目前,我國的能源構造還是以煤炭為主。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,2014年,我國80%以上的火電廠煙氣脫硫采用該技術。但在脫硫過程中會產生二次污染——成分復雜,污染物品種較多的脫硫廢水。2015年4月16日,國務院印發(fā)《水污染防治行動方案》,要全面控制污染物排放。脫硫廢水零排放勢在必行。
一、脫硫的廢水水質特性
石灰石-石膏濕法煙氣脫硫漿液不時循環(huán),與煙氣直接接觸,污染物轉移至漿液中,持續(xù)運轉過程中Cl-不時富集,不只加速設備的腐蝕,還會影響脫硫的效率。為保證系統(tǒng)較好的運轉效果,需求定期外排局部廢水。外排的廢水水質隨原料、漿液濃縮倍率會有動搖,其水質特性如下:
(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-等無機離子。
二、脫硫廢水的傳統(tǒng)處置工藝
《水污染防治行動方案》發(fā)布之前,我國的脫硫廢水大多數采用物理化學法處置后直接排放。下面詳細引見幾種辦法。
(2)物理辦法(直接應用)
脫硫廢水不實施處置,直接排到水力除灰系統(tǒng),應用灰中的CaO與廢水中的酸性物質和重金屬反響,去除水中污染物,到達以廢治廢的目的。但是脫硫廢水的排入會形成除灰系統(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),廢水中的雜質進入到煤粉中,煤熄滅后大局部將重新進入煙氣中,屢次循環(huán)后將突破原有的氯均衡,造成系統(tǒng)無法運轉。
(2)化學沉淀法
化學沉淀法是目前國內脫硫工業(yè)廢水處理最常用的辦法,主要由廢水處置、化學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:
但目前化學沉淀法仍存在諸多缺乏:
(1)脫硫廢水水質動搖大,難以將加藥量控制在合理范圍;
(2)運轉費用高,產生大量化學污泥;
(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,假如直接排放會嚴重危害生態(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)境維護部又發(fā)布了《火電廠污染防治技術政策》,能夠預見國度對電廠污廢水循環(huán)應用,以至零排放的請求。有關學者展開了脫硫廢水零排放的研討。
(2)蒸發(fā)結晶處置工藝
脫硫廢水蒸發(fā)結晶零排放工藝是將脫硫廢水預處置后,經蒸發(fā)系統(tǒng)處置后產生水蒸氣和濃縮液,水蒸氣冷凝后回用,濃縮液進入結晶系統(tǒng)構成枯燥的結晶鹽固體,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作,對所研發(fā)高含鹽廢水低溫強化自然蒸發(fā)結晶技術實施工業(yè)性中試。該技術是應用常溫常壓下不飽和濕空氣的水汽包容量實施自然蒸發(fā)。應用電廠的余熱的同時又處置脫硫廢水。
(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熱器(AH)和靜電除塵器(ESP)之間的煙道中,應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
膜法別離技術在水處置行業(yè)普遍應用,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施預處置,應用微濾+反浸透雙膜法對廢水實施減量化處置,減量過程產生的濃縮液可分離煙道蒸發(fā)和蒸發(fā)結晶技術完成零排放。王可輝等采用傳統(tǒng)三聯箱預處置,應用管式微濾膜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)結晶技術完成零排放。
目前亦有將正浸透技術用于脫硫廢水處置的實例,該技術經過高濃度吸取液產生的高浸透壓,促使脫硫廢水中的水分經過半透膜進入吸取液,而脫硫廢水濃縮液可運用蒸發(fā)結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,其構成的主要要素是復原態(tài)的無機物,并不是有機物,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,很少有投入實踐運轉。
四、結論
在“綠水青山,就是金山銀山”理念不得人心的當下,傳統(tǒng)的脫硫廢水處置工藝,曾經無法滿足環(huán)保請求,蒸發(fā)結晶、煙道蒸發(fā)、膜別離濃縮處置技術,可完成脫硫廢水中的水及鹽分資源化應用,但在應用時也要分離實踐,思索投資和運轉本錢。