脱硫废水反渗透深度处理工艺
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脱硫废水工艺简介1.脱硫废水的来源及水质概况脱硫废水来自脱硫综合楼石膏脱水系统废水旋流器的溢流,脱硫废水的水质与脱硫工艺、烟气成分、灰及吸附剂等多种因素有关。
脱硫废水的主要超标项目为悬浮物、PH值、汞、铜、铅、镍、锌、砷、氟、钙、镁、铝、铁以及氯根、硫酸根、亚硫酸根、碳酸根等。
2.脱硫废水处理工艺流程脱硫废水连续排至废水处理装置进行处理。
脱硫废水处理系统包括废水处理、加药、污泥处理等3个分系统。
现就3个系统分述如下:2.1废水处理系统脱硫废水存入废水缓冲池后由废水提升泵送入中和、沉降、絮凝箱处理,后经澄清池溢流至出水箱、在出水箱内经pH调整后达标排放。
1)工艺流程:石灰乳有机硫絮凝剂助凝剂盐酸脱硫废水中和箱沉降箱絮凝箱澄清器出水箱排放剩余污泥2)工艺说明:在中和箱中,废水的pH值通过加入石灰乳调升至9.0—9.5范围以便沉淀大部分重金属;废水中的石膏沉淀至饱和浓度。
在沉降箱中,通过加入有机硫进一步沉淀不能以氢氧化物形式沉淀出来的重金属。
在絮凝箱中,加入絮凝剂(FeClSO4)和聚合电解质(助凝剂)以便使沉淀颗粒长大更易沉降。
在澄清器中,悬浮物从中分离出来后,沉积在澄清器底部,一部分通过压滤机处理后外运;一部分污泥作为接触污泥通过污泥循环泵返回到中和箱,以提供沉淀所需的晶核,获得更好地沉降。
澄清器出水自流进入出水箱,经过调整pH达到6.0~9.0范围,通过出水泵排放。
2.2加药系统加药系统包括石灰乳加药系统、有机硫加药系统、絮凝剂加药系统、助凝剂加药系统及盐酸加药系统。
2.2.1石灰乳加药系统:(1)工艺流程:Ca(OH)2粉末石灰粉仓石灰乳制备箱石灰乳循环泵石灰乳计量箱石灰乳加药泵中和箱(2)工艺说明:装置由1个消石灰粉仓、1个振动料斗(或其他防堵下料设备)、1台消石灰粉精称给料机或星型给料机、1台石灰浆制备箱、2台石灰浆循环泵、1台石灰乳计量箱、2台石灰乳计量泵、辅助设备、管路、阀门、管件、仪表等组成。
脱硫废水深度处理方法1.废水浓缩处理技术目前,国内的脱硫废水浓缩处理主要采用膜浓缩、热法浓缩和烟气浓缩技术路线。
(1)膜浓缩技术目前,膜浓缩技术广泛应用于脱硫废水的深度处理和浓缩研究,以减少废水处理系统中蒸发结晶的污水处理量,使得电厂零排放技术更经济可行。
(1.1)反渗透(RO)技术。
在外界高压力作用下,利用反渗透膜的选择透过性,水溶液中水由高浓度一侧向低浓度一侧移动,使得溶液中的溶质与水得到分离。
(1.2)电渗析技术。
利用离子交换膜的选择透过性,溶液中的带电阴、阳离子在直流电场作用下定向迁移,实现对废水的浓缩和分离。
Cui等利用电渗析法去除脱硫废水中的氯离子,结果表明,在最佳条件下,当氯离子质量浓度为19.2g/L时,氯离子的去除率为83.3%,得到副产品Cl2、H2和Ca(OH)2,处理成本0.15$/kg。
(2)热法浓缩技术热法浓缩技术包括多效蒸发(MED)和机械蒸汽再压缩(MVR)等。
(2.1)多效蒸发(MED)技术。
将蒸汽的热能进行循环并多次重复利用,以减少热能消耗,降低成本。
加热后的盐水在多个串联的蒸发器中蒸发,利用前效蒸发产生的二次蒸汽,作为后效蒸发器的热源,后效中水的沸点温度和压力比前效低,效与效之间的热能再生利用可以重复多次。
(2.2)机械蒸汽再压缩(MVR)技术。
将蒸发器蒸发产生的原本需要冷却水冷凝的二次蒸汽,经压缩机压缩后,提高压力和饱和温度,增加热焓,再送入蒸发器作为热源,替代新鲜蒸汽循环利用,二次蒸汽的潜热得以充分利用,同时还省去了二次蒸汽冷却水系统,节约大量冷却水,从而达到节能和降低运行成本的目的。
(3)烟气浓缩技术。
利用燃煤电厂除尘器出口低温烟气的余热作为热源,在专门的蒸发器内与(循环)喷淋的废水进行传质传热,使部分纯水蒸发分离,实现末端废水的浓缩减量。
2.废水零排放处理技术目前,国内的脱硫废水零排放处理主要采用蒸发结晶和烟气蒸发两类技术路线。
(2.1)蒸发结晶技术蒸发结晶技术是废水零排放处理的常用技术之一。
脱硫废水除氟方法简介及最新工艺推荐燃煤电厂在使用燃煤发电的过程中会产生大量的硫氧化物(SOx),例如二氧化硫(SO2),为了去除烟气中的二氧化硫,燃煤电厂会使用排烟脱硫(FGD,FlueGasDesulfurization)设备,凭借抽取大量二价碱土金属工业用水与烟气中的含硫废气进行脱硫反应,再将经过“脱硫”反应后的含有硫酸根的酸性废水处理排放,以下简称为脱硫废水。
所述脱硫废水的成分,含有浓度大于20000mg/L,即20000ppm的硫酸根离子,浓度大于600ppm的氯离子,浓度介于50~200ppm之间的氟离子及浓度介于1000~4000ppm之间的悬浮固体(SuspendedSolid),以下简称SS成分,此外还含有大量金属镁离子。
近年来,各国政府对于环境标准、水质标准的要求日益严厉,中国《综合污水排放标准》规定,对于含50~200ppm氟离子的排放水,以下简称为含氟废水,也要求需要高度净化至氟离子含量降至10ppm以下,才能排入大海。
目前国内外除氟技术主要包括吸附法、离子交换法、电化学法及化学法等。
吸附法除氟技术一般只能用于氟含量小于10mg/L的饮用水除氟处理,且成本高,不适宜用于大水量工业废水除氟领域;离子交换法是利用离子交换树脂的交换能力,去除水中氟离子的一种方法,复合树脂除氟率高,可以再生,不足之处在于其他阴离子存在下会降低去除效率,树脂再生会导致氟浓缩液废弃物,需要再加以处理才能丢弃;电化学法包括电凝聚法和电渗析法,电凝聚法需经固液分离操作,电渗析法中浓缩室的水排放造成污染的缺点也限制了电化学法的实际应用;化学沉淀法除氟技术是工程上常用的工艺之一,脱硫废水与漂白水汇合分别经中继池和缓行槽后依次进入慢混槽和沉淀槽,由沉淀槽排除沉淀污泥进入挤压机处理,分流处理液引入放流池后外排。
该工艺在高氟废水处理中应用较多,其中投加石灰的方法是一种成本较低、应用广泛的除氟方法,但该方法存在一些不足之处,例如由于石灰本身的特点,导致石灰利用率低、加药量大、出水氟离子难以去除到较低水平;混凝沉降法也是常用的除氟工艺,针对脱硫废水,传统混凝沉降方法为添加硫酸铝或液碱,但会形成大量油脂状态、沉降性差的污泥,此种污泥含水率高、固液分离困难,并生成很多粒径细小的颗粒物,造成污染物出水效果不佳,污泥难以回用及堆存占地大等问题,形成了二次固废污染。
反渗透设备工艺流程
《反渗透设备工艺流程》
反渗透设备是一种通过半透膜技术将水中的溶解性固体、无机物、杂质以及有机物质从水中分离出来的设备。
在现代工业和生活中,反渗透设备已经成为处理水质和净化水源的重要设备。
其工艺流程包括多个步骤,下面将介绍反渗透设备的工艺流程。
首先是原水处理,从水库或井中取出的原水需要经过一系列的处理,包括除铁、软化和除氯等步骤,以减少原水中的杂质和有害物质含量。
接下来是预处理,原水进入反渗透设备之前会经过多级的预处理过程。
这些过程包括颗粒过滤、活性炭过滤和微孔过滤等,旨在去除水中的悬浮颗粒、有机物和微生物。
然后是高压泵的作用,通过高压泵提供高压力,使原水被压入反渗透膜中,压力越大,膜通透性越好,从而提高产水率。
接着是反渗透膜的分离作用,原水经过高压泵进入反渗透膜,通过膜的选择性通透性,让水分子通过膜孔,分离出去溶解性的固体、无机物、有机物和杂质。
最后是后处理,通过电离交换、臭氧、紫外线消毒等工艺对产水进行再净化处理,去除水中的硅酸盐、细菌、病毒、肌醇和微量元素等,得到更加纯净的水质。
总的来说,反渗透设备的工艺流程包括原水处理、预处理、高压泵压力作用、反渗透膜的分离作用以及后处理等多个步骤。
这些步骤共同作用,使得反渗透设备能够高效地净化水质,为人们提供更纯净的饮用水和工业用水。
浅谈脱硫废水深度处理工艺我国水资源短缺,污染严重,燃煤电厂是工业耗水大户,对电厂水资源进行分级利用及水污染防治全面改造,在一定程度上节约了能源和水源。
本文研究了脱硫废水工艺,设计并安装废水深度处理系统。
文章通过对脱硫废水深度处理技术的分析,提出脱硫废水零排放方案。
标签:污染;零排;深度处理;0引言我国水资源短缺,污染严重,国家相继颁布了《环保法》、《水污染防治行动计划》(水十条)等相关法律法规,给水资源利用及水污染防治提出更高要求。
根据相关调研,电厂部分水污染治理存在难点等问题亟待解决。
对水资源进行分级利用及水污染防治全面改造,在一定程度上节约了能源和水源。
节约资源,保护环境是我国的基本国策。
做好节能减排工作,是贯彻落实科学发展观、构建社会主义和谐社会的重案措施。
废水治理原则废水治理工程基于电厂水平衡角度,优化现有水系统,做到水资源“分级、分质”利用;贯彻“统筹规划、因厂制宜、节水优先、雨污分流、分级利用、分类处理、充分回用、达标排放”的原则电厂水资源利用规划2脱硫废水深度除盐处理技术介绍脱硫系统产生的废水,具有高盐、高氯、强腐蚀的特点,并且含有大量的悬浮物以及重金属,是全厂废水改造的难点与重点,现有脱硫废水处理系统能正常运行,处理出水无消纳环节,要真正的实现脱硫废水综合治理,需要对脱硫废水进行深度处理回用。
现对几种常用种工艺进行对比分析。
预处理+膜浓缩+蒸发结晶工艺技术原理脱硫废水经减量化后,蒸发结晶实现脱硫废水中水和盐的分离,分离后的水可以回用脱硫系统,盐实现资源化利用。
该工艺投资成本、能耗较高,但技术成熟、运行可靠,无任何环保风险。
采用化学软化预处理系统+管式微滤过滤+纳滤系统分盐和高压反渗透浓缩工艺对这部分废水进行处理,软化预处理段主要去除脱硫废水中的悬浮物、钙镁离子,确保后端膜浓缩系统的正常稳定运行,并完成一价离子和二价离子的分离,实现分盐处理。
技术特点1)预处理软化+传统蒸发结晶、预处理药剂软化技术技术非常成熟,,能够根据废水水质变化实现自动加药调整,确保软化效果,满足后续蒸发装置进水水质要求。
脱硫废水常用处理方法1.脱硫废水的常用处理方法脱硫废水是火电厂最难处理的废水。
目前常见的脱硫废水处理方法是基于脱硫废水的水质特征,专门针对不同类型的污染物设计,确定了脱硫废水处理的原则。
今天,我国大部分脱硫废水处理采用物理化学处理直接排放水。
以下是对目前使用的脱硫处理方法的描述。
1.1排至水力除灰系统该方法是将脱硫废水不经处理直接排入水力除灰系统。
脱硫废水中的酸性物质和重金属与灰渣中的氧化钙反应,形成固体物质并将其去除,从而达到废物处理的目的。
脱硫废水的水流量一般很小,因此当脱硫废水混入水力除灰系统时,对除灰系统的影响很小。
因此,该方法不需要对水力除灰系统进行任何改造,也不需要额外的水处理设施。
因此,该方案的优点是投资少,运行管理少。
该方法操作方便,可作为脱硫废水的事故排放。
本方案的缺点是脱硫废水的排放会导致除灰系统中氯离子的积累增多,加剧除灰系统设备的腐蚀,影响系统的正常运行。
不综合利用副产物(石膏等)的湿法脱硫技术是合适的。
对于这个方法。
1.2 化学沉淀法化学沉淀处理过程主要由中和、沉淀、混凝和澄清四个步骤组成。
中和沉淀是调节废水的酸碱度,一般使用的碱性中和剂是NaOH、CaCO3、石灰,碱反应后再向废水中添加有机硫或S2-,使铅离子、汞离子等离子体形成重金属硫化物沉淀,常用的固化剂是Na2S、H2S、FeS、有机固化剂,TMT 15是我国许多火电厂常用的有机固化剂。
混凝沉淀主要是用铁盐絮凝剂和高分子絮凝剂去除废水中的SS。
澄清是混凝废水进入澄清池,根据自身的重力沉淀,沉淀浓缩,达到标准后排出上层液体。
(FGD)废水化学处理可有效降低脱硫废水中的SS,F-,重金属离子等,从而达到脱硫废水的排放,但处理后的盐含量仍然很高,尤其是氯离子含量最高可达5%。
如果它继续排放很长时间,它将影响周围的生态环境。
该方法在中国具有最广泛的应用,用于废水处理,这是出水水质标准所不需要的。
1.3脱硫废水的蒸发和浓缩通过蒸发干燥设备,可以将脱硫废水分离为优质的水或水蒸气和固体废物,实现水的循环利用,完成火力发电厂零排放。
电厂脱硫废水处理工艺流程
电厂脱硫废水处理工艺流程一般包括预处理、脱硫、中和、沉淀、过滤和再循环等步骤。
下面是一个常见的电厂脱硫废水处理工艺流程:
1. 预处理:将脱硫废水经过初步的固液分离处理,去除较大的悬浮物和沉淀物,可以采用物理方法如格栅、沉砂池等进行预处理。
2. 脱硫:将预处理后的废水进一步进行脱硫处理,主要是去除废水中的硫化物。
常用的脱硫方法包括化学法和生物法。
化学法可以采用氧化剂如氯气、过氧化氢等进行氧化,将硫化物转化为硫酸盐,然后通过沉淀或吸附等方式将其去除。
生物法则利用硫氧化细菌等微生物对硫化物进行氧化降解。
3. 中和:脱硫后的废水通常具有较高的酸性,需要进行中和处理以调节废水的pH值。
常见的中和剂有石灰、氢氧化钠等。
将中和剂加入废水中,使其与废水中的酸性物质发生中和反应,将其转化为盐和水。
4. 沉淀:经过中和后,废水中会产生大量的悬浮物和沉淀物,需要进行沉淀处理。
可以采用沉淀池或沉淀池等设备,通过重力沉淀的方式将悬浮物和沉淀物分离出来。
5. 过滤:经过沉淀后,废水中可能还存在一些细小的悬浮物和胶体物质,需要进行过滤处理。
常见的过滤方法包括砂滤、活性炭过滤等,通过过滤介质将废水中的杂质去除。
6. 再循环:经过上述处理后,废水中的污染物已经得到有效去除,可以将处理后的废水进行再循环利用,减少对环境的影响。
需要根据具体的电厂脱硫废水的特点和要求来确定合适的处理工艺流程,以达到废水排放标准和环境保护要求。
火力发电厂湿法脱硫废水深度处理工艺选择探讨发布时间:2021-06-02T04:01:00.732Z 来源:《中国电业》(发电)》2021年第4期作者:庞升果蒋兟卫祥民赵青涛刘俊杰郝国富[导读] 文章主要讲述了脱硫废水终端处理的两种方法,即蒸发法和烟道处理法,并结合天津某火电厂改造实例,对多种改造方案进行了比较。
北京北方节能环保有限公司北京 100070摘要:目前,我国的经济在迅猛发展,社会在不断进步,石灰石-石膏湿法脱硫是火力发电厂主流的脱硫工艺,然而,环保排放标准越来越严格,确保脱硫系统长期稳定运行的要求越来越高,因此,火电厂对脱硫废水进行终端处理改造刻不容缓。
文章主要讲述了脱硫废水终端处理的两种方法,即蒸发法和烟道处理法,并结合天津某火电厂改造实例,对多种改造方案进行了比较。
关键词:脱硫废水;蒸发法;烟道处理法引言石灰石 - 石膏湿法烟气脱硫工艺具有脱硫效率高、脱硫剂丰富、负荷范围广的优点,占我国火电发电厂烟气脱硫工艺总量 90% 以上。
但其产生的脱硫废水呈酸性且具有高悬浮物、高盐量、高 COD、高腐蚀性、高危害等特点,其复杂的水质特点使其当选为燃煤电厂湿法脱硫系统终端水质最恶劣的废水。
解决脱硫废水“零排放”的问题即实现全厂废水的“零排放”。
随着我国环保要求和节能意识不断提高,优化火电发电厂废水处理工艺、提高水资源利用率、实现废水资源“零排放”和循环再利用是大势所趋。
1预处理系统脱硫废水深度处理工艺均可以分解为“预处理”、“浓缩”和“结晶”三个工艺段,后段工艺的特点决定了前端工艺的选择。
对于在“浓缩”段采用膜法浓缩的工艺,在“预处理”段都需要对废水中的硬度进行彻底的软化处理。
目前,软化处理工艺以传统的化学加药软化澄清和管式微滤软化工艺应用较多。
2火力发电厂湿法脱硫废水深度处理工艺选择2.1电渗析工艺电渗析是利用离子交换膜对阴、阳离子的选择透过性能,在外加直流电场的作用下,使阴、阳离子定向迁移透过选择性离子交换膜,从而使电解质离子从溶液中分离出来的过程。
工艺方法——脱硫废水零排放处理工艺工艺简介1、预处理+蒸发工艺预处理系统采用“两级反应+沉淀和澄清”处理,一级投加石灰,二级投加碳酸钠软化水质。
蒸发结晶处理采用多效蒸发结晶或MVR 蒸发工艺,结晶通过离心机和干燥床制得固体结晶盐。
脱硫废水经废水缓冲池调节水量,均衡水质,在一级反应器,投加石灰乳、絮凝剂和助凝剂,大部分重金属被生成沉淀,沉淀微粒物在絮凝剂和助凝剂的作用下凝聚成特大的颗粒物,最后流入一级澄清器,然后完成一系列的程序后实现固体和液体的分离。
上清液进入二级反应器,为了确保后期的深度处理的部分能够长期稳定,减少清洗次数,需要对容易结垢的物质进行直接处理。
在二级反应器中加入软化剂后,使水中钙离子生成沉淀,沉淀微粒物在絮凝剂和助凝剂的作用下凝聚成特大的颗粒物,最后流入二级澄清器,上清液经过滤器再次过滤,确保废水满足深度处理进水要求。
蒸发器一般分为2种,一种是多效蒸发装置,一种是MVR蒸发装置。
多效蒸发装置分为4个单元:热输入单元、热回收单元、结晶单元、附属系统单元。
热输入单元即从主厂区接入蒸汽,经过减温减压后成为低压蒸汽,再将蒸汽送至加热室对废水进行加热处理。
热交换后的冷凝液则进到冷凝水箱中。
预处理后的脱硫废水排水,经多级蒸发室的加热浓缩后送至盐浆箱,由盐浆泵输送至旋流器,将大颗粒的盐结晶进行旋流并进入离心机,分离出盐结晶体,然后再经螺旋输送机送往各类干燥床干燥塔进行干燥。
旋流器和离心机分离出的浆液返回至加热系统中再进行蒸发浓缩,最终干燥出的盐结晶包装运输出厂。
MVR蒸发装置原理是利用高能效蒸汽压缩机压缩蒸发产生的二次蒸汽,提高二次蒸汽的焓,被提高热能的二次蒸汽打入蒸发室进行加热,以达到循环利用二次蒸汽已有的热能,从而可以不需要外部鲜蒸汽,通过蒸发器自循环来实现蒸发浓缩的目的。
从理论上来看,使用MVR蒸发器比传统蒸发器节省80%以上的能源,节省90%以上的冷凝水,减少50%以上的占地面积。
预处理+蒸发工艺,投资成本较高,所有废水进入蒸发系统,运行费用高。
反渗透工艺流程
《反渗透工艺流程》
反渗透工艺流程是一种常用的水处理技术,主要用于去除水中的溶解性固体和溶解性离子。
这种技术通过半透膜实现了水的过滤和去离子的目的,使水质得到提升。
反渗透工艺流程通常包括以下几个步骤:
首先是预处理,通过预处理设备对水进行初步处理,去除水中的大颗粒物和沉淀物,防止对反渗透膜的损害。
其次是压力泵的工作,将预处理后的水通过高压泵加压,使其进入反渗透膜组件。
高压泵能够产生足够的压力,使水在反渗透膜上形成压力差,促进水分子和溶解性离子通过反渗透膜。
接下来是反渗透膜过滤阶段,水在通过反渗透膜时,溶解在水中的盐类、微生物和有机物等会被截留在膜外侧,而水分子则能穿过反渗透膜,从而实现了去除溶解性离子和有机物的目的。
最后是收集处理好的水,这些被过滤干净的水就成为了高纯水,可以用于制药、电力、电子、化工等行业的生产和生活用水。
反渗透工艺流程通过对水进行过滤和去离子处理,能够有效提升水质,去除水中的有害物质,得到优质的水源,对于改善水质,保护环境,维护人体健康起着重要的作用。
采用反渗透膜技术进行脱硫废水深度处理燃煤电厂采用石灰石-石膏湿法工艺进行烟气脱硫过程中产生了脱硫废水,常见的脱硫废水处理工艺除去了废水中绝大部分的氟化物、悬浮物、硫酸根离子、重金属等污染物,氯离子浓度仍然很高,影响脱硫废水经处理后再利用和排放。
因此需要对已处理的脱硫废水进行后处理,提高废水的利用率,实现脱硫废水的零排放。
1 脱硫废水常规处理常规脱硫废水的处理流程一般包括中和、沉淀、絮凝、澄清等工艺。
处理时,先进行碱化处理,加入Ca(OH)2或者NaOH,将废水的pH值调至9.0至9.5之间,使部分重金属以氢氧化物的形式完全沉淀出来;再加入有机硫化物(一般是TMT15),使镉、汞等重金属结合成难溶于水的硫化物;然后加入絮凝剂(一般是FeClSO4)和絮凝助剂(一般是聚合电解质),使大部分的悬浮物沉淀,并吸附重金属氢氧化物和CaSO4沉淀;最后澄清,将沉淀物和水分离,得到处理过的脱硫废水和污泥[1]。
处理工艺流程见图1。
图1 脱硫废水常规处理工艺流程经过常规工艺处理过后,脱硫废水中绝大部分的悬浮物、氟化物、硫酸根、重金属等污染物得到有效去除,CODCr 浓度也明显下降,这些指标均能满足《综脱硫废水有机硫化物助凝剂絮凝剂HCl Ca(OH)2合污水排放标准》(GB 8978-1996)的一级排放标准。
氯离子浓度也有大幅下降,但浓度仍然很高。
脱硫废水处理前后的水质数据如表1所示[1]。
表1 脱硫废水主要污染物处理前后对比数据项目处理前(mg/L) 处理后(mg/L) 去除率(%) 标准(mg/L) pH 5.0~6.0 7.36 — 6.0~9.0310.0 148.6 52.1 ≤150 CODCr悬浮物12000 70.0 99.4 ≤70氟化物180.0 8.69 95.2 ≤30CL- 10545.2 4951.9 53.1 —2-2000 1.0 99.9 ≤1.0 SO4Zn 4.12 0.161 96.1 ≤5.0Cd 0.3 0.019 93.7 ≤0.1Cr 10.0 0.010 99.9 ≤1.5Ni 2.0 0.059 97.1 ≤1.0Pb 2.0 <0.0002 99.9 ≤1.0Hg 0.1 0.0005 99.5 ≤0.05As 0.5 0.091 99.9 ≤0.52 高浓度氯离子废水经过常规处理后的脱硫废水,氯离子浓度仍高达5000mg/L。
水中的氯离子对金属具有很强的腐蚀性,而且氯离子浓度越高,对金属的腐蚀性就越强。
用旋转挂片法得到20号碳钢试片在浓度为5000mg/L的氯离子溶液中的腐蚀速率为1.8542mm/s[2]。
氯离子溶液的这个性质,制约了经常规处理后的脱硫废水的利用和排放。
脱硫废水的利用或排放的方式主要有以下几种:(1)送至电除尘前烟道,雾化后喷入烟气中,脱硫废水迅速蒸发,废水中的固体物在电除尘器中被捕捉,随灰一起外排[3]。
由于氯离子浓度高,蒸干后的固体物含有大量氯盐,时间长了对除尘设备产生腐蚀,降低除尘器寿命。
(2)直接排入电厂水力排渣系统(即渣水系统),补充排渣水[4] [5]。
如果渣水系统不对外排放,时间长了,渣水的氯离子浓度会升高,腐蚀渣水输送设备及管道;如果对外排放,高浓度的氯离子对环境造成破坏,造成水体或土壤咸化。
(3)送进灰场或者煤场,浇溉用。
还在使用灰场的燃煤电厂已经很少,不能广泛应用;浇在煤上的氯离子,最终还是通过燃烧系统、脱硫系统再次进入脱硫废水中。
(4)采用多级闪蒸办法蒸干[6]。
(5)排入附近的污水处理厂或者直接对外排放。
燃煤电厂多数远离城区,周边很少配置有污水处理厂,电厂的污水处理站不具备处理高浓度氯离子的能力;直接对外排放会造成水体或土壤咸化。
因此,有必要采取技术措施降低脱硫废水的氯离子浓度。
3 反渗透膜技术反渗透膜技术属于一种膜分离技术,其工作原理入图2所示。
图2 反渗透工作原理把相同体积的稀溶液(如淡水)和浓溶液(如海水或盐水)分别置于一容器的两侧,中间用半透膜阻隔。
半透膜只允许溶剂(如水)通过,阻止溶解在水中的溶剂通过。
在没有施加压力的情况下,稀溶液中的溶剂将自然的穿过半透膜,向浓溶液侧移动,这一过程为自然渗透。
当浓溶液侧的液面会比稀溶液的液面高出一定高度,形成一个压力差,阻止溶剂继续从稀溶液向浓溶液移动,达到渗透平衡状态。
这个压力差即为渗透压,它的大小决定于浓液的种类,浓度和温度与半透膜的性质无关。
若在浓溶液侧施加一个大于渗透压的压力时,浓溶液中的溶剂会向稀溶液移动,此种溶剂的流动方向与原来渗透的方向相反,这一过程称为反渗透[7] [8]。
反渗透膜是一种精细的膜分离产品,能截留大于0.0001微米的物质,有效截留溶解盐份及分子量大于100的有机物。
反渗透膜脱盐率的高低取决于膜元件表面超薄脱盐层的致密度,脱盐层越致密脱盐率越高,同时产水量越低。
反渗透对不同物质的脱盐率主要由物质的结构和分子量决定,对高价离子及复杂单价离子的脱盐率可以超过99%,对单价离子(如钠离子、钾离子、氯离子)的脱盐率稍低,但也可超过了98%;对分子量大于100的有机物脱除率也可过到98%,但对分子量小于100的有机物脱除率较低。
反渗透膜对进水水质的要求比较高,如果进水水质不佳,含有杂质较多,就容易造成反渗透膜堵塞,通过率过低,处理率下降,增加反渗透膜的冲洗维护次数,降低反渗透膜的使用寿命。
在制备饮用水和高纯度水、污水处理、淡化海水等工业过程,反渗透膜技术相对于其它技术具有技术成熟、操作方便、建设周期短、工程一次性投资低等优点,但对水的预处理要求严格,运行维护费用高[9]。
目前,反渗透膜技术已广泛应用于:医药、电子等行业用水的前期制备;化工工艺的浓缩、分离、提纯及配水制备;锅炉补给水除盐软水;海水、苦咸水淡化;造纸、电镀、印染等行业用水及废水处理。
在我国,反渗透膜技术也较早得到应用,有一定数量的工程应用实例,也积累了运行使用经验。
随着该技术广泛和长期的实例应用,反渗透膜的市场也迅速打开,我国反渗透膜的生产水平也迅速提高。
4 反渗透膜技术对脱硫废水后处理4.1 工艺概述和悬浮物,经过常规处理后的脱硫废水仍然具有浓度很高的氯离子、CODCr尤其是氯离子高达5000mg/L,因此建议采用苦咸水淡化膜或海水淡化膜进行处理。
以海水淡化膜为例,它对进水水质的要求也是比较高的,对于一般的聚酰胺膜,进水水质要求如表2所示[10]。
表2 海水淡化膜进水水质要求项目指标水温/℃20~35pH值3~11浑浊度/NTU <0.3污染指数F1 <4余氯/mg·L-1<0.1/mg·L-1<2CODMnFe/mg·L-1<0.1 采用海水淡化膜对脱硫废水进行后处理,还需要在对经过常规处理后的脱硫废水进行预处理。
目前,采用膜法处理代替传统的化学处理成为一种趋势。
膜法处理包括微滤(MF)、超滤(UF)和纳滤(NF)三种。
就表1所示的处理后水质而言,采用微滤技术处理后能达到反渗透进水水质的要求。
脱硫废水的处理就形成了中和、沉淀、絮凝、澄清、微滤和反渗透一系列处理过程,最终能得到水质比自来水还要好的水,废水成了水资源,可以非常方便和广泛使用。
反渗透膜技术对脱硫废水进行后处理也有其不足之处:一是处理过程产生的浓水如何有效利用或无害处置是一个不好解决的问题;二是采用该技术的建设和运行维护费用未必最省。
4.2 反渗透单元介绍4.2.1.原水罐 (可选)储存原水,用于沉淀水中的大泥沙颗粒及其它可沉淀物质。
同时缓冲原水管中水压不稳定对水处理系统造成的冲击。
(如水压过低或过高引起的压力传感的反应)。
4.2.2原水泵恒定系统供水压力,稳定供水量。
4.2.3石英砂过滤器1、原理及作用石英砂过滤是去除水中悬浮物最有效手段之一,它是利用石英砂作为过滤介质。
该滤料具有强度高,寿命长,处理流量大,出水水质稳定可靠的显著优点,石英砂的功能主要是去除水中悬浮物、胶体、泥沙、铁锈。
采用水泵加压,使原水通过过滤介质,去除水中的悬浮物,从而达到过滤的目的。
悬浮物、胶体、颗粒污堵可严重影响反渗透的性能,如大幅度降低产水量;石英砂过滤器能有效的去除原水中的悬浮物、胶体、颗粒,当水流流过过滤介质的床层时,颗粒、悬浮物、胶体会附着在过滤介质的表面而截流下来,当反冲洗时又可以把这些截流下来的污染物排放出来;通常经过石英砂过滤器处理就可以达到SDI15≤5。
2、过滤器冲洗(1)冲洗的目的和方式冲洗的目的是清除滤层中所截留的污物,使滤池恢复过滤能力。
冲洗方法有以下几种:高速水流反冲洗气;水反冲洗;表面助冲加高速水流反冲洗。
(2)冲洗强度、滤层膨胀度和冲洗时间1)冲洗强度:水温为20℃时,石英砂过滤器的冲洗强度一般为12~15L/s.㎡,水温每增减1℃,冲洗强度相应增减1%。
2)滤层膨胀度:反冲洗时,滤层膨胀后所增加的厚度与膨胀前厚度之比,称滤层膨胀度。
石英砂过滤器的膨胀度一般为45%。
3)冲洗时间当冲洗强度或滤层膨胀度符合要求但冲洗时间不足时,也不能充分地清洗掉包裹在滤料表面上的污泥,同时,冲洗废水也排除不尽而导致污泥重返滤层。
如此长期下去,滤层表面将形成泥膜。
因此,必要的冲洗时间要保证,根据经验,石英砂过滤器的冲洗时间一般为5~7分钟,但在生产实际操作中要根据废水的具体情况而定,以冲洗干净为原则。
4.2.4活性炭过滤器1、原理及作用活性炭内孔表面积大,非常有利于进一步吸附中、小分子的有机物,一般用于吸附原水中的有机物、部分色素和有害物质,降低化学耗氧量COD。
活性炭被广泛应用于生活用水及食品工业、化工等工业用水的净化,由于活性炭的比表面积很大,其表面又布满了平均为20—30埃的微孔,因此,活性炭具有很高的吸附能力。
此外,活性炭的表面有大量的羟基和羧基等官能团,可以对各种性质的有机物质进行化学吸附,以及静电引力作用,因此,活性炭还能去除水中腐殖酸、富维酸、木质磺酸等有机物质,还可去除象余氯一类对反渗透膜有害的物质,防止反渗透膜被氧化。
通常能够去除63%~86%胶体物质,50%左右的铁,以及47~60%的有机物质。
2、活性碳过滤器冲洗(1)冲洗的目的和方式冲洗的目的是清除滤层中所截留的污物,使滤池恢复过滤能力。
冲洗方法有以下几种:高速水流反冲洗;气、水反冲洗;表面助冲加高速水流反冲洗。
(2)冲洗强度、滤层膨胀度和冲洗时间1)冲洗强度:水温为20℃时,活性炭过滤器的冲洗强度一般为13~16L/s.㎡,水温每增减1℃,冲洗强度相应增减1%。
由于活性炭的密度小,冲洗时要特别注意控制冲洗强度,防止因冲洗强度过大而把滤料带出系统,同时也要防止因冲洗强度不够而导致冲洗不干净,时间一长,容易造成滤层形成泥膜,严重时将造成滤层办结,从而影响到过滤效果。