn)生多種化合物,隨煙氣進入脫硫裝置吸收塔,溶解于吸收漿液中。脫硫廢水一般呈弱酸性,pH為4~6,懸浮物含量高(脫硫廢水中的懸浮物主要是石膏顆粒、二氧化硅,以及鐵、鋁的氫氧化物),陽離子為鈣、鎂等離子,含量極高,鐵、鋁含量較高,其它重金屬離子含量不高,陰離子主要有C1-、SO42-、SO32-、F-等,化學(xué)耗氧量與通常的廢水不同,在脫硫廢水中,形成化學(xué)耗氧量的主要因素不是有機物,而是還原態(tài)的無機物連二硫酸鹽。雖然脫硫廢水量一般不大,但由于水質(zhì)特殊,不能排入火電廠工業(yè)廢水處理系統(tǒng)處理,需要設(shè)置單獨處理系統(tǒng)。脫硫廢水的處理方法有:水與經(jīng)濃縮脫水的石膏混合后排至干灰場,廢水中的重金屬及酸性物質(zhì)與飛灰中CaO結(jié)合固化石膏;利用電除塵器與空氣加熱器之間的煙道間隙,加熱蒸發(fā)脫硫廢水;專用脫硫廢水化學(xué)中和處理;用于水力沖灰。一般設(shè)計處理后的廢水水質(zhì)要求達(dá)到污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)(GB8978-1996)的二級排放標(biāo)準(zhǔn)。包頭第三熱電廠脫硫廢水設(shè)計進水水質(zhì)見表1。2廢水處理技術(shù)和特點2.1中和箱和預(yù)處理包頭第三熱電廠脫硫廢水處理工藝采用物化法。針對脫硫廢水中主要污染物重金屬和懸浮物通過添加化學(xué)藥劑使其沉淀,再通過澄清器將沉淀物分離,出水排放,沉淀污泥通過板框機脫水后外運處理,從而達(dá)到去除廢水中污染物的目的。脫硫廢水處理系統(tǒng)工藝流程如圖1所示。脫硫廢水包括廢水處理、加藥、污泥處理3個分系統(tǒng)。廢水通過管路流入中和箱,同時按比例加入制備合格的石灰漿液,將中和箱pH調(diào)整到9.2±0.3,此pH范圍適合大多數(shù)重金屬離子的沉淀。并非所有重金屬可通過與石灰漿作用形成很好的沉淀,其中主要是鎘和汞。因此,需要在沉降箱中按比例加入重金屬沉淀劑有機硫化物(TMT15)。為了提高沉降效果,需向絮凝箱中按比例加入絮凝劑硫酸氯化鐵(FeClSO4),使氫氧化物、化合物及其它固形物從廢水中沉淀出來。為了讓絮凝后的廢水中產(chǎn)生的細(xì)小礬花積聚成大顆粒,以便于廢水進入澄清池后更快的沉降,在絮凝箱出口管路上添加助凝劑聚丙烯酰胺(PAM)。加藥混合反應(yīng)后的廢水在重力作用下流入澄清池,進行固液分離。澄清池出水在出水箱中通過添加HCl將pH調(diào)整為標(biāo)準(zhǔn)要求的范圍(6~9)內(nèi)排放。為了促進反應(yīng)和后續(xù)反應(yīng)箱中絮凝粒子的形成,在中和箱中加入澄清池中回流的少量恒定量的接觸泥漿。剩余污泥周期性地利用高壓偏心螺桿給料泵輸送至板框壓濾機進行脫水處理,泥餅外運。所有加藥裝置均包括藥箱和可調(diào)節(jié)計量泵,可以保證方便準(zhǔn)確地投配所需要的化學(xué)藥劑量。2.2工藝特點2.2.1u3000酸溶液的絡(luò)合萃取在中和箱中加入石灰乳(1m3廢水加入固體粉末3.5g),脫硫廢水的pH升至8.5~9.2,廢水中的酸性物質(zhì)得到中和,同時大多數(shù)金屬離子,如Fe3+、Zn2+、Cu2+等形成微溶的氫氧化物從廢水中沉淀出來得以去除,同時石灰漿液中的Ca還能與廢水中的部分F-反應(yīng),生成難溶的CaF2。2.2.2結(jié)合機硫廢水,投加有機硫溶液在沉降箱中,通過加入有機硫化合物,不能以氫氧化物形式沉淀出來的重金屬,如Hg2+進一步沉降。有機硫(TMT15)按1m3廢水加入15%的有機硫溶液20~50mL投加。沉降箱裝有pH在線監(jiān)測儀,實時檢測混合液的pH,控制氫氧化鈣漿液的投加量,維持反應(yīng)池中pH的穩(wěn)定。2.2.3脫硫廢水和助凝劑廢水經(jīng)過廢水旋流器和石膏旋流器兩級濃縮分離,進入廢水系統(tǒng)的懸浮物都是顆粒比較小,沉降性能很差的,很難從通過重力分離出來。為了改善固體物沉降能力,向廢水中加入聚合FeClSO4(1m3廢水加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)15%聚鐵溶液0.2~0.5kg)。為了加強絮凝效果,向脫硫廢水中加入助凝劑聚丙烯酰胺(1m3廢水加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.1%聚丙烯酰胺溶液10g)。在去除懸浮物和膠體等雜質(zhì)的同時,混凝生成的活性絮體共同沉淀可以吸附水中析出的細(xì)小金屬氫氧化物,增加金屬氫氧化物除去的速度和效率。2.2.4清池底部產(chǎn)水管出水泵澄清池采用中間進水,周邊出水的形式,底部為錐形。在澄清池中,懸浮固體與水分離,沉積在澄清池底部,清水通過頂部出水管自流入后續(xù)的出水箱。在沉淀分離完成后,由于廢水中pH大于9,超過了排放標(biāo)準(zhǔn),因此在出水箱加入鹽酸中和。澄清池底部的大部分污泥經(jīng)污泥泵排到板框式壓濾機,小部分污泥作為接觸污泥返回中和反應(yīng)箱。澄清底部污泥質(zhì)量分?jǐn)?shù)在5%~15%之間。2.2.5污泥處理系統(tǒng)澄清池底部的污泥,自流到污泥緩沖箱,經(jīng)污泥給料泵加壓,送至板框壓濾機脫水,泥餅由卡車外用。3主要結(jié)構(gòu)和設(shè)備廢水處理系統(tǒng)主要構(gòu)筑物及設(shè)備分別如表2、表3所示。4滿足污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)處理前后廢水主要水質(zhì)如表4所示?？梢钥闯?脫硫廢水經(jīng)處理后,各水質(zhì)指標(biāo)均符合污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)GB8978-1996二級新建排放標(biāo)準(zhǔn)的要求。5藥劑費及用電包頭三電廠脫硫廢水處理系統(tǒng)包括在脫硫系統(tǒng)中合同內(nèi)建設(shè),一次投資費用約500萬元。主要的運行費用為電費、藥劑費。1m3廢水所需藥劑費:石灰石3.5kg,計2.1元;消耗15%TMT15約30mL,計0.9元;消耗聚鐵0.3kg,計0.24元;消耗聚丙烯酰胺10g,計0.1元;消耗鹽酸0.8l,計0.16元;藥劑費合計為3.5元·m-3。以綜合用電情況核算系統(tǒng)電耗,電價按0.4元·kWh-1計算,則電費為0.45元·m-3。由于運行操作為整套脫硫系統(tǒng)運行人員,因此費用不計入廢水處理系統(tǒng),脫硫廢水處理費用合計為3.95元·m-3。6物化法脫硫廢水水質(zhì)指標(biāo)脫硫廢水處理系統(tǒng)通過沉淀、絮凝、沉降、澄清等程序,能夠有效去除各種重金屬離子,經(jīng)過脫硫廢水處理裝置處理