目前,我國的能源構(gòu)造還是以煤炭為主。煤炭熄滅排放的煙氣是空氣中SO2和粉塵的重要來源,引發(fā)霧霾、酸雨等環(huán)境問題。石灰石—石膏濕法是煙氣脫硫主流技術(shù),2014年,我國80%以上的火電廠煙氣脫硫采用該技術(shù)。但在脫硫過程中會(huì)產(chǎn)生二次污染——成分復(fù)雜,污染物品種較多的脫硫廢水。2015年4月16日,國務(wù)院印發(fā)《水污染防治行動(dòng)方案》,要全面控制污染物排放。脫硫廢水零排放勢在必行。
一、脫硫的廢水水質(zhì)特性
石灰石-石膏濕法煙氣脫硫漿液不時(shí)循環(huán),與煙氣直接接觸,污染物轉(zhuǎn)移至漿液中,持續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)過程中Cl-不時(shí)富集,不只加速設(shè)備的腐蝕,還會(huì)影響脫硫的效率。為保證系統(tǒng)較好的運(yùn)轉(zhuǎn)效果,需求定期外排局部廢水。外排的廢水水質(zhì)隨原料、漿液濃縮倍率會(huì)有動(dòng)搖,其水質(zhì)特性如下:
(1)廢水的pH值為4.0~6.5,呈弱酸性;
(2)廢水懸浮物含量大、濁度高,主要為石膏顆粒,SiO2等;
(3)廢水含多種重金屬及其它污染物,如Cr、As、Cd、Pb、Hg(一類污染物)和Cu、Zn、硫化物等(二類污染物);
(4)廢水含鹽量高,主要含Cl-、Ca2+、Mg2+、SO42-等無機(jī)離子。
二、脫硫廢水的傳統(tǒng)處置工藝
《水污染防治行動(dòng)方案》發(fā)布之前,我國的脫硫廢水大多數(shù)采用物理化學(xué)法處置后直接排放。下面詳細(xì)引見幾種辦法。
(2)物理辦法(直接應(yīng)用)
脫硫廢水不實(shí)施處置,直接排到水力除灰系統(tǒng),應(yīng)用灰中的CaO與廢水中的酸性物質(zhì)和重金屬反響,去除水中污染物,到達(dá)以廢治廢的目的。但是脫硫廢水的排入會(huì)形成除灰系統(tǒng)中氯離子的日益匯集,加劇對除灰系統(tǒng)設(shè)備的腐蝕,從而影響系統(tǒng)的正常功用。
脫硫廢水用于煤場噴灑系統(tǒng),廢水中的雜質(zhì)進(jìn)入到煤粉中,煤熄滅后大局部將重新進(jìn)入煙氣中,屢次循環(huán)后將突破原有的氯均衡,造成系統(tǒng)無法運(yùn)轉(zhuǎn)。
(2)化學(xué)沉淀法
化學(xué)沉淀法是目前國內(nèi)脫硫工業(yè)廢水處理最常用的辦法,主要由廢水處置、化學(xué)加藥和污泥脫水三局部組成。其中廢水處置局部包括中和、沉淀、混凝、廓清、凈水排放單元,工藝流程如圖1所示:
但目前化學(xué)沉淀法仍存在諸多缺乏:
(1)脫硫廢水水質(zhì)動(dòng)搖大,難以將加藥量控制在合理范圍;
(2)運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用高,產(chǎn)生大量化學(xué)污泥;
(3)無法去除高濃度Cl-等可溶性離子,對Se、Hg的去除效果較差,假如直接排放會(huì)嚴(yán)重危害生態(tài)系統(tǒng)。
三、脫硫廢水的零排放處置工藝
2017年在“水十條”的大背景下,環(huán)境維護(hù)部又發(fā)布了《火電廠污染防治技術(shù)政策》,能夠預(yù)見國度對電廠污廢水循環(huán)應(yīng)用,以至零排放的請求。有關(guān)學(xué)者展開了脫硫廢水零排放的研討。
(2)蒸發(fā)結(jié)晶處置工藝
脫硫廢水蒸發(fā)結(jié)晶零排放工藝是將脫硫廢水預(yù)處置后,經(jīng)蒸發(fā)系統(tǒng)處置后產(chǎn)生水蒸氣和濃縮液,水蒸氣冷凝后回用,濃縮液進(jìn)入結(jié)晶系統(tǒng)構(gòu)成枯燥的結(jié)晶鹽固體,從而完成脫硫廢水零排放。
為降低蒸發(fā)能耗,南京朗新明與國電某電廠協(xié)作,對所研發(fā)高含鹽廢水低溫強(qiáng)化自然蒸發(fā)結(jié)晶技術(shù)實(shí)施工業(yè)性中試。該技術(shù)是應(yīng)用常溫常壓下不飽和濕空氣的水汽包容量實(shí)施自然蒸發(fā)。應(yīng)用電廠的余熱的同時(shí)又處置脫硫廢水。
(2)煙道蒸發(fā)處置工藝
煙道蒸發(fā)零排放技術(shù)是將與緊縮空氣混合后的脫硫廢水,以液滴的方式噴入空氣預(yù)熱器(AH)和靜電除塵器(ESP)之間的煙道中,應(yīng)用煙氣余熱蒸干脫硫廢水,蒸干后的固化物隨粉塵在ESP中被捕獲,從而完成脫硫廢水零排放。
(3)膜分離濃縮處置工藝
膜法別離技術(shù)在水處置行業(yè)普遍應(yīng)用,具有高效、節(jié)能、易操作的特性。張凈瑞等采用高效多維極相電絮凝+雙堿法對脫硫廢水實(shí)施預(yù)處置,應(yīng)用微濾+反浸透雙膜法對廢水實(shí)施減量化處置,減量過程產(chǎn)生的濃縮液可分離煙道蒸發(fā)和蒸發(fā)結(jié)晶技術(shù)完成零排放。王可輝等采用傳統(tǒng)三聯(lián)箱預(yù)處置,應(yīng)用管式微濾膜TMF+高壓碟片式反浸透DTRO膜對廢水處置,濃縮液可分離煙道蒸發(fā)和蒸發(fā)結(jié)晶技術(shù)完成零排放。
目前亦有將正浸透技術(shù)用于脫硫廢水處置的實(shí)例,該技術(shù)經(jīng)過高濃度吸取液產(chǎn)生的高浸透壓,促使脫硫廢水中的水分經(jīng)過半透膜進(jìn)入吸取液,而脫硫廢水濃縮液可運(yùn)用蒸發(fā)結(jié)晶工藝回收其中的鹽分。
(4)生物處置工藝
脫硫廢水中COD不高,其構(gòu)成的主要要素是復(fù)原態(tài)的無機(jī)物,并不是有機(jī)物,脫硫廢水還有高鹽度,這闡明脫硫廢水的可生化性很差。目前,脫硫廢水生物處置工藝根本都在理論階段,很少有投入實(shí)踐運(yùn)轉(zhuǎn)。
四、結(jié)論
在“綠水青山,就是金山銀山”理念不得人心的當(dāng)下,傳統(tǒng)的脫硫廢水處置工藝,曾經(jīng)無法滿足環(huán)保請求,蒸發(fā)結(jié)晶、煙道蒸發(fā)、膜別離濃縮處置技術(shù),可完成脫硫廢水中的水及鹽分資源化應(yīng)用,但在應(yīng)用時(shí)也要分離實(shí)踐,思索投資和運(yùn)轉(zhuǎn)本錢。