石灰石–石膏濕法是現(xiàn)在很多電廠采用的脫硫方法，具有容量大，效果好等優(yōu)勢(shì)特點(diǎn)。但這種處理方式最大的不足就是會(huì)產(chǎn)生大量廢水。因此，探究有效的石灰石–石膏濕法脫硫廢水處理方法是有重要現(xiàn)實(shí)意義的。
1、石灰石–石膏濕法脫硫廢水特點(diǎn)
1.1 >
鍋爐中的煤粉燃燒后會(huì)產(chǎn)生大量煙氣，由電除塵器初步除塵后，氣體進(jìn)入到引風(fēng)機(jī)中，并被引出至脫硫系統(tǒng)，由除霧器、增壓風(fēng)機(jī)和吸收塔綜合處理后，通過(guò)煙囪排放到大氣中。煙氣在吸收塔內(nèi)時(shí)，伴隨吸收劑持續(xù)吸收二氧化碳，其有效成分將變成亞硫酸鈣，再經(jīng)過(guò)強(qiáng)制氧化變?yōu)槭啵談?duì)煙氣進(jìn)行洗滌時(shí)，氯化物將溶解至吸收液當(dāng)中，并使氯離子不斷富集。這種情況下，會(huì)產(chǎn)生以下影響：第一，使吸收液pH值明顯降低，影響脫硫率，產(chǎn)生結(jié)垢;第二，影響石膏品質(zhì)，降低其商業(yè)價(jià)值。實(shí)踐表明，如果吸收塔中漿液的質(zhì)量濃度超過(guò)700g/L，則吸收劑可以達(dá)到完全反應(yīng)，其脫硫能力減弱，氯離子濃度一般不能超過(guò)20mg/L，對(duì)此，要將漿液抽出到脫水車間進(jìn)行脫水。清洗和脫硫系統(tǒng)產(chǎn)生的廢水，以及從水力旋流器中產(chǎn)生的溢流水等均為廢水 >
1.2 水質(zhì)
(1)濁度相對(duì)較高，含有大量懸浮物，顆粒物的黏性較低。
(2)廢水來(lái)水主要為酸性，其pH值為4.0~6.0。
(3)來(lái)水中的重金屬含量較高。
(4)含有F-。
(5)因氯離子實(shí)際含量較高，并且為酸性，所以會(huì)對(duì)設(shè)備、管道和構(gòu)筑物造成一定程度的腐蝕。
(6)廢水溫度通常保持在45℃左右。
(7)生化需氧量相對(duì)較低。
(8)有定量無(wú)法溶解的細(xì)塵和硫酸鈣。
廢水水質(zhì)、水量和脫硫系統(tǒng)及煙氣主要成分等有密切關(guān)系。
2、石灰石–石膏濕法脫硫廢水處理基本流程
從廢水箱中排出的廢水先在水泵的作用下進(jìn)入三聯(lián)箱，即絮凝箱、中和箱和沉淀箱。其中，沉淀箱中，加入氫氧化鈣，使廢水pH值達(dá)到9.2~9.8，基于堿性條件，重金屬可生成沉淀;中和箱中，加入硫酸氯鐵與TMT-15，以此捕捉并去除重金屬，生成螯合物;再加入混凝劑，即硫酸氯鐵，使懸浮物發(fā)生混凝沉淀;絮凝箱中，加入助凝劑，使絮凝物開(kāi)始沉降，以去除懸浮物，經(jīng)過(guò)澄清器，清水不斷溢流到出水箱中，向出水箱中加入鹽酸將pH值調(diào)整到標(biāo)準(zhǔn)要求的6~9，并予以回用。
3、石灰石—石膏濕法脫硫廢水處理作用機(jī)理
3.1 中和中和主要起到以下兩個(gè)作用：
其一，酸堿中和，使廢水pH值升至9.0左右，這樣做的目的是：將廢水pH值控制在標(biāo)準(zhǔn)要求的范圍內(nèi);在這種pH值條件下，對(duì)沉淀反應(yīng)有利。
其二，使重金屬沉淀，堿性環(huán)境下，銅和鋅都會(huì)生成沉淀物。
采用石灰漿做堿化處理過(guò)程中，鹽酸以下列反應(yīng)被中和：
比鹽酸含量多的那部分OH-，其數(shù)量直接決定堿化處理后的廢水pH值。
因不同重金屬在不同堿性程度下被沉淀，所以這是生成氫氧化物的關(guān)鍵步驟。一般情況下，使三價(jià)金屬離子生成沉淀需要達(dá)到的pH值比二價(jià)金屬離子低。使沉淀生成的pH值還和電解質(zhì)及其影響有關(guān)。重金屬沉淀形式為微溶物，即氫氧化物，其反應(yīng)過(guò)程為：
某電廠將這一步驟所用酸性藥劑確定為熟石灰粉，原因是其 >
3.2 沉淀
沉淀主要在沉淀箱完成，主要作用包括：去除銅、鋅、汞等在內(nèi)的重金屬;去除鈣和鎂等在內(nèi)的堿土金屬;去除氟、砷等在內(nèi)的有毒非金屬。
對(duì)于金屬粒子，其反應(yīng)生成氫氧化物沉淀的關(guān)鍵條件是溶液pH值。如果溶液從酸性變成弱酸性，則沉淀物溶解度將明顯降低，但對(duì)絕大多數(shù)重金屬沉淀物而言，都屬于兩性化合物，伴隨堿性不斷增強(qiáng)，化合物開(kāi)始絡(luò)合，導(dǎo)致溶解度有所增大。根據(jù)廢水的排水標(biāo)準(zhǔn)，并考慮防止沉淀物因絡(luò)合而發(fā)生溶解，需將pH值控制在8.0~9.0[3]。
確定溶液pH值后，硫和金屬的化合物將有著比沉淀物更低的溶解度?；诖?，向沉淀箱添加有機(jī)硫可以更深層次的去除重金屬。溶液pH值維持在8.0~9.0時(shí)，硫和金屬化合物溶解度將變得很小，此時(shí)可認(rèn)為去除了所有重金屬。
有機(jī)硫是現(xiàn)在很多電廠都開(kāi)始著手使用的沉淀藥劑，將其濃度為15%左右的原藥液配制成濃度為2%的藥劑添加到沉淀箱當(dāng)中，期間要使用計(jì)量泵進(jìn)行。
3.3 絮凝
經(jīng)過(guò)沉淀處理的廢水，還含有很多膠體物與懸浮物，此時(shí)應(yīng)添加混凝劑進(jìn)行處理。目前主要使用以下幾種混凝劑：①硫酸鋁;②聚合氯化硫酸鐵;③三氯化鐵;④硫酸亞鐵。助凝劑以高分子凝聚劑與石灰為主。
上述研究提到的電廠將聚合氯化硫酸鐵作為絮凝劑，將陰離子型聚丙烯酰胺作為助凝劑。使用前，將濃度為40%的原藥劑配制成濃度為0.75%的適用藥劑，然后將其添加到絮凝箱當(dāng)中;將固體的陰離子型聚丙烯酰胺配制成濃度為0.1%的適用溶液，然后將其添加到絮凝箱中。
3.4 濃縮和澄清
從絮凝箱中流出的水經(jīng)過(guò)下降管到達(dá)濃縮澄清器。下降時(shí)，顆粒將從分散狀態(tài)改變成絮狀沉淀，使硫化物及氫氧化物都得到進(jìn)一步的沉淀。廢水從下降管中流出開(kāi)始向上返折時(shí)，絮凝顆粒將由于重力無(wú)法返折，被留在澄清器的底部，僅少數(shù)污泥被泵抽送到中和箱中作為后續(xù)反應(yīng)的晶種，其他均被泵送到板框壓濾機(jī)進(jìn)行脫水。完成以上過(guò)程的清水從圍堰中流出，進(jìn)入到出水箱中，在清水積蓄到一定程度以后，泵送出系統(tǒng)。
3.5 污泥脫水
留存于澄清器底部的污泥達(dá)到一定量后，開(kāi)啟輸送泵將其泵送到壓濾機(jī)中進(jìn)行脫水。從壓濾機(jī)中產(chǎn)生的濾液通過(guò)輸送管進(jìn)入溢流坑，坑中液位高度與設(shè)定高度相同時(shí)，由潛污泵將其泵送至中和箱，與新廢水同時(shí)進(jìn)行處理;產(chǎn)生的濾餅則采用汽車運(yùn)出。
4、石灰石–石膏濕法脫硫廢水處理藥物投加
藥物投加是以上處理過(guò)程的重點(diǎn)，應(yīng)引起高度重視。上述提到的電廠設(shè)有處理能力不低于18m3/h的脫硫廢水處理站，目前正處連續(xù)運(yùn)行狀態(tài)。通過(guò)多次實(shí)驗(yàn)與調(diào)試，確定既經(jīng)濟(jì)又能滿足處理強(qiáng)度要求的運(yùn)行控制參數(shù)，如表2所示。
在這種運(yùn)行模式下，系統(tǒng)出水水質(zhì)滿足一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，而且投加的所有藥劑均得到最大限度的使用，無(wú)浪費(fèi)現(xiàn)象。
氫氧化鈣投加量根據(jù)中和箱廢水pH值來(lái)確定，在pH值小于8.5時(shí)進(jìn)行投加，達(dá)到8.5以上時(shí)停止投加。將其使用濃度確定為5%能對(duì)pH值進(jìn)行十分靈活的調(diào)節(jié)。
將陰離子型聚丙烯酰胺的使用濃度配制成0.1%的目的是其粉末在溶解以后會(huì)有很大黏性，并且溶液本身具有很強(qiáng)聚合力。在高黏度條件下對(duì)溶液進(jìn)行輸送，要配置專門(mén)的泵，還要增加流量，在選泵時(shí)應(yīng)注意。
攪拌的作用是加強(qiáng)反應(yīng)，因來(lái)水有較高SS值，且具有良好沉降性，能促進(jìn)懸浮物的沉降。除此之外，中和箱與沉淀箱的有效容積均在20m3以上，且廢水總停留時(shí)間一般不少于1min，這樣也可以促進(jìn)沉降。基于此，需將轉(zhuǎn)速控制在高水平，避免通道因?yàn)閼腋∥锏拇罅砍两刀氯?/p>
陰離子型聚丙烯酰胺添加需在下降管處進(jìn)行，不可直接添加到絮凝箱中。如果直接添加到絮凝箱中，則懸浮物將變成絮凝體，在絮凝箱的底部大量沉淀。
有機(jī)硫、聚合氯化硫酸鐵和陰離子型聚丙烯酰胺的實(shí)際添加量均以廢水水量為依據(jù)確定和控制，可采用計(jì)量裝置自動(dòng)添加。
5、結(jié)論
1)考慮到石灰乳容易發(fā)生沉積，故應(yīng)設(shè)置超聲波液位計(jì)，若無(wú)法實(shí)現(xiàn)，則應(yīng)在進(jìn)口導(dǎo)管部位設(shè)置檢修閥門(mén)，并根據(jù)實(shí)際情況采取有效的防堵措施。
2)因懸浮物具有良好沉降性，所以在三箱中必然會(huì)產(chǎn)生固體。為避免固體物過(guò)造成堵塞，需對(duì)箱底進(jìn)行定期排污，一般按每7d進(jìn)行1次的頻率進(jìn)行。
3)因廢水含有很多固體物，而且還要在處理中添加石灰，所以設(shè)備及管路極易被堵，對(duì)此應(yīng)經(jīng)常性的進(jìn)行檢查和排污。
4)計(jì)量泵與出口流量計(jì)必須進(jìn)行保護(hù)連鎖設(shè)置。如果石灰乳的管路被堵，則應(yīng)對(duì)螺桿泵實(shí)施有效保護(hù)。
5)因廢水水質(zhì)復(fù)雜，所以所用表計(jì)必須具有良好環(huán)境適應(yīng)能力，但這樣仍會(huì)對(duì)帶來(lái)很大風(fēng)險(xiǎn)，必須做好定期檢查與校驗(yàn)。( >
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