随着我们水资源的紧张和环境保护要求的提高,电厂所面临的水资源问题和环境问题将日益突出,水在火力发电过程中,主要有两个作用:一是动力设备中水汽循环系统;二是冷却水循环系统。为了降低成本、减少环境污染,优化电厂废水处理工艺与技术,实现废水资源化,做到废水重复利用直至零排放。
随着电厂脱硫技术的发展,电厂大多数脱硫装置采用烟气石灰石–石膏湿法脱硫工艺。该工艺主要有石灰石浆液制备系统、石膏脱水系统、脱硫废水处理系统等组成。依照电厂烟气湿法脱硫过程,可划分脱硫废水为:①工艺洗涤废水。因为吸收塔和泥浆储罐中的石灰石泥浆具有较高浓度,极易引发堵塞问题,设备操作期间必须对其不断清晰,从而避免发生堵塞现象,废水洗涤同样是脱硫废水关键组成部分;②石膏浆废水。石灰石泥浆与废气在吸收塔发生反应后所产生的的石膏浆,具有较高水分含量,应该在干燥脱水后重新利用,这一过程会出现很多废水,整个过程中脱硫废水是最重要的一个环节。
2、脱硫废水对生活的影响
电厂脱硫废水内所含废弃物成分具有复杂性与多样性,直接威胁着管道与设备水结构构成,脱硫废水在影响生活环境方面主要表现为:①浓度较高的悬浮物废水污染水源。设备管道内有大量结垢,对设备与脱硫试剂正常作业产生阻碍;②脱硫废水的PH值范围为4~6,属于弱酸性,可以有效处理其中所含重金属类污染物,尽管其比重小,然而对水内生物毒害作用却比较严重,通过食物链会直接危害到其它生物;③腐蚀设备。尤其是孔洞、裂缝管道会受到严重腐蚀,在氯离子高浓度情况下,会对吸收塔作业产生影响,进而导致脱硫工作效率的下降;④脱硫废水工作中,直接排放硫酸盐,硫酸盐向沉积层扩散,使SO42-转化为S2-,而水内金属元素和S2-发生反应后会生成甲基汞,最终改变水生植物的生态平衡;⑤脱硫废水内往往含有很多有毒物质,如果这些有毒物质不加节制的排放,会对大气与生态环境产生直接影响,其中所含的硒元素会严重破坏水源与土壤,久而久之就会严重破坏整个生态环境,甚至会对人类身体健康造成威胁。
3、脱硫废水污染物的产生
因为不同发电厂所选择煤炭和石灰石生产地有所不同,产地不同会导致所产生烟气脱硫浆成分也存在很大差异性,造成烟气脱硫形式废水具有复杂的试剂含量。在燃烧煤炭后烟气内部的氟羟基、S、CL及所发生化学反应脱硫吸收之后形成包含CL-、F-、NO3-、SO32-及S2-等废液。而且石灰岩中含有氧化铝、Fe203以及二氧化硅等大量杂质,其中最为关键的组成部分为Ca2Co3,以上杂质均为重要脱硫废水内悬浮物范畴。作为极易挥发有害微量元素的硒,其在煤炭燃烧期间往往会全部发挥,而且脱硫废水硒酸的存在形式是+6,其毒性非常强,在很大程度上影响着生态环境。
4、电厂脱硫废水处理工艺流程
脱硫废水处理系统包括废水处理、加药、污泥处理等三个过程。其中废水处理系统又可划分为中和、沉淀、絮凝以及浓缩澄清等工艺。
4.1中和废水
废水经废水旋流站进入脱硫废水前池,提高废水提升泵送至三联箱进行加药处理,废水缓冲池设曝气装置,防止悬浮物沉降。通过曝气装置还可以进一步降低废水的COD。在中和箱内,通过添加定量石灰乳溶液,使废水PH值提升至超过9.0,确保碱性环境下大部分重金属离子生成经氧化物沉淀。而且废水内部分F-和石灰乳Ca2+发生反应,继而生成CaF2,最终达到除氟目的。
4.2化学沉淀
废水中的重金属离子、碱土金属常用氢氧化物和硫化物沉淀去除,常用的药剂是石灰和硫化钠。通过中和处理的废水内部,Hg2+与Cd2+含量依旧超标,因此在沉降箱内部加入有机硫化物,确保其和残余Hg2+、Cd2+反应后所形成的硫化物完全沉淀下来。选择絮凝方法确保悬浮物颗粒与胶体颗粒能够发生聚集与凝聚,以此从液相中得到分离,此为降低悬浮物的一种有效方法,因此将絮凝剂加入到絮凝箱中,确保废水内细小颗粒能够凝聚为大颗粒,最终得以沉淀。
4.3浓缩澄清处理
脱硫废水中的悬浮物含量较大,经化学沉淀处理后的废水中,含有许多微小的悬浮物和胶体物质,加入絮凝剂使胶体和悬浮物颗粒发生凝聚和聚集,从液相中分离出来。废水絮凝后,会从反映池中溢出,进而流入到澄清池中,在底部沉积的絮凝物会浓缩为污泥,上部分是处理出水。多数污泥通过污泥泵被排放到板框式压滤机中,而小部分作为接触污泥进入中和反应箱,而出水箱的在线监测仪表监测水浊度与PH值,若浊度与PH值不符合排水设计标准,那么需要送回中和箱展开二次处理,直至浊度与PH值合格。
总而言之,在近些年大众对环境保护越来越强化的环境下,对电厂烟气内部废水排放要求也随之得到不断提升,当前烟气废水处理应用比较广泛的方法是湿法烟气脱硫工艺,然而,脱硫废水本身就是必须及时解决的一项重大问题,该学术研究中,对烟气湿法脱硫废水危害、产生和去除等展开系统性分析探讨,以期能够对我国生态环境质量提升与火力建设提供有效借鉴。
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