石灰石-石膏濕法脫硫廢水處理設備

　石灰石-石膏濕法脫硫廢水處理設備 石灰石-石膏濕法脫硫廢水處理設備

　石灰石–石膏濕法是現在很多電廠(chǎng)采用的脫硫方法，具有容量大，效果好等優(yōu)勢特點(diǎn)。但這種處理方式最大的不足就是會(huì )產(chǎn)生大量廢水。因此，探究有效的石灰石–石膏濕法脫硫廢水處理方法是有重要現實(shí)意義的。

　　1、石灰石–石膏濕法脫硫廢水特點(diǎn)

　　1.1 來(lái)源

　　鍋爐中的煤粉燃燒后會(huì )產(chǎn)生大量煙氣，由電除塵器初步除塵后，氣體進(jìn)入到引風(fēng)機中，并被引出至脫硫系統，由除霧器、增壓風(fēng)機和吸收塔綜合處理后，通過(guò)煙囪排放到大氣中。煙氣在吸收塔內時(shí)，伴隨吸收劑持續吸收二氧化碳，其有效成分將變成亞硫酸鈣，再經(jīng)過(guò)強制氧化變?yōu)槭?，吸收劑對煙氣進(jìn)行洗滌時(shí)，氯化物將溶解至吸收液當中，并使氯離子不斷富集。這種情況下，會(huì )產(chǎn)生以下影響：第一，使吸收液pH值明顯降低，影響脫硫率，產(chǎn)生結垢;第二，影響石膏品質(zhì)，降低其商業(yè)價(jià)值。實(shí)踐表明，如果吸收塔中漿液的質(zhì)量濃度超過(guò)700g/L，則吸收劑可以達到*反應，其脫硫能力減弱，氯離子濃度一般不能超過(guò)20mg/L，對此，要將漿液抽出到脫水車(chē)間進(jìn)行脫水。清洗和脫硫系統產(chǎn)生的廢水，以及從水力旋流器中產(chǎn)生的溢流水等均為廢水來(lái)源。

　　1.2 水質(zhì)

　　(1)濁度相對較高，含有大量懸浮物，顆粒物的黏性較低。

　　(2)廢水來(lái)水主要為酸性，其pH值為4.0~6.0。

　　(3)來(lái)水中的重金屬含量較高。

　　(4)含有F-。

　　(5)因氯離子實(shí)際含量較高，并且為酸性，所以會(huì )對設備、管道和構筑物造成一定程度的腐蝕。

　　(6)廢水溫度通常保持在45℃左右。

　　(7)生化需氧量相對較低。

　　(8)有定量無(wú)法溶解的細塵和硫酸鈣。

　　廢水水質(zhì)、水量和脫硫系統及煙氣主要成分等有密切關(guān)系。

　　2、石灰石–石膏濕法脫硫廢水處理基本流程

　　從廢水箱中排出的廢水先在水泵的作用下進(jìn)入三聯(lián)箱，即絮凝箱、中和箱和沉淀箱。其中，沉淀箱中，加入氫氧化鈣，使廢水pH值達到9.2~9.8，基于堿性條件，重金屬可生成沉淀;中和箱中，加入硫酸氯鐵與TMT-15，以此捕捉并去除重金屬，生成螯合物;再加入混凝劑，即硫酸氯鐵，使懸浮物發(fā)生混凝沉淀;絮凝箱中，加入助凝劑，使絮凝物開(kāi)始沉降，以去除懸浮物，經(jīng)過(guò)澄清器，清水不斷溢流到出水箱中，向出水箱中加入鹽酸將pH值調整到標準要求的6~9，并予以回用。

　　3、石灰石—石膏濕法脫硫廢水處理作用機理

　　3.1 中和中和主要起到以下兩個(gè)作用：

　　其一，酸堿中和，使廢水pH值升至9.0左右，這樣做的目的是：將廢水pH值控制在標準要求的范圍內;在這種pH值條件下，對沉淀反應有利。

　　其二，使重金屬沉淀，堿性環(huán)境下，銅和鋅都會(huì )生成沉淀物。

　　采用石灰漿做堿化處理過(guò)程中，鹽酸以下列反應被中和：

　　比鹽酸含量多的那部分OH-，其數量直接決定堿化處理后的廢水pH值。

　　因不同重金屬在不同堿性程度下被沉淀，所以這是生成氫氧化物的關(guān)鍵步驟。一般情況下，使三價(jià)金屬離子生成沉淀需要達到的pH值比二價(jià)金屬離子低。使沉淀生成的pH值還和電解質(zhì)及其影響有關(guān)。重金屬沉淀形式為微溶物，即氫氧化物，其反應過(guò)程為：

　　某電廠(chǎng)將這一步驟所用酸性藥劑確定為熟石灰粉，原因是其來(lái)源較廣、成本低、效果良好。另外，在堿性中和中使用熟石灰還可以起到其他作用：生成的氫氧化鈣能使雜質(zhì)凝聚;生成的氫氧化鈣可以和氟發(fā)生反應生成沉淀物，即氟化鈣，起到去氟作用;生成的氫氧化鈣可以和砷發(fā)生反應生成沉淀物，起到去砷作用。

　　3.2 沉淀

　　沉淀主要在沉淀箱完成，主要作用包括：去除銅、鋅、汞等在內的重金屬;去除鈣和鎂等在內的堿土金屬;去除氟、砷等在內的有毒非金屬。

　　對于金屬粒子，其反應生成氫氧化物沉淀的關(guān)鍵條件是溶液pH值。如果溶液從酸性變成弱酸性，則沉淀物溶解度將明顯降低，但對絕大多數重金屬沉淀物而言，都屬于兩性化合物，伴隨堿性不斷增強，化合物開(kāi)始絡(luò )合，導致溶解度有所增大。根據廢水的排水標準，并考慮防止沉淀物因絡(luò )合而發(fā)生溶解，需將pH值控制在8.0~9.0[3]。

　　確定溶液pH值后，硫和金屬的化合物將有著(zhù)比沉淀物更低的溶解度?；诖?，向沉淀箱添加有機硫可以更深層次的去除重金屬。溶液pH值維持在8.0~9.0時(shí)，硫和金屬化合物溶解度將變得很小，此時(shí)可認為去除了所有重金屬。

　　有機硫是現在很多電廠(chǎng)都開(kāi)始著(zhù)手使用的沉淀藥劑，將其濃度為15%左右的原藥液配制成濃度為2%的藥劑添加到沉淀箱當中，期間要使用計量泵進(jìn)行。

　　3.3 絮凝

　　經(jīng)過(guò)沉淀處理的廢水，還含有很多膠體物與懸浮物，此時(shí)應添加混凝劑進(jìn)行處理。目前主要使用以下幾種混凝劑：①硫酸鋁;②聚合lv化硫酸鐵;③三氯化鐵;④硫酸亞鐵。助凝劑以高分子凝聚劑與石灰為主。

　　上述研究提到的電廠(chǎng)將聚合lv化硫酸鐵作為絮凝劑，將陰離子型聚丙烯酰胺作為助凝劑。使用前，將濃度為40%的原藥劑配制成濃度為0.75%的適用藥劑，然后將其添加到絮凝箱當中;將固體的陰離子型聚丙烯酰胺配制成濃度為0.1%的適用溶液，然后將其添加到絮凝箱中。

　　3.4 濃縮和澄清

　　從絮凝箱中流出的水經(jīng)過(guò)下降管到達濃縮澄清器。下降時(shí)，顆粒將從分散狀態(tài)改變成絮狀沉淀，使硫化物及氫氧化物都得到進(jìn)一步的沉淀。廢水從下降管中流出開(kāi)始向上返折時(shí)，絮凝顆粒將由于重力無(wú)法返折，被留在澄清器的底部，僅少數污泥被泵抽送到中和箱中作為后續反應的晶種，其他均被泵送到板框壓濾機進(jìn)行脫水。完成以上過(guò)程的清水從圍堰中流出，進(jìn)入到出水箱中，在清水積蓄到一定程度以后，泵送出系統。

　　3.5 污泥脫水

　　留存于澄清器底部的污泥達到一定量后，開(kāi)啟輸送泵將其泵送到壓濾機中進(jìn)行脫水。從壓濾機中產(chǎn)生的濾液通過(guò)輸送管進(jìn)入溢流坑，坑中液位高度與設定高度相同時(shí)，由潛污泵將其泵送至中和箱，與新廢水同時(shí)進(jìn)行處理;產(chǎn)生的濾餅則采用汽車(chē)運出。

　　4、石灰石–石膏濕法脫硫廢水處理藥物投加

　　藥物投加是以上處理過(guò)程的重點(diǎn)，應引起高度重視。上述提到的電廠(chǎng)設有處理能力不低于18m3/h的脫硫廢水處理站，目前正處連續運行狀態(tài)。通過(guò)多次實(shí)驗與調試，確定既經(jīng)濟又能滿(mǎn)足處理強度要求的運行控制參數，如表2所示。

　　在這種運行模式下，系統出水水質(zhì)滿(mǎn)足一級標準，而且投加的所有藥劑均得到最大限度的使用，無(wú)浪費現象。

　　氫氧化鈣投加量根據中和箱廢水pH值來(lái)確定，在pH值小于8.5時(shí)進(jìn)行投加，達到8.5以上時(shí)停止投加。將其使用濃度確定為5%能對pH值進(jìn)行十分靈活的調節。

　　將陰離子型聚丙烯酰胺的使用濃度配制成0.1%的目的是其粉末在溶解以后會(huì )有很大黏性，并且溶液本身具有很強聚合力。在高黏度條件下對溶液進(jìn)行輸送，要配置專(zhuān)門(mén)的泵，還要增加流量，在選泵時(shí)應注意。

　　攪拌的作用是加強反應，因來(lái)水有較高SS值，且具有良好沉降性，能促進(jìn)懸浮物的沉降。除此之外，中和箱與沉淀箱的有效容積均在20m3以上，且廢水總停留時(shí)間一般不少于1min，這樣也可以促進(jìn)沉降?；诖?，需將轉速控制在高水平，避免通道因為懸浮物的大量沉降而堵塞。

　　陰離子型聚丙烯酰胺添加需在下降管處進(jìn)行，不可直接添加到絮凝箱中。如果直接添加到絮凝箱中，則懸浮物將變成絮凝體，在絮凝箱的底部大量沉淀。

　　有機硫、聚合lv化硫酸鐵和陰離子型聚丙烯酰胺的實(shí)際添加量均以廢水水量為依據確定和控制，可采用計量裝置自動(dòng)添加。

　　5、結論

　　1)考慮到石灰乳容易發(fā)生沉積，故應設置超聲波液位計，若無(wú)法實(shí)現，則應在進(jìn)口導管部位設置檢修閥門(mén)，并根據實(shí)際情況采取有效的防堵措施。

　　2)因懸浮物具有良好沉降性，所以在三箱中必然會(huì )產(chǎn)生固體。為避免固體物過(guò)造成堵塞，需對箱底進(jìn)行定期排污，一般按每7d進(jìn)行1次的頻率進(jìn)行。

　　3)因廢水含有很多固體物，而且還要在處理中添加石灰，所以設備及管路極易被堵，對此應經(jīng)常性的進(jìn)行檢查和排污。

　　4)計量泵與出口流量計必須進(jìn)行保護連鎖設置。如果石灰乳的管路被堵，則應對螺桿泵實(shí)施有效保護。

　　5)因廢水水質(zhì)復雜，所以所用表計必須具有良好環(huán)境適應能力，但這樣仍會(huì )對帶來(lái)很大風(fēng)險，必須做好定期檢查與校驗。