论文部分内容阅读
摘 要：主要研究火力发电厂烟气脱硫废水处理策略，介绍了烟气脱硫废水的污染特点，并以某火力发电厂供热机组烟气脱硫装置废水处理工艺实际为例，对火力发电厂烟气脱硫废水处理策略进行了分析。
关键词：火力发电厂；烟气脱硫；废水处理
我国水资源匮乏，近些年国家经济发展速度加快，水资源成为限制经济发展的重要因素，火力发电厂作为用水大户，研究火力发电厂烟气脱硫废水处理，对提高火电厂水资源利用率，减少环境污染有着重要意义。
一、烟气脱硫废水
烟气脱硫废水水量和污染情况与火电厂脱硫工艺、脱硫系统以及烟气成分有关，煤中有多重金属和非金属元素，在燃烧过程中产生了多种化合物，一部分随烟气进入了脱硫装置塔，被吸收浆液吸收溶解。
由于脱硫吸收浆液中溶解有硫，因此废水为弱酸性，pH一般在4-6左右，比污水准排标准要求低，不能直接排放。而且废水中有石膏、氢氧化物悬浮颗粒等杂质，并且钙、镁、铝等重金属离子含量也偏高，直接排放在环境中会产生强污染，且由于pH偏低，处理难度也较大。脱硫废水中还含有多种重金属，浓度很大，需要采取必要的净化措施进行处理，一些重金属需要调节废水pH到碱性才能脱除。除了重金属，废水中还有来自烟灰的石膏、碳酸钙、亚硫酸钙等盐类，沉降性能不良，需要通过絮凝沉淀来脱除。
二、烟气脱硫废水处理技术
某火电厂供热机组工程燃煤机组配套100%石灰石-石膏湿法烟气脱硫装置处理的燃煤烟气中有少量原煤氟、氯离子，脱硫洗涤之后进入吸附浆液，和浆液中铝发生联合作用，影响了石灰石溶解和对硫的吸收，降低了石灰石溶解性，导致脱硫效率下降，氯离子含量过高会对脱硫设备造成腐蚀，需要定期更换吸附液，排出的滤液废水需要进行处理。
（一）处理流程
烟气脱硫废水中的污染物以悬浮物、pH值、汞、铜和其它重金属为主，根据这些特点，选择化学、机械分离和絮凝沉淀等过滤工艺进行处理效果较好。
因此烟气脱硫废水处理的基本思路是，首先添加硫酸氯铁和聚合电解质助凝剂，增加颗粒尺寸加快沉淀，之后在中和箱、沉降箱、絮凝箱中停留1-2h。经过絮凝处理之后，废水流到澄清池或者斜管沉淀池，停留6-8h。经过澄清池静置之后，溢流自流到出水箱，在储水箱内进行水质调节和不合格水的回流，箱内要设置pH值、悬浮物情况在线监测装置，pH与悬浮物符合排水设计标准之后，可外排。废水中分离出来的悬浮物沉积在澄清池内，一部分通过污泥泵抽送给压滤机，制作成泥饼，一部分通过污泥循环泵回送至中和箱作为结晶晶核加快絮凝沉降。
（二）处理工艺
1、中和
烟气脱硫废水为酸性废水，需进行酸碱中和，调节pH值到中性范围，可用生石灰加水生成氢氧化钙加入废水中调节酸碱度。中和反应还能够用于重金属的沉降脱除，部分重金属离子能够和氢氧根反应生成沉淀。生石灰来源广泛价格便宜，选用生石灰进行中和处理比较合理。
2、沉淀
pH值增加，废水中重金属离子的含量将逐渐下降。pH值上升到9，镉和汞的含量仍然不符合排放标准，其余重金属脱除效果比较理想，浓度皆符合标注要求。烟气脱硫废水中还含有铝、铁等金属离子，碱性条件下将生成氢氧化铝和氢氧化铁胶体，吸附其它金属氧化物共沉，所以重金属实际浓度低于该pH值下理论浓度。
使用硫酸氯铁进行絮凝沉淀，重金属离子浓度大幅度下降，尤其是镉和汞的浓度下降最为明显，弥补了pH中和对镉和汞脱除效果的不足，且脱除之后硫化物含量也能够满足污水综合排放标准要求。
3、混凝
烟气脱硫废水中有石膏、灰尘颗粒等悬浮物，含量很高，化学沉淀不能有效处理这部分污染，需要进行混凝处理。混凝处理在脱除悬浮物和胶体的同时还能够吸附絮凝沉淀未能脱除的细小重金属碱性絮凝体共同沉淀，更彻底的脱除金属氢氧化物，在沉淀池内可以同时投放絮凝剂和混凝剂，获得最佳沉淀效果。
4、中和
絮凝-混凝沉淀结束，废水pH值超过9，超过排放标准，需要加酸重新调节而pH值到6-9之内，使用工业盐酸进行中和。
5、泥浆处理
澄清池底设置污泥高度监测装置，超过设定范围就使用污泥泵将污泥抽出，使用压滤机压制泥饼，部分循环回用，送入中和箱做结晶核。
6、难处理污染物的处理
（1）氟
煤燃烧之后生成的HF在烟气脱硫处理中被溶解于吸附液，因此煤质对烟气处理废水氟含量有着很大影响。一般情况下处理氟都采用直接加石灰的方法，在调节pH值时使用石灰作为碱化剂，同时也有效脱除了氟。除了氟，烟气脱硫废水中还有镁、铝等会生成碱性沉淀的金属离子，对脱除氟也有一定帮助，钙离子会直接和氟生成氟化钙沉淀，镁、铝、铁的氢氧化物絮凝胶体对氟也有着吸附沉淀的作用。石灰投放浓度超过900mg/L，水中氟离子浓度将下降到10mg/L，符合污水排放标准。
（2）COD
烟气脱硫废水化学耗氧量来自还原态的无机离子，其中以连二硫酸盐为主，通过氧化能够降低需氧量，使用空气做氧化剂即可，将废水置于废水箱，暴露在空气中8h即可满足要求，经曝气处理，可脱除8%-10%。
日本有COD专用吸附剂和专用树脂吸附脱除废水COD，吸附饱和的吸附剂与树脂能够循环再生反复使用。日本同时正在开发能够选择性吸附氟的吸附剂，在脱硫废水的处理中有着很大的应用潜力。除了曝气，酸解也是处理烟气脱硫废水COD的有效方法，酸性条件下加热废水，连二硫酸、氮硫化合物将分解，该技术在日本也有工业级应用。
（三）加药系统
烟气脱硫废水處理需要添加石灰浆、硫酸氯铁、有机硫化物、助凝剂等药品，并因此需要设置四个对应的加药系统。
1、石灰浆系统
将生石灰加入石灰乳制备箱制备石灰乳，经再循环泵送至石灰乳计量箱和计量泵，最后送入中和箱。生石灰使用密封罐车供应，经气泵或者人工送入生石灰料仓，螺旋输送机将生石灰送入石灰乳制备箱内的搅拌器，加水搅拌，制作25%石灰乳。石灰乳循环泵回流管上设有在线密度监测仪，通过对补水电动阀的控制调整石灰乳浓度，之后加补充水，稀释浓度到10%左右，送入中和箱，根据沉淀箱pH计读数调整加药量。
2、有机硫化物加药
有机硫化物加药为桶装药，使用电子抽液泵将桶装药抽进储存箱，并在储存箱内配置浓度10%左右的有机硫化物溶液，根据废水量按照比例计算加药量投入沉降箱，单位加药量在40mg/L左右。
3、硫化氯铁加药系统
同样为桶装药液，使用电子抽液泵注入储存箱，箱内配置浓度40%的硫化氯铁溶液，使用计量泵投放到絮凝箱，按比例自动添加，加药量40mg/L左右。
4、助凝剂加药系统
袋装粒状药剂，人工状态到助凝剂储存箱，制作浓度0.1%溶液，使用计量泵送入絮凝箱，按照5mg/L的加药量添加。
5、加盐酸
使用卸酸泵将其输送至盐酸储存箱，由盐酸专用计量泵送入出水箱调整废水pH值到6.0-9.0之间，使之符合排放标准。烟气脱硫废水中有很多固体物质，碱性水质且钙离子含量高，为保证电极正常工作，需设置电机酸化泵，定期启动酸洗电极。
结语：
经过中和、沉淀、絮凝、混凝、澄清等处理程序，能够有效脱除烟气脱硫废水中的悬浮物和重金属离子以及其他污染物，最终排放水质能够满足污水综合排放标准要求，通过对处理工艺的适当调整，能够进一步减少加药量，获得更好的处理效果，并且系统运行更加稳定可靠，处理后水的回收价值很高。
参考文献：
[1]禾志强，田雁冰，赵全中，沈建军.火力发电厂烟气脱硫废水处理工程实例[J].工业用水与废水，2015（05）.
[2]李玉磊，丁业，韩存长.关于火力发电厂的烟气脱硫废水处理技术探究[J].科技创新与应用，2015（25）.
作者简介：
毛双荣（1984-10），男，籍贯：甘肃省永昌县，学历：本科学历，助理工程师，研究方向：电力工程
关键词：火力发电厂；烟气脱硫；废水处理
我国水资源匮乏，近些年国家经济发展速度加快，水资源成为限制经济发展的重要因素，火力发电厂作为用水大户，研究火力发电厂烟气脱硫废水处理，对提高火电厂水资源利用率，减少环境污染有着重要意义。
一、烟气脱硫废水
烟气脱硫废水水量和污染情况与火电厂脱硫工艺、脱硫系统以及烟气成分有关，煤中有多重金属和非金属元素，在燃烧过程中产生了多种化合物，一部分随烟气进入了脱硫装置塔，被吸收浆液吸收溶解。
由于脱硫吸收浆液中溶解有硫，因此废水为弱酸性，pH一般在4-6左右，比污水准排标准要求低，不能直接排放。而且废水中有石膏、氢氧化物悬浮颗粒等杂质，并且钙、镁、铝等重金属离子含量也偏高，直接排放在环境中会产生强污染，且由于pH偏低，处理难度也较大。脱硫废水中还含有多种重金属，浓度很大，需要采取必要的净化措施进行处理，一些重金属需要调节废水pH到碱性才能脱除。除了重金属，废水中还有来自烟灰的石膏、碳酸钙、亚硫酸钙等盐类，沉降性能不良，需要通过絮凝沉淀来脱除。
二、烟气脱硫废水处理技术
某火电厂供热机组工程燃煤机组配套100%石灰石-石膏湿法烟气脱硫装置处理的燃煤烟气中有少量原煤氟、氯离子，脱硫洗涤之后进入吸附浆液，和浆液中铝发生联合作用，影响了石灰石溶解和对硫的吸收，降低了石灰石溶解性，导致脱硫效率下降，氯离子含量过高会对脱硫设备造成腐蚀，需要定期更换吸附液，排出的滤液废水需要进行处理。
（一）处理流程
烟气脱硫废水中的污染物以悬浮物、pH值、汞、铜和其它重金属为主，根据这些特点，选择化学、机械分离和絮凝沉淀等过滤工艺进行处理效果较好。
因此烟气脱硫废水处理的基本思路是，首先添加硫酸氯铁和聚合电解质助凝剂，增加颗粒尺寸加快沉淀，之后在中和箱、沉降箱、絮凝箱中停留1-2h。经过絮凝处理之后，废水流到澄清池或者斜管沉淀池，停留6-8h。经过澄清池静置之后，溢流自流到出水箱，在储水箱内进行水质调节和不合格水的回流，箱内要设置pH值、悬浮物情况在线监测装置，pH与悬浮物符合排水设计标准之后，可外排。废水中分离出来的悬浮物沉积在澄清池内，一部分通过污泥泵抽送给压滤机，制作成泥饼，一部分通过污泥循环泵回送至中和箱作为结晶晶核加快絮凝沉降。
（二）处理工艺
1、中和
烟气脱硫废水为酸性废水，需进行酸碱中和，调节pH值到中性范围，可用生石灰加水生成氢氧化钙加入废水中调节酸碱度。中和反应还能够用于重金属的沉降脱除，部分重金属离子能够和氢氧根反应生成沉淀。生石灰来源广泛价格便宜，选用生石灰进行中和处理比较合理。
2、沉淀
pH值增加，废水中重金属离子的含量将逐渐下降。pH值上升到9，镉和汞的含量仍然不符合排放标准，其余重金属脱除效果比较理想，浓度皆符合标注要求。烟气脱硫废水中还含有铝、铁等金属离子，碱性条件下将生成氢氧化铝和氢氧化铁胶体，吸附其它金属氧化物共沉，所以重金属实际浓度低于该pH值下理论浓度。
使用硫酸氯铁进行絮凝沉淀，重金属离子浓度大幅度下降，尤其是镉和汞的浓度下降最为明显，弥补了pH中和对镉和汞脱除效果的不足，且脱除之后硫化物含量也能够满足污水综合排放标准要求。
3、混凝
烟气脱硫废水中有石膏、灰尘颗粒等悬浮物，含量很高，化学沉淀不能有效处理这部分污染，需要进行混凝处理。混凝处理在脱除悬浮物和胶体的同时还能够吸附絮凝沉淀未能脱除的细小重金属碱性絮凝体共同沉淀，更彻底的脱除金属氢氧化物，在沉淀池内可以同时投放絮凝剂和混凝剂，获得最佳沉淀效果。
4、中和
絮凝-混凝沉淀结束，废水pH值超过9，超过排放标准，需要加酸重新调节而pH值到6-9之内，使用工业盐酸进行中和。
5、泥浆处理
澄清池底设置污泥高度监测装置，超过设定范围就使用污泥泵将污泥抽出，使用压滤机压制泥饼，部分循环回用，送入中和箱做结晶核。
6、难处理污染物的处理
（1）氟
煤燃烧之后生成的HF在烟气脱硫处理中被溶解于吸附液，因此煤质对烟气处理废水氟含量有着很大影响。一般情况下处理氟都采用直接加石灰的方法，在调节pH值时使用石灰作为碱化剂，同时也有效脱除了氟。除了氟，烟气脱硫废水中还有镁、铝等会生成碱性沉淀的金属离子，对脱除氟也有一定帮助，钙离子会直接和氟生成氟化钙沉淀，镁、铝、铁的氢氧化物絮凝胶体对氟也有着吸附沉淀的作用。石灰投放浓度超过900mg/L，水中氟离子浓度将下降到10mg/L，符合污水排放标准。
（2）COD
烟气脱硫废水化学耗氧量来自还原态的无机离子，其中以连二硫酸盐为主，通过氧化能够降低需氧量，使用空气做氧化剂即可，将废水置于废水箱，暴露在空气中8h即可满足要求，经曝气处理，可脱除8%-10%。
日本有COD专用吸附剂和专用树脂吸附脱除废水COD，吸附饱和的吸附剂与树脂能够循环再生反复使用。日本同时正在开发能够选择性吸附氟的吸附剂，在脱硫废水的处理中有着很大的应用潜力。除了曝气，酸解也是处理烟气脱硫废水COD的有效方法，酸性条件下加热废水，连二硫酸、氮硫化合物将分解，该技术在日本也有工业级应用。
（三）加药系统
烟气脱硫废水處理需要添加石灰浆、硫酸氯铁、有机硫化物、助凝剂等药品，并因此需要设置四个对应的加药系统。
1、石灰浆系统
将生石灰加入石灰乳制备箱制备石灰乳，经再循环泵送至石灰乳计量箱和计量泵，最后送入中和箱。生石灰使用密封罐车供应，经气泵或者人工送入生石灰料仓，螺旋输送机将生石灰送入石灰乳制备箱内的搅拌器，加水搅拌，制作25%石灰乳。石灰乳循环泵回流管上设有在线密度监测仪，通过对补水电动阀的控制调整石灰乳浓度，之后加补充水，稀释浓度到10%左右，送入中和箱，根据沉淀箱pH计读数调整加药量。
2、有机硫化物加药
有机硫化物加药为桶装药，使用电子抽液泵将桶装药抽进储存箱，并在储存箱内配置浓度10%左右的有机硫化物溶液，根据废水量按照比例计算加药量投入沉降箱，单位加药量在40mg/L左右。
3、硫化氯铁加药系统
同样为桶装药液，使用电子抽液泵注入储存箱，箱内配置浓度40%的硫化氯铁溶液，使用计量泵投放到絮凝箱，按比例自动添加，加药量40mg/L左右。
4、助凝剂加药系统
袋装粒状药剂，人工状态到助凝剂储存箱，制作浓度0.1%溶液，使用计量泵送入絮凝箱，按照5mg/L的加药量添加。
5、加盐酸
使用卸酸泵将其输送至盐酸储存箱，由盐酸专用计量泵送入出水箱调整废水pH值到6.0-9.0之间，使之符合排放标准。烟气脱硫废水中有很多固体物质，碱性水质且钙离子含量高，为保证电极正常工作，需设置电机酸化泵，定期启动酸洗电极。
结语：
经过中和、沉淀、絮凝、混凝、澄清等处理程序，能够有效脱除烟气脱硫废水中的悬浮物和重金属离子以及其他污染物，最终排放水质能够满足污水综合排放标准要求，通过对处理工艺的适当调整，能够进一步减少加药量，获得更好的处理效果，并且系统运行更加稳定可靠，处理后水的回收价值很高。
参考文献：
[1]禾志强，田雁冰，赵全中，沈建军.火力发电厂烟气脱硫废水处理工程实例[J].工业用水与废水，2015（05）.
[2]李玉磊，丁业，韩存长.关于火力发电厂的烟气脱硫废水处理技术探究[J].科技创新与应用，2015（25）.
作者简介：
毛双荣（1984-10），男，籍贯：甘肃省永昌县，学历：本科学历，助理工程师，研究方向：电力工程