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陜西水處理新標(biāo)準(zhǔn)下脫硫廢液應(yīng)如何處理

隨著環(huán)保法律要求的逐步加嚴(yán),尤其是《氣十條》、史上最嚴(yán)《環(huán)保法》、新《大氣法》等逐步付諸實(shí)施,國家對各行業(yè)大氣污染防治工作提出了新要求。諸多行業(yè)大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)也逐步趨嚴(yán),一些行業(yè)甚至開始施行煙氣“超低排放”。各行業(yè)對煙氣中氮氧化物的管控也提出了新的要求?;ぁ⒒痣?、建材等行業(yè)由此大量新建(改造)煙氣濕法脫硫、脫硝設(shè)施。在全國范圍內(nèi),濕法脫硫和氨法(或尿素)煙氣脫硝將會(huì)面臨更大規(guī)模的發(fā)展。
濕法脫硫、氨法脫硝將大規(guī)模發(fā)展



2015年,我國提出對燃煤機(jī)組完成超低排放改造的文件要求,煙氣二氧化硫、氮氧化物排放量達(dá)到了國際上最嚴(yán)環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)的要求。2017年2月,環(huán)保部發(fā)布《京津冀及周邊地區(qū)2017年大氣污染防治工作方案》,明確從2017年10月1日起,“2+26”城市行政區(qū)域內(nèi)所有鋼鐵、燃煤鍋爐排放的二氧化硫、氮氧化物大氣污染物執(zhí)行特別排放限值,具體包括火電、鋼鐵、煉焦、化工、有色、水泥、鍋爐等25個(gè)行業(yè)或子行業(yè)。2017年6月,環(huán)保部發(fā)布關(guān)于征求《鋼鐵燒結(jié)、球團(tuán)工業(yè)大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》等20項(xiàng)國家污染物排放標(biāo)準(zhǔn)修改單(征求意見稿)意見的函,修改了鋼鐵燒結(jié)、球團(tuán)大氣特別排放限值,新增了平板玻璃、陶瓷、磚瓦等行業(yè)特別排放限值,進(jìn)一步加嚴(yán)了對煙氣二氧化硫、氮氧化物的排放濃度要求。



當(dāng)前各種脫硫、脫硝工藝中,以濕法脫硫、煙氣脫硝工藝比較成熟,運(yùn)行成本較低?!?016-2021中國脫硫脫硝行業(yè)發(fā)展趨勢及競爭策略研究報(bào)告》顯示,當(dāng)前在脫硫脫硝行業(yè)最主要的方式為:濕法脫硫(尤以石灰石石膏法為主)、氨法(或尿素)煙氣脫硝,分別占據(jù)整個(gè)國內(nèi)市場的85%、90%以上。在全國范圍內(nèi),濕法脫硫和氨法(或尿素)煙氣脫硝將會(huì)面臨更大規(guī)模的發(fā)展。



煙氣脫硫脫硝次生水環(huán)境污染需關(guān)注



濕法脫硫、氨法脫硝的大量投用,次生了一系列新的水環(huán)境污染問題,這一問題值得業(yè)內(nèi)關(guān)注。



煙氣濕法脫硫產(chǎn)生水環(huán)境污染



濕法脫硫是利用脫硫漿液與煙氣中的二氧化硫氣液接觸發(fā)生反應(yīng),達(dá)到脫硫的目的。脫硫廢水特點(diǎn)為:稍偏酸性,pH一般保持在4——5.5之間;懸浮物含量很高,質(zhì)量分?jǐn)?shù)可達(dá)每升數(shù)萬毫克;氟化物、重金屬、COD等指標(biāo)嚴(yán)重超標(biāo);鹽分極高,含有大量的Cl-、SO42-、SO32-等離子。脫硫廢水中的雜質(zhì)主要來自于煙氣中。雜質(zhì)進(jìn)入脫硫裝置并溶解于吸收漿液中,且通過脫硫系統(tǒng)不斷運(yùn)行、逐步濃縮,最終達(dá)到很高的鹽類、重金屬含量。因此,脫硫廢水的處理勢在必行。



氨法(或尿素)脫硝導(dǎo)致廢水污染



在氨法(尿素)脫硝等設(shè)施大規(guī)模使用之前,往往是單純的濕法脫硫系統(tǒng)在運(yùn)行。以火電廠的脫硫廢水為例,由于其成分的特殊性,火電廠脫硫廢水多采用如離子交換法、電絮凝法等進(jìn)行處理,但去除廢水中有害離子達(dá)到廢水高比例回用的工藝很少。而近年來大量煙氣氨法(或尿素)脫硝設(shè)施投入運(yùn)行,導(dǎo)致濕法脫硫系統(tǒng)的脫硫廢水處理難度進(jìn)一步增加。主要原因如下:



煙氣氨法(或尿素)脫硝系統(tǒng)的投用,直接導(dǎo)致脫硝系統(tǒng)逃逸的氨進(jìn)入了后端濕法脫硫系統(tǒng),并溶解于脫硫漿液中形成總氮(及氨氮),長期作用下,直接導(dǎo)致了濕法脫硫系統(tǒng)漿液的總氮(及氨氮)濃度上升,進(jìn)而導(dǎo)致排放的脫硫廢水中總氮(及氨氮)濃度較高。筆者多次對火電廠、玻璃廠脫硫廢水現(xiàn)場采樣檢測分析,發(fā)現(xiàn)其脫硫廢液中氨氮濃度最高時(shí)接近10000mg/m3,這將進(jìn)一步增加脫硫廢水的處理難度。







脫硫廢水當(dāng)前處理工藝



針對脫硫廢水的處理,目前普遍采用氧化、中和、絮凝、沉淀等方法,主要包括以下幾個(gè)步驟:



1.COD處理



脫硫廢水中的COD大部分來自于二價(jià)鐵鹽或以S2O6為主體的硫磺化合物。對于二價(jià)鐵鹽,可通過調(diào)節(jié)pH至8——10即可在空氣中氧化生成Fe(OH)3沉淀。針對S2O6為主體的硫磺化合物,若僅采用氧化還原、活性炭吸附等處理,很難處理到10mg/L濃度以下,因此,目前主要以增設(shè)合成吸附劑進(jìn)行處理為主要手段,即進(jìn)一步使用合成吸附劑吸附處理并用藥品進(jìn)行脫附,脫附后的COD以濃溶液形式取出,再進(jìn)一步處理。



2.重金屬的處理



重金屬的處理主要通過沉淀法實(shí)現(xiàn)。首先投加Ca(OH)2漿液調(diào)節(jié)pH至9左右。此項(xiàng)操作的目的一是為調(diào)節(jié)pH滿足排放標(biāo)準(zhǔn),二是將金屬離子以M(OH)n形式析出,以去除廢水中的金屬離子,三是利用Ca(OH)2與F-反應(yīng)生成CaF沉淀的特性除去廢水中的F-。研究表明,加入廢水中的Ca(OH)2的質(zhì)量濃度達(dá)到900mg/L時(shí),氟離子濃度可降到5——8mg/L甚至更低,可滿足排放標(biāo)準(zhǔn)要求。對于鎘、汞等重金屬,應(yīng)采用硫化物沉淀法,通過生成更難溶解(離子積常數(shù)更小)的MnSm加以去除。



3.懸浮物處理



懸浮物的處理主要通過絮凝方法實(shí)現(xiàn),即通過投加混凝劑、助凝劑在水體中發(fā)生反應(yīng),絮凝劑在攪拌下分散后并加快水解反應(yīng)和脫穩(wěn),使水中膠體態(tài)懸浮物脫穩(wěn)形成細(xì)小礬花。伴隨微弱攪拌的進(jìn)行,礬花不斷成長為大絮體,而助凝劑的投加進(jìn)一步促進(jìn)絮體成長增加沉淀性。完全反應(yīng)后經(jīng)斜板沉淀池進(jìn)行沉淀排泥以達(dá)到去除的目的。



優(yōu)化廢水處理的建議



許多石化、平板玻璃行業(yè)尚不具備內(nèi)部生化處理的能力。因此,筆者建議火電、化工、平板玻璃等企業(yè)應(yīng)盡快對脫硫廢水處理過程進(jìn)行完善。具備排入企業(yè)生化處理系統(tǒng)深度處理的,排入生化處理系統(tǒng);不具備條件的,應(yīng)通過離子交換法、氯氣處理法等工藝進(jìn)行達(dá)標(biāo)處理。



上述對脫硫廢液的處理方式大多忽略了對廢水中總氮、氨氮指標(biāo)的管控,這種現(xiàn)象在火電、化工、平板玻璃等行業(yè)較為普遍。由于缺少對氨氮污染物的控制,脫硫廢水經(jīng)處理后仍然存在氨氮嚴(yán)重超標(biāo)的情形,最終將直接導(dǎo)致超標(biāo)排放行為發(fā)生,造成了嚴(yán)重的環(huán)境污染。



脫硫廢水中的總氮主要包括氨氮、硝酸鹽氮、亞硝酸鹽氮、有機(jī)氮等。目前針對氨的處理方法有生物處理法、離子交換法、氯氣處理法等。其中生物處理法在處理的穩(wěn)定性、經(jīng)濟(jì)性和處理效率等方面較其他方法都具備一定優(yōu)勢?;痣?、化工行業(yè)企業(yè)內(nèi)一般都建有內(nèi)部污水處理站,多采用生化處理工藝,這為脫硫廢水的生化處理提供了有利條件。生化處理高濃度總氮(氨氮)廢水主要分以下兩步進(jìn)行:硝化過程,該過程主要利用亞硝酸鹽菌和硝酸鹽菌將氨態(tài)氮氧化成亞硝酸鹽氮、硝酸鹽氮;脫氮過程,該過程主要是在脫氮菌作用下將亞硝酸鹽氮或硝酸鹽氮還原成氮?dú)狻?/span>

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