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正滲透技術(shù)應用于脫硫廢水處理(lǐ)的基礎研究
浏覽:572 發布日(rì)期:2019-08-19 08:19:11

大(dà)型火(huǒ)力發電廠(chǎng)是我國(guó)電力的主要來(lái)源,也是污染的大(dà)戶之一。在綠色發展方面,環保和節能減排的擔子更多地依靠火(huǒ)電廠(chǎng)的新技術(shù)和處理(lǐ)方式,要注重結合當地實際情況對廢水進行及時分(fēn)類和處理(lǐ),以免對環境造成更嚴重的污染。

1 火(huǒ)力發電廠(chǎng)廢水治理(lǐ)和廢水處理(lǐ)方式的創新意義

廢水治理(lǐ)在國(guó)内伴随工(gōng)業發展已經有了一定的技術(shù)基礎,但(dàn)是我們可(kě)以看(kàn)到在很多地方還(hái)存在着一些問(wèn)題,比如(rú)工(gōng)藝流程不夠完善,設備檢修維護不夠到位造成的處理(lǐ)結果不達标,選用的處理(lǐ)藥品較爲低劣等,針對這些問(wèn)題,筆者認爲可(kě)以通過環保意識增強和技術(shù)革新來(lái)解決。

首先,要樹(shù)立節能減排環境保護的發展意識,不能隻顧眼前利益而忽視了廢水排放(fàng)與治理(lǐ)。在沒有建立起良好的廢水排放(fàng)處理(lǐ)和回收利用體(tǐ)系的火(huǒ)力發電廠(chǎng)中,廢水處理(lǐ)往往被視爲一種“出力不討(tǎo)好”的行爲,但(dàn)是當電廠(chǎng)真正将廢水完善處理(lǐ)納入體(tǐ)系之後,會發現這一行爲對電廠(chǎng)的發電效率有着一定的提高作(zuò)用。

其次,要注重廢水處理(lǐ)的技術(shù)創新。脫硫廢水的處理(lǐ)需要多個流程,可(kě)以針對多個流程的特點進行優化,如(rú)将中和設備、絮凝設備和沉降設備進行集中模塊化建設,使得(de)建設成本和處理(lǐ)成本都(dōu)得(de)到降低,使得(de)廢水處理(lǐ)工(gōng)藝得(de)到簡化。

2 火(huǒ)力發電廠(chǎng)廢水的主要來(lái)源

火(huǒ)力發電廠(chǎng)的廢水主要來(lái)源是灰場廢水、生(shēng)活用水和工(gōng)業用水三種,工(gōng)業廢水的處理(lǐ)是本文的重點探討(tǎo)對象。工(gōng)業廢水又被分(fēn)爲持續性廢水和非持續性廢水。持續性廢水是指在火(huǒ)力發電廠(chǎng)一天的運轉當中,這種類型的廢水會進行持續性排放(fàng),如(rú)工(gōng)業水預處理(lǐ)裝置産生(shēng)的廢水、鍋爐排污誰以及實驗室排水等都(dōu)屬于持續性廢水。而非持續性廢水主要來(lái)自(zì)檢修時産生(shēng)的廢水或者是沒有規律産生(shēng)的廢水。如(rú)對設備進行化學性清洗産生(shēng)的廢水、油區的含油廢水等。針對節能減排、保護環境的當前形勢,目前廢水處理(lǐ)工(gōng)作(zuò)中較爲重要的是脫硫廢水的處理(lǐ)與合理(lǐ)排放(fàng)。脫硫廢水是電廠(chǎng)使用以濕式石灰石和石膏進行脫硫工(gōng)藝而産生(shēng)的工(gōng)業廢水。脫硫廢水和電廠(chǎng)其它種類的廢水相(xiàng)比,水中的污染物含量較高,含有各種無機(jī)鹽和重金屬,對環境的損傷較大(dà)。

3 燃煤電廠(chǎng)脫硫廢水的來(lái)源

根據我國(guó)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(shù),是最常用、最可(kě)靠、效率最高的脫硫工(gōng)藝,在其它國(guó)家的脫硫處理(lǐ)中應用也非常廣泛。一般情況下,鍋爐煙氣濕法脫硫過程産生(shēng)的廢水主要是來(lái)源于脫硫塔排放(fàng)廢水,在進行濕法脫硫的過程中,煤的燃燒、石灰石的溶解等都(dōu)會産生(shēng)大(dà)量煙氣、懸浮物和雜質,對水會造成一定污染。脫硫廢水的主要成分(fēn)有過飽和的亞硫酸鹽、懸浮物和硫酸鹽以及重金屬,由于大(dà)部分(fēn)物質都(dōu)是國(guó)家環保标準中規定的第一類污染物,對環境污染嚴重較強,因此,必須對脫硫廢水進行有效處理(lǐ)以後才可(kě)以排放(fàng)。

4 燃煤電廠(chǎng)脫硫廢水的特點

4.1成分(fēn)較多,水質變化較大(dà)

在經過煤的燃燒和煙氣吸收以後,脫硫廢水的成分(fēn)會不斷變化,含有鈉離(lí)子、鈣離(lí)子、氯離(lí)子、硫酸離(lí)子和各種重金屬離(lí)子,成分(fēn)較多,并且随着發電設備的不停運轉,脫硫廢水的水質會出現較大(dà)變化,造成嚴重水污染

4.2鹽含量較高

根據實際生(shēng)産情況可(kě)知,脫硫廢水含有較高的鹽量,随着電力供應需求變化,含鹽量也會發生(shēng)很大(dà)變化,一般變化範圍在每升三萬毫克和六萬毫克之間,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(guó)市場經濟體(tǐ)制下,脫硫廢水的主要處理(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),懸浮物在脫硫廢水的含量較多,最嚴重情況下,可(kě)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(yǐng)響。

4.4腐蝕性較強

由于脫硫廢水的成分(fēn)較複雜,含有較多酸性物質,具有較強腐蝕性,因此,在發電過程中,會對機(jī)械設備、管道造成了嚴重腐蝕,是燃煤電廠(chǎng)目前急需解決的重要問(wèn)題。

4.5硬度強,易結垢

在運用石灰石和石膏進行脫硫處理(lǐ)以後,廢水中會含有大(dà)量的鎂離(lí)子、鈣離(lí)子等,并且硫酸鈣基本呈現飽和狀态,一旦溫度升高,脫硫廢水很容易結構,具有較強硬度,使設備的使用壽命受到嚴重影(yǐng)響。

濾機(jī)壓濾之後,進行沉澱物的固液分(fēn)離(lí)操作(zuò)。在按照(zhào)脫硫廢水處理(lǐ)工(gōng)藝的工(gōng)序進行沉澱處理(lǐ)時,上部分(fēn)的淨水必須經過PH值檢測和懸浮物含量檢測達标後,才可(kě)以由淨水泵向外排出,否則将按照(zhào)混凝沉澱到綜合處理(lǐ)的工(gōng)序進行重新淨化,以達到提高水資源利用率的目的。

5 火(huǒ)力發電廠(chǎng)廢水的處理(lǐ)方式

5.1 廢水集中處理(lǐ)系統簡介

預處理(lǐ)軟化除硬。

針對進水鈣、鎂離(lí)子含量高的特點,向澄清器中投加碳酸鈉和石灰藥劑,分(fēn)别與水中的鈣、鎂離(lí)子反應生(shēng)成碳酸鈣和氫氧化鎂沉澱,産水進入過濾器和離(lí)子交換器進一步去(qù)除水中的剩餘硬度和懸浮物,保證系統運行過程中不産生(shēng)無機(jī)垢類,同時去(qù)除重金屬離(lí)子,預處理(lǐ)系統産水進入反滲透(RO)單元。

RO 鹽分(fēn)預濃縮。該單元采用二級RO 對廢水鹽分(fēn)進行預濃縮,同時保證産品水質量,RO 産生(shēng)的濃水進入正滲透MBC 單元。RO 采用美國(guó)陶氏SW30 系列膜産品。

MBC 單元鹽分(fēn)深度濃縮。正滲透MBC 技術(shù)特點在于利用自(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(de)水自(zì)發地從(cóng)原料液一側透過選擇透過性膜到達驅動液—側。此類技術(shù)已在國(guó)外的頁岩氣返排液處理(lǐ)中實現工(gōng)業化應用。正滲透(FO)MBC 濃縮單元的主工(gōng)藝包括:FO膜裝置、産水汲取液回收裝置、濃鹽水汲取液回收裝置、産水精處理(lǐ)系統(RO 系統)等。此外還(hái)配置了凝結水、循環冷(lěng)卻水、阻垢劑加藥、化學清洗等輔助裝置。FO 膜采用美國(guó)Oasys 公司的8 英寸膜。該單元将RO 系統預濃縮後得(de)到的含鹽水鹽分(fēn)濃縮至200g/L 左右,随後進入結晶幹燥單元,将結晶幹燥單元的處理(lǐ)規模降至最小。
 

蒸發結晶。正滲透産水回到一級反滲透原水箱,其濃水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(rè)法, 采用進口熱(rè)力蒸汽壓縮強制循環結晶器,在淡鹽水蒸發過程使之結晶。選擇真空蒸發結晶工(gōng)藝, 采用MESSO 強制循環結晶器(德國(guó)GEA 公司)來(lái)實現所需蒸發量并獲得(de)高品質冷(lěng)凝液。裝置産生(shēng)的二次蒸汽通過1 台熱(rè)力蒸汽壓縮機(jī)(TVC)來(lái)壓縮,TVC 的使用有效地降低了蒸汽耗量。

5.2 脫硫廢水處理(lǐ)工(gōng)藝

脫硫廢水由于其污染嚴重的特點,一般采用多種廢水處理(lǐ)的工(gōng)藝進行綜合處理(lǐ),如(rú)凝聚澄清工(gōng)藝和酸堿中和工(gōng)藝相(xiàng)結合等。脫硫廢水一方面要注重廢水廢料處理(lǐ)是否達标,另一方面也要注重整體(tǐ)pH值中和。

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

首先,對廢水進行酸堿中和處理(lǐ),脫硫廢水的pH值大(dà)概是4~6,經過中和反應箱能将pH值升高到9.5,在這個處理(lǐ)過程中重金屬會和氫氧化鈣結合形成沉澱物。

其次,對廢水進行沉降工(gōng)藝處理(lǐ),主要是針對金屬離(lí)子和氫氧離(lí)子形成的氫氧化物進行沉澱,氫氧化物具有高溶解度的特性,所以還(hái)要添加适當濃度的硫化物,将金屬離(lí)子做進一步的沉澱。需要注意的是,硫化物本身(shēn)具有高污染性的特征,要嚴格按照(zhào)火(huǒ)力發電廠(chǎng)的操作(zuò)規範進行廢水處理(lǐ),防止硫化物使用不當産生(shēng)更加嚴重的廢水污染。A市某大(dà)型火(huǒ)力發電廠(chǎng)在這個階段使用型号爲TMT15的硫化物進行作(zuò)業,将其濃度控制在5%。

緊接着要對廢水進行絮凝工(gōng)藝處理(lǐ),絮凝工(gōng)藝是指使用PAC溶液将廢水析出的小晶體(tǐ)固化,使其更加容易被沉澱。PAC溶液的選用十分(fēn)重要,要根據廢水處理(lǐ)的工(gōng)藝進行準确處理(lǐ)。在必要的情況下還(hái)可(kě)以使用助凝劑讓晶體(tǐ)沉澱更加迅速。澄清工(gōng)藝是最後的處理(lǐ)方式,将以上處理(lǐ)過後的廢水放(fàng)入澄清設備,将廢水中的固體(tǐ)和液體(tǐ)分(fēn)離(lí),通過對pH值的測定判斷廢水處理(lǐ)是否符合相(xiàng)關标準。

在脫硫廢水處理(lǐ)的過程中,藥品添加系統和污泥處理(lǐ)是工(gōng)業廢水處理(lǐ)容易被忽視的地方。藥品添加系統不作(zuò)爲廢水處理(lǐ)中的獨立系統存在,而是作(zuò)爲廢水處理(lǐ)系統的重要支撐。在上文的處理(lǐ)系統中我們可(kě)以得(de)知在廢水處理(lǐ)的多個階段都(dōu)需要藥品作(zuò)爲輔助。脫硫廢水處理(lǐ)中的藥品添加系統主要分(fēn)爲石灰乳添加系統、PAC添加系統、硫化物添加系統和助凝劑添加系統等。藥品添加系統的運作(zuò)要注重藥品的濃度控制和容量控制,在合适的情況下對藥品進行添加工(gōng)作(zuò)。污泥處理(lǐ)是廢水處理(lǐ)之後留下的高污染性污泥處理(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離(lí)心脫水機(jī)或闆框壓濾機(jī)進行脫水作(zuò)業,将脫水作(zuò)業後的污泥運輸到合适的加工(gōng)處理(lǐ)場地,視情況進行回收再利用或者丢棄。

5.3 節約成本的措施:爲了進一步減少藥劑的成本,我們可(kě)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,隻投加助凝劑也可(kě)以取得(de)非常好的出水效果。另外可(kě)以在藥劑的投加順序上進行修改,先助凝劑後混凝劑也可(kě)以取得(de)良好的處理(lǐ)效果。

5.4 解決排放(fàng)問(wèn)題的措施:許多環保部門(mén)不允許電廠(chǎng)将廢水直接排放(fàng),我們可(kě)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。主要有以下幾種:1。利用煙道氣處理(lǐ)。主要方法是将廢水霧化後噴入煙氣,充分(fēn)利用煙氣所含的熱(rè)量使廢水蒸發,從(cóng)而廢水污染物轉爲結晶轉出。2。與水力除灰一起處理(lǐ)。可(kě)以将脫硫廢水排放(fàng)至水力除灰的灰水中統一處理(lǐ)。主要的原理(lǐ)是利用絮凝的吸附作(zuò)用,降低灰水中的懸浮固體(tǐ)的含量,包裹廢水中重金屬,降低重金屬的濃度。

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

6 結語

廢水處理(lǐ)是當前火(huǒ)力發電廠(chǎng)的重點工(gōng)作(zuò),本文通過對廢水治理(lǐ)方法和脫硫廢水處理(lǐ)工(gōng)藝在火(huǒ)力發電廠(chǎng)中的應用簡單介紹,探討(tǎo)了廢水處理(lǐ)可(kě)以在怎樣的方向進行優化,從(cóng)而爲火(huǒ)電廠(chǎng)廢水處理(lǐ)成本進一步降低,技術(shù)得(de)到進一步創新做出貢獻。