1鍋爐脫硫廢水產(chǎn)生的原因與處理的重要意義

鍋爐煙氣濕法脫硫(石灰石/石膏法)過程產(chǎn)生的廢水主要來源于石膏脫水和清洗系統(tǒng)吸收塔排放水，是為了維持脫硫裝置漿液循環(huán)系統(tǒng)物質(zhì)的平衡，防止煙氣中可溶部分即氯濃度超過規(guī)定值和保證石膏質(zhì)量，從系統(tǒng)中產(chǎn)生并排放的。為達(dá)到國家二級排放標(biāo)準(zhǔn)，需去除廢水中的重金屬、懸浮物等;調(diào)節(jié)其pH值至合適的范圍內(nèi)。國家二級排放標(biāo)準(zhǔn)與典型的脫硫廢水對比指標(biāo)如表1。

2脫硫廢水處理工藝原理

廢水中含有的雜質(zhì)主要包括懸浮物、過飽和的亞硫酸鹽、硫酸鹽以及重金屬，現(xiàn)階段流行的濕法脫硫廢水的主要特征是:(1)廢液呈現(xiàn)弱酸性，PH值低;懸浮物高，但顆粒細(xì)小，主要成分為粉塵和脫硫產(chǎn)物(CaSO4與CaSO3)。(2)含有可溶性的氯化物和氟化物、硝酸鹽等;還有Hg、CdPb、Ni、As、Cr等重金屬離子?；跐穹摿驈U水這些性質(zhì)，主要采用物化法針對不同種類的污染物，分別創(chuàng)造相應(yīng)的理化反應(yīng)條件，使之予以徹底去除，主要的反應(yīng)步驟如下:(1)PH調(diào)整:用氫氧化鈣/石灰漿［Ca(OH)2］對廢液進(jìn)行堿化處理，部分重金屬以氫氧化物的形式沉淀出來，并中和廢水中的酸性物質(zhì)。調(diào)整廢水PH值在9.0～9.5之間，為后續(xù)處理工藝環(huán)節(jié)創(chuàng)造適宜的反應(yīng)條件。(2)沉淀處理:加入有機(jī)硫化物、TMT(Trimer～Capto－Trianzin)，使某些重金屬形成沉淀如鎘、鉛、汞等。(3)絮凝、助凝處理:通過投加絮凝劑FeClSO4和適量的助凝劑(聚合電解質(zhì)陰離子型)使得廢水中的大部分懸浮物沉淀下來。(4)壓榨處理、中和處理:將沉淀物通過壓濾機(jī)進(jìn)行脫水，并加入鹽酸進(jìn)行中和排放。

3廢水處理設(shè)備與工藝介紹

根據(jù)脫硫廢水處理的工藝原理，脫硫廢水處理主要包括以下四個分系統(tǒng):廢水處理系統(tǒng)、化學(xué)加藥系統(tǒng)、污泥處理系統(tǒng)及配套的監(jiān)控與自動化系統(tǒng)。

3.1廢水處理工藝(圖1)

(1)石灰石堿化處理，這一步主要是在pH工藝調(diào)整箱內(nèi)完成。采用氫氧化鈣/石灰漿［Ca(OH)2］進(jìn)行堿化處理，加石灰漿進(jìn)行廢水堿化處理，水中的酸(H2SO4、H2SO3)按如下反應(yīng)得到中和:H2SO4+Ca(OH)→2CaSO4+2H2OH2SO3+Ca(OH)→2CaSO3+2H2O一般情況下三價重金屬離子比二價金屬離子更容易沉淀，當(dāng)PH值達(dá)到9.0～9.5時，二價和三價的重金屬離子通過形成微溶的氫氧化物從廢水中沉淀出來，同時石灰漿液中的Ca2+還能與廢水中的部分F－反應(yīng)，生成難溶的CaF2;與As3+絡(luò)合生成Ca(AsO2)2等難溶物質(zhì)。反應(yīng)式入下:Me2++2OHMe(OH)2Me3++3OHMe(OH)3三價金屬離子沉淀的PH值通常低于二價金屬離子，由于各重金屬離子以不同的PH值沉淀出來，因此這一步是各氫氧化物形成的決定性步驟。此外金屬離子發(fā)生沉淀的PH值還受存在于FGD廢水中的大量的過量電解質(zhì)影響。PH工藝調(diào)整箱內(nèi)，水力停留時間約1.0h。池底安裝穿孔曝氣管對脫硫廢水進(jìn)行預(yù)曝氣，增加水中溶解氧。因脫硫廢水排出時溫度較高，故采用不銹鋼穿孔管。(2)沉淀處理，這一反應(yīng)步驟主要在沉淀池內(nèi)完成。并非所有的重金屬都能以氫氧化物形式完全沉淀出來，尤其是鎘和汞。因此，有機(jī)硫(TMT15)根據(jù)被處理的廢水量按比例加入。有機(jī)硫首先與鎘和汞形成微溶的化合物，以固體形式沉淀出來?；镜姆磻?yīng)原理式是(以汞為例):Hg+S－2HgS。(3)絮凝、助凝反應(yīng):這一階段在絮凝池內(nèi)絮凝池至沉淀濃縮池間完成:從沉降池中沉淀出來的氫氧化物和硫化物，與脫硫原廢水中的固體一樣，粒子都很細(xì)，分散在整個體系中，很難沉降。為了改善固體物的沉降行為，向廢水中加入絮凝劑(FeClSO4)，形成氫氧化鐵/Fe(OH)3小粒子絮凝物。重金屬氫氧化物及化合物附在氫氧化鐵小粒子絮凝物上，形成較大的更易沉降的絮凝物。這一過程在絮凝池內(nèi)完成。絮凝池中都裝有攪拌器，確保廢水和化學(xué)物質(zhì)的均勻混合。為了減少已形成的絮凝物的破碎，絮凝箱中的攪拌器轉(zhuǎn)速比前兩個反應(yīng)箱的稍小。為了促進(jìn)沉降池和絮凝箱中絮凝粒子的形成，需要在澄清濃縮池中加入從澄清池中抽出的少許恒定量的接觸泥漿，已形成沉降物晶核，如脫硫廢水工藝流程圖所示。廢水流出絮凝箱經(jīng)管道混合器，即向其中加入助凝劑(聚電解質(zhì)陰離子型)，以產(chǎn)生更易于沉降的大絮凝粒子。

3.2化學(xué)加藥系統(tǒng)化學(xué)藥品系統(tǒng)的作用主要是對藥品進(jìn)行貯存、攪拌混合，配成所需濃度的溶液，均由計量泵定量加入到相應(yīng)加藥點(diǎn)。加藥系統(tǒng)包括石灰漿加藥系統(tǒng)、有機(jī)硫(TMT15)加藥系統(tǒng)、絮凝劑(FeCLSO4)加藥系統(tǒng)、助凝劑加藥系統(tǒng)、鹽酸中和加藥系統(tǒng)。各系統(tǒng)的加藥量控制指標(biāo)等情況如表2所示。

3.3污泥壓榨處理系統(tǒng)及壓濾機(jī)的有關(guān)技術(shù)特點(diǎn)為徹底的清除脫硫廢水中產(chǎn)生的各類雜質(zhì)，現(xiàn)階段流行的處理方案是采用真空脫水皮帶對脫硫飽和溶液進(jìn)行真空過濾，或瀝干。采用真空皮帶過濾容易產(chǎn)生以下的問題，嚴(yán)重影響著脫硫廢水與過濾固體的質(zhì)量:(1)脫水皮帶系統(tǒng)配套設(shè)備多，系統(tǒng)故障影響。點(diǎn)多。(2)受到脫硫系統(tǒng)運(yùn)行的限制，如石膏品質(zhì)不高造成脫水皮帶脫水質(zhì)量和固體產(chǎn)出質(zhì)量不高。板框壓濾機(jī)在實際應(yīng)用中，結(jié)構(gòu)簡單、設(shè)備緊湊、過濾面積大而占地面積小、操作壓力高、濾餅含水量少、對各種物料的適用能力強(qiáng)，適用于間歇操作的場合。

板框壓濾機(jī)的濾室結(jié)構(gòu)由成組排列的濾板和濾框組成。板框壓濾機(jī)的濾板在表面設(shè)計有凹槽，用以安裝、支撐濾布，并引導(dǎo)過濾液的流向，而濾框和濾板在組裝后構(gòu)成液體流通通道，用以通入懸浮液、洗滌水和引出濾液。濾液通過輸料泵在一定的壓力下，從固定尾板的進(jìn)料孔進(jìn)入到各個濾室，經(jīng)過濾布，固體物被截留在濾室中，并逐步形成濾餅;液體則通過板框上的出水孔排出。隨著過濾過程的進(jìn)行，濾餅過濾開始，泥餅厚度逐漸增加，過濾阻力加大。過濾時間越長，分離效率越高?？驂簤簽V機(jī)通過壓緊濾板、進(jìn)料、濾餅壓榨、濾餅洗滌、濾餅吹掃、卸料等工序自動完成固、液的分離等工序。結(jié)構(gòu)與工作原理圖如圖2。

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