电厂脱硫废水脱硫废水经过中和沉淀、沉降、絮凝以及浓缩澄清过程工艺

来源: 铭源凯德过滤设备(北京)有限公司

电厂脱硫废水脱硫废水经过中和沉淀、沉降、絮凝以及浓缩澄清过程工艺

 石灰石/石膏湿法脱硫工艺作为当前燃煤电厂主流脱硫技术,具有脱硫效率高,技术成熟,运行稳定等优点,但为了防止循环浆液系统氯离子等元素的过度富集,脱硫系统需要定期外排*定量的脱硫废水。脱硫废水具备以下特点:

  1)水质受多种因素影响,且易随工况及煤种变化而变化;

  2)pH在4.5-6.5之间,呈弱酸性,氯离子含量高;

  3)以石膏颗粒、二氧化硅、铁铝化合物为主要成分的悬浮物含量较高;

  4)总溶解性固体含量较高,且变化范围大,*般在30000-60000mg/L,Ca2+和Mg2+等硬度离子含量高;

  5)汞、铅、砷等重金属第Ⅰ类污染物超标。因此,脱硫废水处理倍受业内关注。

 脱硫废水零排放成为燃煤电厂环保的重中之重。目前常用的处理工艺是传统化学沉淀方法,脱硫废水经过中和沉淀、沉降、絮凝以及浓缩澄清过程,大部分悬浮物和重金属离子会被去除,这*工艺能满足废水行业排放标准(DL/T997-2006),但无法去除迁移性较强的氯离子等可溶性盐分,对硒离子去除效果也不佳,无法实现真正的脱硫废水零排放。

  以蒸发结晶和蒸发技术为主的零排放技术是当前脱硫废水处理*域的研究热点。蒸发结晶技术工艺复杂,运行成本高,通过简单预处理后得到的混盐无利用价值,采用分盐工艺能得到纯度较高的结晶盐,但会进*步加大运行成本;低温烟道蒸发以及旁路烟道蒸发技术增加飞灰中含尘量,将处理压力转移至电除尘器,粉煤灰中盐分过高会影响水泥品质。

  本研究涉及*种脱硫废水烟气浓缩减量及水泥化固定工艺。 在电除尘器后设置带有液柱喷管系统的烟气浓缩塔,利用电除尘器后10*-15*的热烟气与脱硫废水液柱循环换热,实现脱硫废水5-10倍的减量浓缩。浓缩后的高盐废水与水泥、粉煤灰等胶凝材料经混合搅拌机搅拌后进入成型设备,随后转入恒定温度及湿度的养护室中进行养护,根据性能可将养护后的固化体用作混凝土或路缘石等材料。上述工艺的有益效果为:

  1)充分利用电除尘器后烟气,与脱硫废水接触进行传质传热,达到脱硫废水浓缩减量的效果,是对电厂余热资源的充分利用;

  2)液柱喷管系统能减少喷淋层设置造成的喷嘴堵塞问题;

  3)脱硫塔前烟气含湿量增加,大幅度减少脱硫系统的工艺补充水;

  4)水泥固定脱硫废水中的盐分和重金属离子,将流动性的脱硫废水转化为物化性能稳定,不易弥散的固化体,有效避免二次污染;

  5)充分利用电厂副产品粉煤灰。

  水泥固化技术具有工艺简单,原材料简单易获取,固化体性能稳定的优点,被广泛应用于放射性废物、重金属污染废水及污泥等废弃物处理*域。但固化技术用于脱硫废水处理的研究较少,且主要利用粉煤灰的火山灰反应来实现固化稳定化,考虑到脱硫废水水量巨大,固化体中水泥掺入少甚至不掺入,因此,制得的固化体抗压强度性能差,*般只能作填埋处置。Renew等研究了同时固化脱硫废水浓缩液和粉煤灰后的重金属浸出性能,水泥占总混合物的10*,用量较少,所得固化体重金属离子浸出率较低。

  然而,对于固化稳定化脱硫废水后固化体的氯离子迁移问题,还鲜有研究。在混凝土行业中,氯离子引起的钢筋锈蚀是钢筋混凝土耐*性能下降的主要原因,氯离子在水泥基材料中主要存在三种形式:

  1)与水泥中C3A相化学结合形成Friedel’s盐;

  2)被物理吸附在水化产物C-S-H凝胶上;

  3)游离在孔溶液中。

  其中,化学结合和物理吸附形式的氯离子统称为结合氯离子,孔溶液中的游离氯称为自由氯离子。自由氯离子会造成钢筋锈蚀,可用结合氯离子能力来评价混凝土中氯离子存在形式。因此,考虑到固化体的用途,实验利用模拟高盐水与水泥、粉煤灰等材料拌合制得固化体,同时探究了水泥,粉煤灰等不同组分材料对固化体抗压强度及结合氯离子能力的影响。

  1 实验部分

  1.1 固化胶凝材料

  矿渣硅酸盐水泥(425#);普通建筑用河砂;粉煤灰,取自华北地区某热电厂;模拟高盐水,实验室配制的Cl-浓度为30000mg/L的NaCl溶液;脱硫废水,某电厂经三联箱处理后的脱硫废水,热浓缩后测得其Cl-浓度为30692mg/L。

  1.2 实验方法

  (1)固化体制备将水泥、河砂和粉煤灰按*定配比拌合,加入适量模拟高盐水或脱硫废水搅拌均匀后转移至40mm×40mm×40mm的六联立方体试模,静置24h成型后置于饱和Ca(OH)2溶液中养护;

  (2)抗压强度检测固化体养护至规定龄期后,对其进行抗压强度试验。恒应力压力试验机(河北昌吉仪器有限公司,DYE-300B)以恒定速度移动,当固化体达到*大承受力时,机器停止,通过*大承受力计算抗压强度; 结合总体趋势,水泥配比低时固化体在3个龄期的抗压强度都很小,而配比过高会影响抗压强度,这是由于在高盐水量*定的条件下,水泥量的增加意味着水灰比的下降,在高盐水量能满足水化要求时,增加的水泥能充分水化,水泥浆内水化产物增多,浆体内毛细孔隙少,胶凝体积增加,因而抗压强度高。随着水泥量逐渐增加,高盐水量不足以提供水泥浆充分水化所需水量时,多余的水泥使得固化体内未结合的颗粒增多,浆体内毛细孔隙增加,抗压强度下降。当水泥配比为1.08时,固化体抗压强度性能*。3 结论

  (1)本文提出了*种脱硫废水烟气浓缩减量及水泥化固定工艺,将烟气浓缩后的脱硫废水与水泥、粉煤灰等材料拌合后制得固化体,从而实现污染物的水泥化固定;

  (2)固化体抗压强度随养护龄期增加而提高,水泥配比为1.08时抗压强度达到*值,粉煤灰配比大于0.25后对抗压强度提升明显,高盐水配比越大,抗压强度越低,河砂量对固化体抗压强度影响小;

  (3)水泥配比从0.92增大至1.08,结合氯离子能力增大21.7*,粉煤灰配比从0.15提高至0.30时,结合氯离子能力仅增大了4.9*;

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