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正滲透技術應用(yòng)于脫硫廢水(shuǐ)處理(lǐ)的(de)基礎研究
浏覽:595 發布日期:2019-08-19 08:19:11

大(dà)型火力發電廠是我國電力的(de)主要來(lái)源,也(yě)是污染的(de)大(dà)戶之一。在綠色發展方面,環保和(hé)節能減排的(de)擔子更多(duō)地依靠火電廠的(de)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(fēn)類和(hé)處理(lǐ),以免對(duì)環境造成更嚴重的(de)污染。

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

廢水(shuǐ)治理(lǐ)在國内伴随工業發展已經有了(le)一定的(de)技術基礎,但是我們可(kě)以看到在很多(duō)地方還(hái)存在著(zhe)一些問題,比如工藝流程不夠完善,設備檢修維護不夠到位造成的(de)處理(lǐ)結果不達标,選用(yòng)的(de)處理(lǐ)藥品較爲低劣等,針對(duì)這(zhè)些問題,筆者認爲可(kě)以通(tōng)過環保意識增強和(hé)技術革新來(lái)解決。

首先,要樹立節能減排環境保護的(de)發展意識,不能隻顧眼前利益而忽視了(le)廢水(shuǐ)排放與治理(lǐ)。在沒有建立起良好的(de)廢水(shuǐ)排放處理(lǐ)和(hé)回收利用(yòng)體系的(de)火力發電廠中,廢水(shuǐ)處理(lǐ)往往被視爲一種“出力不討(tǎo)好”的(de)行爲,但是當電廠真正将廢水(shuǐ)完善處理(lǐ)納入體系之後,會發現這(zhè)一行爲對(duì)電廠的(de)發電效率有著(zhe)一定的(de)提高(gāo)作用(yòng)。

其次,要注重廢水(shuǐ)處理(lǐ)的(de)技術創新。脫硫廢水(shuǐ)的(de)處理(lǐ)需要多(duō)個(gè)流程,可(kě)以針對(duì)多(duō)個(gè)流程的(de)特點進行優化(huà),如将中和(hé)設備、絮凝設備和(hé)沉降設備進行集中模塊化(huà)建設,使得(de)建設成本和(hé)處理(lǐ)成本都得(de)到降低,使得(de)廢水(shuǐ)處理(lǐ)工藝得(de)到簡化(huà)。

2 火力發電廠廢水(shuǐ)的(de)主要來(lái)源

火力發電廠的(de)廢水(shuǐ)主要來(lái)源是灰場(chǎng)廢水(shuǐ)、生活用(yòng)水(shuǐ)和(hé)工業用(yòng)水(shuǐ)三種,工業廢水(shuǐ)的(de)處理(lǐ)是本文的(de)重點探討(tǎo)對(duì)象。工業廢水(shuǐ)又被分(fēn)爲持續性廢水(shuǐ)和(hé)非持續性廢水(shuǐ)。持續性廢水(shuǐ)是指在火力發電廠一天的(de)運轉當中,這(zhè)種類型的(de)廢水(shuǐ)會進行持續性排放,如工業水(shuǐ)預處理(lǐ)裝置産生的(de)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)自檢修時(shí)産生的(de)廢水(shuǐ)或者是沒有規律産生的(de)廢水(shuǐ)。如對(duì)設備進行化(huà)學性清洗産生的(de)廢水(shuǐ)、油區(qū)的(de)含油廢水(shuǐ)等。針對(duì)節能減排、保護環境的(de)當前形勢,目前廢水(shuǐ)處理(lǐ)工作中較爲重要的(de)是脫硫廢水(shuǐ)的(de)處理(lǐ)與合理(lǐ)排放。脫硫廢水(shuǐ)是電廠使用(yòng)以濕式石灰石和(hé)石膏進行脫硫工藝而産生的(de)工業廢水(shuǐ)。脫硫廢水(shuǐ)和(hé)電廠其它種類的(de)廢水(shuǐ)相比,水(shuǐ)中的(de)污染物(wù)含量較高(gāo),含有各種無機鹽和(hé)重金屬,對(duì)環境的(de)損傷較大(dà)。

3 燃煤電廠脫硫廢水(shuǐ)的(de)來(lái)源

根據我國燃煤電廠的(de)實際運行情況來(lái)看,石灰石一石膏濕法脫硫技術,是最常用(yòng)、最可(kě)靠、效率最高(gāo)的(de)脫硫工藝,在其它國家的(de)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(de)廢水(shuǐ)主要是來(lái)源于脫硫塔排放廢水(shuǐ),在進行濕法脫硫的(de)過程中,煤的(de)燃燒、石灰石的(de)溶解等都會産生大(dà)量煙(yān)氣、懸浮物(wù)和(hé)雜(zá)質,對(duì)水(shuǐ)會造成一定污染。脫硫廢水(shuǐ)的(de)主要成分(fēn)有過飽和(hé)的(de)亞硫酸鹽、懸浮物(wù)和(hé)硫酸鹽以及重金屬,由于大(dà)部分(fēn)物(wù)質都是國家環保标準中規定的(de)第一類污染物(wù),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(kě)以排放。

4 燃煤電廠脫硫廢水(shuǐ)的(de)特點

4.1成分(fēn)較多(duō),水(shuǐ)質變化(huà)較大(dà)

在經過煤的(de)燃燒和(hé)煙(yān)氣吸收以後,脫硫廢水(shuǐ)的(de)成分(fēn)會不斷變化(huà),含有鈉離子、鈣離子、氯離子、硫酸離子和(hé)各種重金屬離子,成分(fēn)較多(duō),并且随著(zhe)發電設備的(de)不停運轉,脫硫廢水(shuǐ)的(de)水(shuǐ)質會出現較大(dà)變化(huà),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(kě)知,脫硫廢水(shuǐ)含有較高(gāo)的(de)鹽量,随著(zhe)電力供應需求變化(huà),含鹽量也(yě)會發生很大(dà)變化(huà),一般變化(huà)範圍在每升三萬毫克和(hé)六萬毫克之間,與燃煤電廠的(de)發電情況有著(zhe)直接聯系。

4.3懸浮物(wù)含量較多(duō)

我國市場(chǎng)經濟體制下(xià),脫硫廢水(shuǐ)的(de)主要處理(lǐ)工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,懸浮物(wù)在脫硫廢水(shuǐ)的(de)含量較多(duō),最嚴重情況下(xià),可(kě)達每升五萬毫克,給燃煤電廠的(de)正常運行帶來(lái)極大(dà)影(yǐng)響。

4.4腐蝕性較強

由于脫硫廢水(shuǐ)的(de)成分(fēn)較複雜(zá),含有較多(duō)酸性物(wù)質,具有較強腐蝕性,因此,在發電過程中,會對(duì)機械設備、管道造成了(le)嚴重腐蝕,是燃煤電廠目前急需解決的(de)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)中會含有大(dà)量的(de)鎂離子、鈣離子等,并且硫酸鈣基本呈現飽和(hé)狀态,一旦溫度升高(gāo),脫硫廢水(shuǐ)很容易結構,具有較強硬度,使設備的(de)使用(yòng)壽命受到嚴重影(yǐng)響。

濾機壓濾之後,進行沉澱物(wù)的(de)固液分(fēn)離操作。在按照(zhào)脫硫廢水(shuǐ)處理(lǐ)工藝的(de)工序進行沉澱處理(lǐ)時(shí),上部分(fēn)的(de)淨水(shuǐ)必須經過PH值檢測和(hé)懸浮物(wù)含量檢測達标後,才可(kě)以由淨水(shuǐ)泵向外排出,否則将按照(zhào)混凝沉澱到綜合處理(lǐ)的(de)工序進行重新淨化(huà),以達到提高(gāo)水(shuǐ)資源利用(yòng)率的(de)目的(de)。

5 火力發電廠廢水(shuǐ)的(de)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(huà)除硬。

針對(duì)進水(shuǐ)鈣、鎂離子含量高(gāo)的(de)特點,向澄清器中投加碳酸鈉和(hé)石灰藥劑,分(fēn)别與水(shuǐ)中的(de)鈣、鎂離子反應生成碳酸鈣和(hé)氫氧化(huà)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(de)剩餘硬度和(hé)懸浮物(wù),保證系統運行過程中不産生無機垢類,同時(shí)去除重金屬離子,預處理(lǐ)系統産水(shuǐ)進入反滲透(RO)單元。

RO 鹽分(fēn)預濃縮。該單元采用(yòng)二級RO 對(duì)廢水(shuǐ)鹽分(fēn)進行預濃縮,同時(shí)保證産品水(shuǐ)質量,RO 産生的(de)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(fēn)深度濃縮。正滲透MBC 技術特點在于利用(yòng)自然界的(de)天然滲透原理(lǐ):以膜兩側溶液的(de)滲透壓差作爲驅動力,使得(de)水(shuǐ)自發地從原料液一側透過選擇透過性膜到達驅動液—側。此類技術已在國外的(de)頁岩氣返排液處理(lǐ)中實現工業化(huà)應用(yòng)。正滲透(FO)MBC 濃縮單元的(de)主工藝包括: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。此外還(hái)配置了(le)凝結水(shuǐ)、循環冷(lěng)卻水(shuǐ)、阻垢劑加藥、化(huà)學清洗等輔助裝置。FO 膜采用(yòng)美(měi)國Oasys 公司的(de)8 英寸膜。該單元将RO 系統預濃縮後得(de)到的(de)含鹽水(shuǐ)鹽分(fēn)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(de)處理(lǐ)規模降至最小。
 

蒸發結晶。正滲透産水(shuǐ)回到一級反滲透原水(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(de)設計負荷。結晶幹燥選擇蒸汽熱(rè)法, 采用(yòng)進口熱(rè)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。選擇真空蒸發結晶工藝, 采用(yòng)MESSO 強制循環結晶器(德國GEA 公司)來(lái)實現所需蒸發量并獲得(de)高(gāo)品質冷(lěng)凝液。裝置産生的(de)二次蒸汽通(tōng)過1 台熱(rè)力蒸汽壓縮機(TVC)來(lái)壓縮,TVC 的(de)使用(yòng)有效地降低了(le)蒸汽耗量。

5.2 脫硫廢水(shuǐ)處理(lǐ)工藝

脫硫廢水(shuǐ)由于其污染嚴重的(de)特點,一般采用(yòng)多(duō)種廢水(shuǐ)處理(lǐ)的(de)工藝進行綜合處理(lǐ),如凝聚澄清工藝和(hé)酸堿中和(hé)工藝相結合等。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(de)污染成分(fēn)是大(dà)量的(de)硫化(huà)物(wù)和(hé)鹽類以及懸浮顆粒物(wù),所以針對(duì)脫硫廢水(shuǐ)的(de)處理(lǐ)要分(fēn)爲幾個(gè)不同的(de)工序:

首先,對(duì)廢水(shuǐ)進行酸堿中和(hé)處理(lǐ),脫硫廢水(shuǐ)的(de)pH值大(dà)概是4~6,經過中和(hé)反應箱能将pH值升高(gāo)到9.5,在這(zhè)個(gè)處理(lǐ)過程中重金屬會和(hé)氫氧化(huà)鈣結合形成沉澱物(wù)。

其次,對(duì)廢水(shuǐ)進行沉降工藝處理(lǐ),主要是針對(duì)金屬離子和(hé)氫氧離子形成的(de)氫氧化(huà)物(wù)進行沉澱,氫氧化(huà)物(wù)具有高(gāo)溶解度的(de)特性,所以還(hái)要添加适當濃度的(de)硫化(huà)物(wù),将金屬離子做(zuò)進一步的(de)沉澱。需要注意的(de)是,硫化(huà)物(wù)本身具有高(gāo)污染性的(de)特征,要嚴格按照(zhào)火力發電廠的(de)操作規範進行廢水(shuǐ)處理(lǐ),防止硫化(huà)物(wù)使用(yòng)不當産生更加嚴重的(de)廢水(shuǐ)污染。A市某大(dà)型火力發電廠在這(zhè)個(gè)階段使用(yòng)型号爲TMT15的(de)硫化(huà)物(wù)進行作業,将其濃度控制在5%。

緊接著(zhe)要對(duì)廢水(shuǐ)進行絮凝工藝處理(lǐ),絮凝工藝是指使用(yòng)PAC溶液将廢水(shuǐ)析出的(de)小晶體固化(huà),使其更加容易被沉澱。PAC溶液的(de)選用(yòng)十分(fēn)重要,要根據廢水(shuǐ)處理(lǐ)的(de)工藝進行準确處理(lǐ)。在必要的(de)情況下(xià)還(hái)可(kě)以使用(yòng)助凝劑讓晶體沉澱更加迅速。澄清工藝是最後的(de)處理(lǐ)方式,将以上處理(lǐ)過後的(de)廢水(shuǐ)放入澄清設備,将廢水(shuǐ)中的(de)固體和(hé)液體分(fēn)離,通(tōng)過對(duì)pH值的(de)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(de)過程中,藥品添加系統和(hé)污泥處理(lǐ)是工業廢水(shuǐ)處理(lǐ)容易被忽視的(de)地方。藥品添加系統不作爲廢水(shuǐ)處理(lǐ)中的(de)獨立系統存在,而是作爲廢水(shuǐ)處理(lǐ)系統的(de)重要支撐。在上文的(de)處理(lǐ)系統中我們可(kě)以得(de)知在廢水(shuǐ)處理(lǐ)的(de)多(duō)個(gè)階段都需要藥品作爲輔助。脫硫廢水(shuǐ)處理(lǐ)中的(de)藥品添加系統主要分(fēn)爲石灰乳添加系統、PAC添加系統、硫化(huà)物(wù)添加系統和(hé)助凝劑添加系統等。藥品添加系統的(de)運作要注重藥品的(de)濃度控制和(hé)容量控制,在合适的(de)情況下(xià)對(duì)藥品進行添加工作。污泥處理(lǐ)是廢水(shuǐ)處理(lǐ)之後留下(xià)的(de)高(gāo)污染性污泥處理(lǐ)步驟,污泥存在于澄清工藝的(de)最後一個(gè)步驟中,将澄清設備底部的(de)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)作業,将脫水(shuǐ)作業後的(de)污泥運輸到合适的(de)加工處理(lǐ)場(chǎng)地,視情況進行回收再利用(yòng)或者丢棄。

5.3 節約成本的(de)措施:爲了(le)進一步減少藥劑的(de)成本,我們可(kě)以在藥劑投加前做(zuò)優化(huà)試驗,減少混凝劑加藥量。在不加入混凝劑的(de)情況下(xià),隻投加助凝劑也(yě)可(kě)以取得(de)非常好的(de)出水(shuǐ)效果。另外可(kě)以在藥劑的(de)投加順序上進行修改,先助凝劑後混凝劑也(yě)可(kě)以取得(de)良好的(de)處理(lǐ)效果。

5.4 解決排放問題的(de)措施:許多(duō)環保部門不允許電廠将廢水(shuǐ)直接排放,我們可(kě)以采取排入其他(tā)系統統一處理(lǐ)的(de)方式來(lái)處理(lǐ)廢水(shuǐ)。主要有以下(xià)幾種:1。利用(yòng)煙(yān)道氣處理(lǐ)。主要方法是将廢水(shuǐ)霧化(huà)後噴入煙(yān)氣,充分(fēn)利用(yòng)煙(yān)氣所含的(de)熱(rè)量使廢水(shuǐ)蒸發,從而廢水(shuǐ)污染物(wù)轉爲結晶轉出。2。與水(shuǐ)力除灰一起處理(lǐ)。可(kě)以将脫硫廢水(shuǐ)排放至水(shuǐ)力除灰的(de)灰水(shuǐ)中統一處理(lǐ)。主要的(de)原理(lǐ)是利用(yòng)絮凝的(de)吸附作用(yòng),降低灰水(shuǐ)中的(de)懸浮固體的(de)含量,包裹廢水(shuǐ)中重金屬,降低重金屬的(de)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、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)是當前火力發電廠的(de)重點工作,本文通(tōng)過對(duì)廢水(shuǐ)治理(lǐ)方法和(hé)脫硫廢水(shuǐ)處理(lǐ)工藝在火力發電廠中的(de)應用(yòng)簡單介紹,探討(tǎo)了(le)廢水(shuǐ)處理(lǐ)可(kě)以在怎樣的(de)方向進行優化(huà),從而爲火電廠廢水(shuǐ)處理(lǐ)成本進一步降低,技術得(de)到進一步創新做(zuò)出貢獻。