摘要:随着国家不断提高对环保排放和水资源节约利用的要求,业界的关注焦点逐渐放在了火电厂脱硫废水的处理和回用上。基于此,本文将分析火电厂在进行脱硫过程中产生的的脱硫废水的特点,简述不同行业对水资源的利用,提出环保砖厂综合利用脱硫废水的方案,既可以节约资源,又可以实现脱硫废水的利用价值,火力发电厂对脱硫废水的综合利用还可以降低运行成本,提高企业的经济效益。
关键词:火电厂;脱硫废水;综合治理
1火电厂脱硫废水治理的基本情况
随着中国逐渐加大了对能源工业的发展力度,燃煤火力发电机组的建造数量也随之上升。随着我国不断提高对环境保护和减排政策的要求,能源企业的废气处理设施的数量也增加了。在烟气二氧化硫的减排技术中,石灰石-石膏湿法脱硫工艺技术已经成熟,运行机制也十分可靠,煤质的适应范围非常广泛,脱硫效率相对比较高,因此在国内外这种脱硫工艺已经得到广泛应用。但是,在这种脱硫工艺中生成的脱硫废水的pH值为5?6,并且还包含大量的氟化物、悬浮物(石膏颗粒,Si,硫酸盐和亚硫酸盐等)和微量重金属(As,Cd,Cr,Hg等),如果直接把废水排放到大自然中,就会严重危害到环境,因此就必须对废水进行处理后才能排放。
目前,使用较多的脱硫废水处理方法是对脱硫后的废水进行中和,絮凝和沉淀,以去除废水中所含的悬浮物和重金属。沉淀的污泥被脱水并运到渣场进行综合处理。该处理方法依然存在已经经过处理的废水向外部排放的问题,并且存在污染环境的潜在风险。为了达到脱硫废水的零排放的目标,近年来脱硫废水的处理方法在不断的创新,其中蒸发法和浓缩法是比较常见的废水零排放技术。蒸发法可分为系统内蒸发法和系统外蒸发法。浓缩法主要是使用膜渗透法对废水进行有效的浓缩处理,还有的零排放技术是把浓缩法和蒸发法的技术进行结合。这些工艺路线可以真正的实现脱硫废水的零排放,但运行成本是比较高的。
2火电厂脱硫废水处理的基本要求
2.1废水处理要求
火力发电厂所需要的热量一般都是来源于煤,石油,天然气等燃烧产生的热能。通过这些热能对水进行加热,然后使水产生高压蒸气,进而驱动发电机发电。它产生的废水主要包括冲灰水,工业废水,生活污水,除尘水和酸碱废水。在火电厂对工业废水进行处理时,应优先对废水进行处理和回收再利用,如果没有相应的回收条件,则应在达到标准后将其排放。应单独的设置脱硫废水处理装置,在设计时应该使用连续运行的方式。在对脱硫废水的处理过程中,所产生的污泥的脱水处理应该单独进行,脱水的泥饼送至干灰场或工厂外的处置场所进行处理。当使用脱硫废水进行干灰加湿或灰场喷雾时,应采取相应的措施以防止废水的腐蚀性对相关设备和介质产生不良影响。
2.2国产常规火电厂脱硫废水处理工艺
在火电厂脱硫废水处理中,应以水体的用途为基础,对水资源规划进行综合考量,以最大程度地减少废水排放,实现废水排放的零污染。同时,废水综合处理方法应当进行优化,针对火电厂脱硫废水的污染排放问题进行科学的研究和解决。在现阶段,脱硫废水的处理主要有以下步骤构成:
?(1)加入碱(如氢氧化钠或氢氧化钙)以调节废水的pH值,并且还可以除去氟化物和一些重金属。
?(2)加入有机硫,絮凝剂和混凝剂,通过机械搅拌的方式,让废水中含有的重金属进行相互反应,形成容易沉淀的物质。
?(3)添加絮凝剂,使废水在适当的反应条件下通过澄清池(斜板沉淀池),使大部分悬浮物沉淀。
?(4)沉淀的物料进入压滤机浓缩成污泥,然后将污泥送到灰渣场。
?这种处理工艺设备和操作程序都比较简单,操作成本相对来说更低一些,它可以去除脱硫废水中的大部分悬浮固体和重金属。污泥在进行处理后,可以随着灰渣一起被运送到其他工业企业,再对这些灰渣进行综合利用。然而,该方法不能除去废水中的氯离子,并且在处理后,废水在脱硫系统中再利用时,仍然会存在一定的腐蚀性,容易对脱硫系统进行腐蚀。
?近年来,新的废水零排放方法已经出现,工厂可以使用蒸发和渗透的方法对废水进行零排放处理。蒸发法能够把机组烟气系统中产生的的热量利用起来,或者增加另一个热交换蒸发装置用来实现脱硫废水的零排放处理,该工艺的优点是可以完全实现脱硫废水的零排放,缺点是能耗高,一旦脱硫废水量大,水质复杂性提高,就容易腐蚀蒸发设备,导致设备出现故障的概率提高。此外,废水蒸发后,蒸发设备中会存在大量的沉淀的结晶盐,这是难以除去的。
2.3与不同行业合作脱硫废水综合利用
不同的行业在进行生产制造时都具有自己的特点,如果能够使不同行业的优势充分发挥出来,并结合不同行业的优缺点,就可以取得良好的社会和经济效益,实现真正的经济周期和节能减排。
例如,粘土砖开始逐渐由环保砖代替,这是一种新兴材料,其原料主要成分为:粉煤灰,煤渣,石灰等,并取适量的石膏和固化剂与之混合,制备坯料并压制,然后通过高压或大气压固化。不需要进行高温燧烧,具备了较多优点,因此其使用范围开始逐步扩大。生产环保砖对水质的要求非常低,在不影响环保排放指标的前提下,仅需确保水质中所含杂质较少且水质为中性(减少设备腐蚀)即可,并且对含盐量和氯离子浓度没有要求。
火电厂湿法脱硫所产生的脱硫废水中,所含的固体物质主要是石膏,这与环保砖生产过程中使用的石膏是相同的。对脱硫废水及处理后的工业废水进行混合,得到的水也能满足环保砖的生产要求。脱硫废水中的盐,重金属和其他物质的含量与矿渣和粉煤灰的含量相似,这些物质将在环保砖的生产过程中沉积,得以在环保砖中固化,不会对环保砖的物理化学特性造成影响和改变。
3效益分析
以科学适当的方式对火电厂的脱硫废水和工业废水进行配比,是其能够成为作环保砖生产的重要原因之一,火电厂采取这种方式能够获得以下经济效益:
减少了脱硫废水处理设备的成本,包括在作业时的电力消耗,水消耗,设备损耗以及运行脱硫废水处理设备所需的化学药品的使用。在运营管理方面,也减少了员工的投入量。用水量主要节省在废水处理剂配置和管道冲洗中;电力消耗和药剂费用是根据每个机组每年4500h的年运行量和2500h的脱硫废水处理系统的年运行量来计算的,每年它都可以节省约36MW?h的用电和约20,000元的药剂费用。
?在进行脱硫时,要大大地降低火电厂的工业废水中氯离子的含量,有利于实现对废水的回收利用。脱硫废水的氯离子的主要来源一般都为水中的氯离子,现有的废水处理工艺多水中的氯离子进行去除,如果处理后的工业废水不能将氯离子释放到系统外部,则会在循环中积累更多,最终影响脱硫系统的运行安全。
火力发电厂的附近就可以建造了一个环保砖厂,在生产过程中,产生的粉煤灰可现场使用,以减少运输中国外运和粉尘污染,最终实现对固体,液体和气体的综合预防。
4结束语
综上所述,为了使火电厂脱硫废水的回用率得到提高,尽可能的使废水处理成本得到降低,并且还可以将脱硫废水与工业废水进行混合,用作环保砖厂生产用水,该方法与新兴的蒸发、浓缩的脱硫废水处理工艺相比,具有明显的优势,不仅可以达到节能降耗的目的,而且可以实现环境保护,提高经济效益。
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