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正滲透技術應用(yòng)于脫硫廢水(shuǐ)處理(lǐ)的基礎研究
浏覽:594 發布日期:2019-08-19 08:19:11

大(dà)型火力發電廠(chǎng)是我國電力的主要來(lái)源,也(yě)是污染的大(dà)戶之一。在綠色發展方面,環保和(hé)節能(néng)減排的擔子更多地依靠火電廠(chǎng)的新技術和(hé)處理(lǐ)方式,要注重結合當地實際情況對(duì)廢水(shuǐ)進行及時(shí)分類和(hé)處理(lǐ),以免對(duì)環境造成更嚴重的污染。

1 火力發電廠(chǎng)廢水(shuǐ)治理(lǐ)和(hé)廢水(shuǐ)處理(lǐ)方式的創新意義

廢水(shuǐ)治理(lǐ)在國内伴随工(gōng)業發展已經有了(le)一定的技術基礎,但(dàn)是我們可以看(kàn)到(dào)在很(hěn)多地方還存在着一些(xiē)問題,比如工(gōng)藝流程不夠完善,設備檢修維護不夠到(dào)位造成的處理(lǐ)結果不達标,選用(yòng)的處理(lǐ)藥品較爲低(dī)劣等,針對(duì)這(zhè)些(xiē)問題,筆(bǐ)者認爲可以通過環保意識增強和(hé)技術革新來(lái)解決。

首先,要樹立節能(néng)減排環境保護的發展意識,不能(néng)隻顧眼前利益而忽視(shì)了(le)廢水(shuǐ)排放(fàng)與治理(lǐ)。在沒有建立起良好(hǎo)的廢水(shuǐ)排放(fàng)處理(lǐ)和(hé)回收利用(yòng)體系的火力發電廠(chǎng)中,廢水(shuǐ)處理(lǐ)往往被視(shì)爲一種“出力不讨好(hǎo)”的行爲,但(dàn)是當電廠(chǎng)真正将廢水(shuǐ)完善處理(lǐ)納入體系之後,會(huì)發現(xiàn)這(zhè)一行爲對(duì)電廠(chǎng)的發電效率有着一定的提高(gāo)作(zuò)用(yòng)。

其次,要注重廢水(shuǐ)處理(lǐ)的技術創新。脫硫廢水(shuǐ)的處理(lǐ)需要多個流程,可以針對(duì)多個流程的特點進行優化,如将中和(hé)設備、絮凝設備和(hé)沉降設備進行集中模塊化建設,使得建設成本和(hé)處理(lǐ)成本都得到(dào)降低(dī),使得廢水(shuǐ)處理(lǐ)工(gōng)藝得到(dào)簡化。

2 火力發電廠(chǎng)廢水(shuǐ)的主要來(lái)源

火力發電廠(chǎng)的廢水(shuǐ)主要來(lái)源是灰場廢水(shuǐ)、生活用(yòng)水(shuǐ)和(hé)工(gōng)業用(yòng)水(shuǐ)三種,工(gōng)業廢水(shuǐ)的處理(lǐ)是本文(wén)的重點探讨對(duì)象。工(gōng)業廢水(shuǐ)又被分爲持續性廢水(shuǐ)和(hé)非持續性廢水(shuǐ)。持續性廢水(shuǐ)是指在火力發電廠(chǎng)一天的運轉當中,這(zhè)種類型的廢水(shuǐ)會(huì)進行持續性排放(fàng),如工(gōng)業水(shuǐ)預處理(lǐ)裝置産生的廢水(shuǐ)、鍋爐排污誰以及實驗室排水(shuǐ)等都屬于持續性廢水(shuǐ)。而非持續性廢水(shuǐ)主要來(lái)自(zì)檢修時(shí)産生的廢水(shuǐ)或者是沒有規律産生的廢水(shuǐ)。如對(duì)設備進行化學性清洗産生的廢水(shuǐ)、油區(qū)的含油廢水(shuǐ)等。針對(duì)節能(néng)減排、保護環境的當前形勢,目前廢水(shuǐ)處理(lǐ)工(gōng)作(zuò)中較爲重要的是脫硫廢水(shuǐ)的處理(lǐ)與合理(lǐ)排放(fàng)。脫硫廢水(shuǐ)是電廠(chǎng)使用(yòng)以濕式石灰石和(hé)石膏進行脫硫工(gōng)藝而産生的工(gōng)業廢水(shuǐ)。脫硫廢水(shuǐ)和(hé)電廠(chǎng)其它種類的廢水(shuǐ)相比,水(shuǐ)中的污染物含量較高(gāo),含有各種無機鹽和(hé)重金(jīn)屬,對(duì)環境的損傷較大(dà)。

3 燃煤電廠(chǎng)脫硫廢水(shuǐ)的來(lái)源

根據我國燃煤電廠(chǎng)的實際運行情況來(lái)看(kàn),石灰石一石膏濕法脫硫技術,是最常用(yòng)、最可靠、效率最高(gāo)的脫硫工(gōng)藝,在其它國家的脫硫處理(lǐ)中應用(yòng)也(yě)非常廣泛。一般情況下(xià),鍋爐煙(yān)氣濕法脫硫過程産生的廢水(shuǐ)主要是來(lái)源于脫硫塔排放(fàng)廢水(shuǐ),在進行濕法脫硫的過程中,煤的燃燒、石灰石的溶解等都會(huì)産生大(dà)量煙(yān)氣、懸浮物和(hé)雜(zá)質,對(duì)水(shuǐ)會(huì)造成一定污染。脫硫廢水(shuǐ)的主要成分有過飽和(hé)的亞硫酸鹽、懸浮物和(hé)硫酸鹽以及重金(jīn)屬,由于大(dà)部分物質都是國家環保标準中規定的第一類污染物,對(duì)環境污染嚴重較強,因此,必須對(duì)脫硫廢水(shuǐ)進行有效處理(lǐ)以後才可以排放(fàng)。

4 燃煤電廠(chǎng)脫硫廢水(shuǐ)的特點

4.1成分較多,水(shuǐ)質變化較大(dà)

在經過煤的燃燒和(hé)煙(yān)氣吸收以後,脫硫廢水(shuǐ)的成分會(huì)不斷變化,含有鈉離子、鈣離子、氯離子、硫酸離子和(hé)各種重金(jīn)屬離子,成分較多,并且随着發電設備的不停運轉,脫硫廢水(shuǐ)的水(shuǐ)質會(huì)出現(xiàn)較大(dà)變化,造成嚴重水(shuǐ)污染

4.2鹽含量較高(gāo)

根據實際生産情況可知(zhī),脫硫廢水(shuǐ)含有較高(gāo)的鹽量,随着電力供應需求變化,含鹽量也(yě)會(huì)發生很(hěn)大(dà)變化,一般變化範圍在每升三萬毫克和(hé)六萬毫克之間,與燃煤電廠(chǎng)的發電情況有着直接聯系。

4.3懸浮物含量較多

我國市場經濟體制下(xià),脫硫廢水(shuǐ)的主要處理(lǐ)工(gōng)藝使石灰石一石膏濕法脫硫,根據實際運行發電情況來(lái)看(kàn),懸浮物在脫硫廢水(shuǐ)的含量較多,最嚴重情況下(xià),可達每升五萬毫克,給燃煤電廠(chǎng)的正常運行帶來(lái)極大(dà)影響。

4.4腐蝕性較強

由于脫硫廢水(shuǐ)的成分較複雜(zá),含有較多酸性物質,具有較強腐蝕性,因此,在發電過程中,會(huì)對(duì)機械設備、管道(dào)造成了(le)嚴重腐蝕,是燃煤電廠(chǎng)目前急需解決的重要問題。

4.5硬度強,易結垢

在運用(yòng)石灰石和(hé)石膏進行脫硫處理(lǐ)以後,廢水(shuǐ)中會(huì)含有大(dà)量的鎂離子、鈣離子等,并且硫酸鈣基本呈現(xiàn)飽和(hé)狀态,一旦溫度升高(gāo),脫硫廢水(shuǐ)很(hěn)容易結構,具有較強硬度,使設備的使用(yòng)壽命受到(dào)嚴重影響。

濾機壓濾之後,進行沉澱物的固液分離操作(zuò)。在按照脫硫廢水(shuǐ)處理(lǐ)工(gōng)藝的工(gōng)序進行沉澱處理(lǐ)時(shí),上(shàng)部分的淨水(shuǐ)必須經過PH值檢測和(hé)懸浮物含量檢測達标後,才可以由淨水(shuǐ)泵向外(wài)排出,否則将按照混凝沉澱到(dào)綜合處理(lǐ)的工(gōng)序進行重新淨化,以達到(dào)提高(gāo)水(shuǐ)資源利用(yòng)率的目的。

5 火力發電廠(chǎng)廢水(shuǐ)的處理(lǐ)方式

5.1 廢水(shuǐ)集中處理(lǐ)系統簡介

預處理(lǐ)軟化除硬。

針對(duì)進水(shuǐ)鈣、鎂離子含量高(gāo)的特點,向澄清器中投加碳酸鈉和(hé)石灰藥劑,分别與水(shuǐ)中的鈣、鎂離子反應生成碳酸鈣和(hé)氫氧化鎂沉澱,産水(shuǐ)進入過濾器和(hé)離子交換器進一步去除水(shuǐ)中的剩餘硬度和(hé)懸浮物,保證系統運行過程中不産生無機垢類,同時(shí)去除重金(jīn)屬離子,預處理(lǐ)系統産水(shuǐ)進入反滲透(RO)單元。

RO 鹽分預濃縮。該單元采用(yòng)二級RO 對(duì)廢水(shuǐ)鹽分進行預濃縮,同時(shí)保證産品水(shuǐ)質量,RO 産生的濃水(shuǐ)進入正滲透MBC 單元。RO 采用(yòng)美(měi)國陶氏SW30 系列膜産品。

MBC 單元鹽分深度濃縮。正滲透MBC 技術特點在于利用(yòng)自(zì)然界的天然滲透原理(lǐ):以膜兩側溶液的滲透壓差作(zuò)爲驅動力,使得水(shuǐ)自(zì)發地從(cóng)原料液一側透過選擇透過性膜到(dào)達驅動液—側。此類技術已在國外(wài)的頁岩氣返排液處理(lǐ)中實現(xiàn)工(gōng)業化應用(yòng)。正滲透(FO)MBC 濃縮單元的主工(gōng)藝包括:FO膜裝置、産水(shuǐ)汲取液回收裝置、濃鹽水(shuǐ)汲取液回收裝置、産水(shuǐ)精處理(lǐ)系統(RO 系統)等。此外(wài)還配置了(le)凝結水(shuǐ)、循環冷卻水(shuǐ)、阻垢劑加藥、化學清洗等輔助裝置。FO 膜采用(yòng)美(měi)國Oasys 公司的8 英寸膜。該單元将RO 系統預濃縮後得到(dào)的含鹽水(shuǐ)鹽分濃縮至200g/L 左右,随後進入結晶幹燥單元,将結晶幹燥單元的處理(lǐ)規模降至最小(xiǎo)。
 

蒸發結晶。正滲透産水(shuǐ)回到(dào)一級反滲透原水(shuǐ)箱,其濃水(shuǐ)進入蒸發結晶系統處理(lǐ),最終形成結晶鹽。結晶器滿足80%~120%的設計(jì)負荷。結晶幹燥選擇蒸汽熱法, 采用(yòng)進口熱力蒸汽壓縮強制循環結晶器,在淡鹽水(shuǐ)蒸發過程使之結晶。選擇真空(kōng)蒸發結晶工(gōng)藝, 采用(yòng)MESSO 強制循環結晶器(德國GEA 公司)來(lái)實現(xiàn)所需蒸發量并獲得高(gāo)品質冷凝液。裝置産生的二次蒸汽通過1 台熱力蒸汽壓縮機(TVC)來(lái)壓縮,TVC 的使用(yòng)有效地降低(dī)了(le)蒸汽耗量。

5.2 脫硫廢水(shuǐ)處理(lǐ)工(gōng)藝

脫硫廢水(shuǐ)由于其污染嚴重的特點,一般采用(yòng)多種廢水(shuǐ)處理(lǐ)的工(gōng)藝進行綜合處理(lǐ),如凝聚澄清工(gōng)藝和(hé)酸堿中和(hé)工(gōng)藝相結合等。脫硫廢水(shuǐ)一方面要注重廢水(shuǐ)廢料處理(lǐ)是否達标,另一方面也(yě)要注重整體pH值中和(hé)。

脫硫廢水(shuǐ)中主要的污染成分是大(dà)量的硫化物和(hé)鹽類以及懸浮顆粒物,所以針對(duì)脫硫廢水(shuǐ)的處理(lǐ)要分爲幾個不同的工(gōng)序:

首先,對(duì)廢水(shuǐ)進行酸堿中和(hé)處理(lǐ),脫硫廢水(shuǐ)的pH值大(dà)概是4~6,經過中和(hé)反應箱能(néng)将pH值升高(gāo)到(dào)9.5,在這(zhè)個處理(lǐ)過程中重金(jīn)屬會(huì)和(hé)氫氧化鈣結合形成沉澱物。

其次,對(duì)廢水(shuǐ)進行沉降工(gōng)藝處理(lǐ),主要是針對(duì)金(jīn)屬離子和(hé)氫氧離子形成的氫氧化物進行沉澱,氫氧化物具有高(gāo)溶解度的特性,所以還要添加适當濃度的硫化物,将金(jīn)屬離子做進一步的沉澱。需要注意的是,硫化物本身具有高(gāo)污染性的特征,要嚴格按照火力發電廠(chǎng)的操作(zuò)規範進行廢水(shuǐ)處理(lǐ),防止硫化物使用(yòng)不當産生更加嚴重的廢水(shuǐ)污染。A市某大(dà)型火力發電廠(chǎng)在這(zhè)個階段使用(yòng)型号爲TMT15的硫化物進行作(zuò)業,将其濃度控制在5%。

緊接着要對(duì)廢水(shuǐ)進行絮凝工(gōng)藝處理(lǐ),絮凝工(gōng)藝是指使用(yòng)PAC溶液将廢水(shuǐ)析出的小(xiǎo)晶體固化,使其更加容易被沉澱。PAC溶液的選用(yòng)十分重要,要根據廢水(shuǐ)處理(lǐ)的工(gōng)藝進行準确處理(lǐ)。在必要的情況下(xià)還可以使用(yòng)助凝劑讓晶體沉澱更加迅速。澄清工(gōng)藝是最後的處理(lǐ)方式,将以上(shàng)處理(lǐ)過後的廢水(shuǐ)放(fàng)入澄清設備,将廢水(shuǐ)中的固體和(hé)液體分離,通過對(duì)pH值的測定判斷廢水(shuǐ)處理(lǐ)是否符合相關标準。

在脫硫廢水(shuǐ)處理(lǐ)的過程中,藥品添加系統和(hé)污泥處理(lǐ)是工(gōng)業廢水(shuǐ)處理(lǐ)容易被忽視(shì)的地方。藥品添加系統不作(zuò)爲廢水(shuǐ)處理(lǐ)中的獨立系統存在,而是作(zuò)爲廢水(shuǐ)處理(lǐ)系統的重要支撐。在上(shàng)文(wén)的處理(lǐ)系統中我們可以得知(zhī)在廢水(shuǐ)處理(lǐ)的多個階段都需要藥品作(zuò)爲輔助。脫硫廢水(shuǐ)處理(lǐ)中的藥品添加系統主要分爲石灰乳添加系統、PAC添加系統、硫化物添加系統和(hé)助凝劑添加系統等。藥品添加系統的運作(zuò)要注重藥品的濃度控制和(hé)容量控制,在合适的情況下(xià)對(duì)藥品進行添加工(gōng)作(zuò)。污泥處理(lǐ)是廢水(shuǐ)處理(lǐ)之後留下(xià)的高(gāo)污染性污泥處理(lǐ)步驟,污泥存在于澄清工(gōng)藝的最後一個步驟中,将澄清設備底部的污泥進行采集後使用(yòng)離心脫水(shuǐ)機或闆框壓濾機進行脫水(shuǐ)作(zuò)業,将脫水(shuǐ)作(zuò)業後的污泥運輸到(dào)合适的加工(gōng)處理(lǐ)場地,視(shì)情況進行回收再利用(yòng)或者丢棄。

5.3 節約成本的措施:爲了(le)進一步減少藥劑的成本,我們可以在藥劑投加前做優化試驗,減少混凝劑加藥量。在不加入混凝劑的情況下(xià),隻投加助凝劑也(yě)可以取得非常好(hǎo)的出水(shuǐ)效果。另外(wài)可以在藥劑的投加順序上(shàng)進行修改,先助凝劑後混凝劑也(yě)可以取得良好(hǎo)的處理(lǐ)效果。

5.4 解決排放(fàng)問題的措施:許多環保部門(mén)不允許電廠(chǎng)将廢水(shuǐ)直接排放(fàng),我們可以采取排入其他(tā)系統統一處理(lǐ)的方式來(lái)處理(lǐ)廢水(shuǐ)。主要有以下(xià)幾種:1。利用(yòng)煙(yān)道(dào)氣處理(lǐ)。主要方法是将廢水(shuǐ)霧化後噴入煙(yān)氣,充分利用(yòng)煙(yān)氣所含的熱量使廢水(shuǐ)蒸發,從(cóng)而廢水(shuǐ)污染物轉爲結晶轉出。2。與水(shuǐ)力除灰一起處理(lǐ)。可以将脫硫廢水(shuǐ)排放(fàng)至水(shuǐ)力除灰的灰水(shuǐ)中統一處理(lǐ)。主要的原理(lǐ)是利用(yòng)絮凝的吸附作(zuò)用(yòng),降低(dī)灰水(shuǐ)中的懸浮固體的含量,包裹廢水(shuǐ)中重金(jīn)屬,降低(dī)重金(jīn)屬的濃度。

5.5 設備運行維護:設備停運後要及時(shí)對(duì)設備進行清洗,其中闆框壓濾機每次停運後必須清洗濾布。PH計(jì)、濁度儀等也(yě)應該及時(shí)清洗,保護探頭。

6 結語

廢水(shuǐ)處理(lǐ)是當前火力發電廠(chǎng)的重點工(gōng)作(zuò),本文(wén)通過對(duì)廢水(shuǐ)治理(lǐ)方法和(hé)脫硫廢水(shuǐ)處理(lǐ)工(gōng)藝在火力發電廠(chǎng)中的應用(yòng)簡單介紹,探讨了(le)廢水(shuǐ)處理(lǐ)可以在怎樣的方向進行優化,從(cóng)而爲火電廠(chǎng)廢水(shuǐ)處理(lǐ)成本進一步降低(dī),技術得到(dào)進一步創新做出貢獻。