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正滲透技(jì)術應用于脫硫廢水(shuǐ)處理(lǐ)的(de)基礎研究
浏覽:601 發布日(rì)期:2019-08-19 08:19:11

大型火力發電(diàn)廠(chǎng)是我國(guó)電(diàn)力的(de)主要來(lái)源,也是污染的(de)大戶之一。在綠色發展方面,環保和(hé)節能減排的(de)擔子(zǐ)更多地(dì)依靠火電(diàn)廠(chǎng)的(de)新技(jì)術和(hé)處理(lǐ)方式,要注重結合當地(dì)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(de)污染。

1 火力發電(diàn)廠(chǎng)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(guó)內(nèi)伴随工(gōng)業(yè)發展已經有(yǒu)了一定的(de)技(jì)術基礎,但(dàn)是我們可以看(kàn)到在很(hěn)多地(dì)方還(hái)存在着一些問(wèn)題,比如工(gōng)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,選用的(de)處理(lǐ)藥品較為(wèi)低(dī)劣等,針對(duì)這(zhè)些問(wèn)題,筆(bǐ)者認為(wèi)可以通(tōng)過環保意識增強和(hé)技(jì)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(shì)了廢水(shuǐ)排放(fàng)與治理(lǐ)。在沒有(yǒu)建立起良好(hǎo)的(de)廢水(shuǐ)排放(fàng)處理(lǐ)和(hé)回收利用體(tǐ)系的(de)火力發電(diàn)廠(chǎng)中,廢水(shuǐ)處理(lǐ)往往被視(shì)為(wèi)一種“出力不讨好(hǎo)”的(de)行為(wèi),但(dàn)是當電(diàn)廠(chǎng)真正将廢水(shuǐ)完善處理(lǐ)納入體(tǐ)系之後,會發現(xiàn)這(zhè)一行為(wèi)對(duì)電(diàn)廠(chǎng)的(de)發電(diàn)效率有(yǒu)着一定的(de)提高(gāo)作(zuò)用。

其次,要注重廢水(shuǐ)處理(lǐ)的(de)技(jì)術創新。脫硫廢水(shuǐ)的(de)處理(lǐ)需要多個(gè)流程,可以針對(duì)多個(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,使得建設成本和(hé)處理(lǐ)成本都(dōu)得到降低(dī),使得廢水(shuǐ)處理(lǐ)工(gōng)藝得到簡化(huà)。

2 火力發電(diàn)廠(chǎng)廢水(shuǐ)的(de)主要來(lái)源

火力發電(diàn)廠(chǎng)的(de)廢水(shuǐ)主要來(lái)源是灰場(chǎng)廢水(shuǐ)、生(shēng)活用水(shuǐ)和(hé)工(gōng)業(yè)用水(shuǐ)三種,工(gōng)業(yè)廢水(shuǐ)的(de)處理(lǐ)是本文(wén)的(de)重點探讨對(duì)象。工(gōng)業(yè)廢水(shuǐ)又(yòu)被分為(wèi)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(diàn)廠(chǎng)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(fàng),如工(gōng)業(yè)水(shuǐ)預處理(lǐ)裝置産生(shēng)的(de)廢水(shuǐ)、鍋爐排污誰以及實驗室排水(shuǐ)等都(dōu)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(shēng)的(de)廢水(shuǐ)或者是沒有(yǒu)規律産生(shēng)的(de)廢水(shuǐ)。如對(duì)設備進行化(huà)學性清洗産生(shēng)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(gōng)作(zuò)中較為(wèi)重要的(de)是脫硫廢水(shuǐ)的(de)處理(lǐ)與合理(lǐ)排放(fàng)。脫硫廢水(shuǐ)是電(diàn)廠(chǎng)使用以濕式石灰石和(hé)石膏進行脫硫工(gōng)藝而産生(shēng)的(de)工(gōng)業(yè)廢水(shuǐ)。脫硫廢水(shuǐ)和(hé)電(diàn)廠(chǎng)其它種類的(de)廢水(shuǐ)相(xiàng)比,水(shuǐ)中的(de)污染物(wù)含量較高(gāo),含有(yǒu)各種無機(jī)鹽和(hé)重金(jīn)屬,對(duì)環境的(de)損傷較大。

3 燃煤電(diàn)廠(chǎng)脫硫廢水(shuǐ)的(de)來(lái)源

根據我國(guó)燃煤電(diàn)廠(chǎng)的(de)實際運行情況來(lái)看(kàn),石灰石一石膏濕法脫硫技(jì)術,是最常用、最可靠、效率最高(gāo)的(de)脫硫工(gōng)藝,在其它國(guó)家(jiā)的(de)脫硫處理(lǐ)中應用也非常廣泛。一般情況下(xià),鍋爐煙(yān)氣濕法脫硫過程産生(shēng)的(de)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(de)過程中,煤的(de)燃燒、石灰石的(de)溶解等都(dōu)會産生(shēng)大量煙(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)主要成分有(yǒu)過飽和(hé)的(de)亞硫酸鹽、懸浮物(wù)和(hé)硫酸鹽以及重金(jīn)屬,由于大部分物(wù)質都(dōu)是國(guó)家(jiā)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(yǒu)效處理(lǐ)以後才可以排放(fàng)。

4 燃煤電(diàn)廠(chǎng)脫硫廢水(shuǐ)的(de)特點

4.1成分較多,水(shuǐ)質變化(huà)較大

在經過煤的(de)燃燒和(hé)煙(yān)氣吸收以後,脫硫廢水(shuǐ)的(de)成分會不斷變化(huà),含有(yǒu)鈉離子(zǐ)、鈣離子(zǐ)、氯離子(zǐ)、硫酸離子(zǐ)和(hé)各種重金(jīn)屬離子(zǐ),成分較多,并且随着發電(diàn)設備的(de)不停運轉,脫硫廢水(shuǐ)的(de)水(shuǐ)質會出現(xiàn)較大變化(huà),造成嚴重水(shuǐ)污染

4.2鹽含量較高(gāo)

根據實際生(shēng)産情況可知,脫硫廢水(shuǐ)含有(yǒu)較高(gāo)的(de)鹽量,随着電(diàn)力供應需求變化(huà),含鹽量也會發生(shēng)很(hěn)大變化(huà),一般變化(huà)範圍在每升三萬毫克和(hé)六萬毫克之間(jiān),與燃煤電(diàn)廠(chǎng)的(de)發電(diàn)情況有(yǒu)着直接聯系。

4.3懸浮物(wù)含量較多

我國(guó)市(shì)場(chǎng)經濟體(tǐ)制下(xià),脫硫廢水(shuǐ)的(de)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(diàn)情況來(lái)看(kàn),懸浮物(wù)在脫硫廢水(shuǐ)的(de)含量較多,最嚴重情況下(xià),可達每升五萬毫克,給燃煤電(diàn)廠(chǎng)的(de)正常運行帶來(lái)極大影響。

4.4腐蝕性較強

由于脫硫廢水(shuǐ)的(de)成分較複雜(zá),含有(yǒu)較多酸性物(wù)質,具有(yǒu)較強腐蝕性,因此,在發電(diàn)過程中,會對(duì)機(jī)械設備、管道(dào)造成了嚴重腐蝕,是燃煤電(diàn)廠(chǎng)目前急需解決的(de)重要問(wèn)題。

4.5硬度強,易結垢

在運用石灰石和(hé)石膏進行脫硫處理(lǐ)以後,廢水(shuǐ)中會含有(yǒu)大量的(de)鎂離子(zǐ)、鈣離子(zǐ)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(yǒu)較強硬度,使設備的(de)使用壽命受到嚴重影響。

濾機(jī)壓濾之後,進行沉澱物(wù)的(de)固液分離操作(zuò)。在按照(zhào)脫硫廢水(shuǐ)處理(lǐ)工(gōng)藝的(de)工(gōng)序進行沉澱處理(lǐ)時(shí),上(shàng)部分的(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,才可以由淨水(shuǐ)泵向外(wài)排出,否則将按照(zhào)混凝沉澱到綜合處理(lǐ)的(de)工(gōng)序進行重新淨化(huà),以達到提高(gāo)水(shuǐ)資源利用率的(de)目的(de)。

5 火力發電(diàn)廠(chǎng)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(zǐ)含量高(gāo)的(de)特點,向澄清器(qì)中投加碳酸鈉和(hé)石灰藥劑,分别與水(shuǐ)中的(de)鈣、鎂離子(zǐ)反應生(shēng)成碳酸鈣和(hé)氫氧化(huà)鎂沉澱,産水(shuǐ)進入過濾器(qì)和(hé)離子(zǐ)交換器(qì)進一步去(qù)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(shēng)無機(jī)垢類,同時(shí)去(qù)除重金(jīn)屬離子(zǐ),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(shēng)的(de)濃水(shuǐ)進入正滲透MBC 單元。RO 采用美(měi)國(guó)陶氏SW30 系列膜産品。

MBC 單元鹽分深度濃縮。正滲透MBC 技(jì)術特點在于利用自(zì)然界的(de)天然滲透原理(lǐ):以膜兩側溶液的(de)滲透壓差作(zuò)為(wèi)驅動力,使得水(shuǐ)自(zì)發地(dì)從(cóng)原料液一側透過選擇透過性膜到達驅動液—側。此類技(jì)術已在國(guó)外(wài)的(de)頁岩氣返排液處理(lǐ)中實現(xiàn)工(gōng)業(yè)化(huà)應用。正滲透(FO)MBC 濃縮單元的(de)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(hái)配置了凝結水(shuǐ)、循環冷(lěng)卻水(shuǐ)、阻垢劑加藥、化(huà)學清洗等輔助裝置。FO 膜采用美(měi)國(guó)Oasys 公司的(de)8 英寸膜。該單元将RO 系統預濃縮後得到的(de)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(de)處理(lǐ)規模降至最小(xiǎo)。
 

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(qì)滿足80%~120%的(de)設計(jì)負荷。結晶幹燥選擇蒸汽熱法, 采用進口熱力蒸汽壓縮強制循環結晶器(qì),在淡鹽水(shuǐ)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(qì)(德國(guó)GEA 公司)來(lái)實現(xiàn)所需蒸發量并獲得高(gāo)品質冷(lěng)凝液。裝置産生(shēng)的(de)二次蒸汽通(tōng)過1 台熱力蒸汽壓縮機(jī)(TVC)來(lái)壓縮,TVC 的(de)使用有(yǒu)效地(dì)降低(dī)了蒸汽耗量。

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(de)特點,一般采用多種廢水(shuǐ)處理(lǐ)的(de)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(xiàng)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,另一方面也要注重整體(tǐ)pH值中和(hé)。

脫硫廢水(shuǐ)中主要的(de)污染成分是大量的(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)要分為(wèi)幾個(gè)不同的(de)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(de)pH值大概是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(jīn)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(gōng)藝處理(lǐ),主要是針對(duì)金(jīn)屬離子(zǐ)和(hé)氫氧離子(zǐ)形成的(de)氫氧化(huà)物(wù)進行沉澱,氫氧化(huà)物(wù)具有(yǒu)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(jīn)屬離子(zǐ)做進一步的(de)沉澱。需要注意的(de)是,硫化(huà)物(wù)本身(shēn)具有(yǒu)高(gāo)污染性的(de)特征,要嚴格按照(zhào)火力發電(diàn)廠(chǎng)的(de)操作(zuò)規範進行廢水(shuǐ)處理(lǐ),防止硫化(huà)物(wù)使用不當産生(shēng)更加嚴重的(de)廢水(shuǐ)污染。A市(shì)某大型火力發電(diàn)廠(chǎng)在這(zhè)個(gè)階段使用型号為(wèi)TMT15的(de)硫化(huà)物(wù)進行作(zuò)業(yè),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PAC溶液将廢水(shuǐ)析出的(de)小(xiǎo)晶體(tǐ)固化(huà),使其更加容易被沉澱。PAC溶液的(de)選用十分重要,要根據廢水(shuǐ)處理(lǐ)的(de)工(gōng)藝進行準确處理(lǐ)。在必要的(de)情況下(xià)還(hái)可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(de)處理(lǐ)方式,将以上(shàng)處理(lǐ)過後的(de)廢水(shuǐ)放(fàng)入澄清設備,将廢水(shuǐ)中的(de)固體(tǐ)和(hé)液體(tǐ)分離,通(tōng)過對(duì)pH值的(de)測定判斷廢水(shuǐ)處理(lǐ)是否符合相(xiàng)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(gōng)業(yè)廢水(shuǐ)處理(lǐ)容易被忽視(shì)的(de)地(dì)方。藥品添加系統不作(zuò)為(wèi)廢水(shuǐ)處理(lǐ)中的(de)獨立系統存在,而是作(zuò)為(wèi)廢水(shuǐ)處理(lǐ)系統的(de)重要支撐。在上(shàng)文(wén)的(de)處理(lǐ)系統中我們可以得知在廢水(shuǐ)處理(lǐ)的(de)多個(gè)階段都(dōu)需要藥品作(zuò)為(wèi)輔助。脫硫廢水(shuǐ)處理(lǐ)中的(de)藥品添加系統主要分為(wèi)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(zuò)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(gōng)作(zuò)。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(gōng)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離心脫水(shuǐ)機(jī)或闆框壓濾機(jī)進行脫水(shuǐ)作(zuò)業(yè),将脫水(shuǐ)作(zuò)業(yè)後的(de)污泥運輸到合适的(de)加工(gōng)處理(lǐ)場(chǎng)地(dì),視(shì)情況進行回收再利用或者丢棄。

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

5.4 解決排放(fàng)問(wèn)題的(de)措施:許多環保部門不允許電(diàn)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(de)方式來(lái)處理(lǐ)廢水(shuǐ)。主要有(yǒu)以下(xià)幾種:1。利用煙(yān)道(dào)氣處理(lǐ)。主要方法是将廢水(shuǐ)霧化(huà)後噴入煙(yān)氣,充分利用煙(yān)氣所含的(de)熱量使廢水(shuǐ)蒸發,從(cóng)而廢水(shuǐ)污染物(wù)轉為(wèi)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(de)灰水(shuǐ)中統一處理(lǐ)。主要的(de)原理(lǐ)是利用絮凝的(de)吸附作(zuò)用,降低(dī)灰水(shuǐ)中的(de)懸浮固體(tǐ)的(de)含量,包裹廢水(shuǐ)中重金(jīn)屬,降低(dī)重金(jīn)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(jī)每次停運後必須清洗濾布。PH計(jì)、濁度儀等也應該及時(shí)清洗,保護探頭。

6 結語

廢水(shuǐ)處理(lǐ)是當前火力發電(diàn)廠(chǎng)的(de)重點工(gōng)作(zuò),本文(wén)通(tōng)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(diàn)廠(chǎng)中的(de)應用簡單介紹,探讨了廢水(shuǐ)處理(lǐ)可以在怎樣的(de)方向進行優化(huà),從(cóng)而為(wèi)火電(diàn)廠(chǎng)廢水(shuǐ)處理(lǐ)成本進一步降低(dī),技(jì)術得到進一步創新做出貢獻。