在我国社会发展中,煤炭资源是十分重要的资源,占据火电发电量的七成以上。火电厂煤炭化石燃料在燃烧的时候会诱发比较严重的环境问题。这些环境问题发生会干扰大气的处理。如果废气没有得到及时处理,就会诱发一系列的环境问题。结合大气成分比重,国家制定出了规范化的大气污染排放标准。
1、脱硫废水水质特征
在烟气脱硫操作过程中会产生杂质比较复杂的废水,而在水污染综合治理过程中,各个技术的使用和工艺的选择都会影响到水体的质量。目前,大多燃煤电厂的脱硫废水水质的基本情况进行总结,具体如下表所示,结合工程经验和表格中的信息,发现脱硫废水具有水质波动大、重金属超标、盐分及悬浮物含量高的特点。
▲脱硫废水的水质特征表
2、脱硫废水回用途径
第一,冲灰系统。脱硫的废水在不经过处理的情况下就可以作为一种冲灰用水来使用。在废水处理工艺深入发展和人们对水资源高效利用重视的背景下,干除灰工艺技术得到广泛的应用。在这个过程中有一部分的废水无法重新回到冲灰系统中。
第二,干灰调湿。在废水的热度数值满足接收单位对废水重复利用标准的情况下,可以将干灰调湿和房屋建筑物的砌墙、烧结砖的加工使用密切结合在一起。在使用脱硫废水的时候会将一部分的干灰调湿作为消纳脱硫废水的备选途径,但是在此期间会损失一部分的干灰销售效益。
第三,湿除渣系统。在废水处理的过程中添加或产生的化合物,一些专业人员会考虑脱硫废水对捞渣机所带来的腐蚀性影响。通过对电厂运行实际情况调查研究之后发现,捞渣机在使用的时候不会出现明显的腐蚀,但是这样检测工作的内容以及结果还需要做出更进一步的检验。
第四,煤场喷洒。煤场喷洒用水具有不稳定的特点,在喷洒的时候还会引起物质的密集,为此煤场喷洒不能够作为消耗脱硫废水的一个有效办法。
3、脱硫废水零排放处理工艺概况
(1)浓缩减量技术
浓缩减量技术是应用先进的技术形式来对需要处理的废水实施浓缩处理,通过浓缩处理能够减少脱硫废水的数量,在废水处理和使用的过程中保证仅仅有一小部分的浓缩水进入到结晶系统中,通过对废水的处理和加工利用会促进浓缩水在水系统中的结晶。浓缩期间所牵扯到的反应有反渗透、正渗透、纳滤和蒸馏。这些反应的基本流程包含脱硫废水、预处理、浓缩、结晶器等,经过脱硫处理的废水会以固体盐的形式结晶。第一,预处理过程。在对废水过滤处理的时候,为了能够确保后续浓缩系统的稳定运行,在实施预处理的时候会使用两极全软化工艺,通过在废水中加入一定比例的药剂能够实现对水体污染物的有效处理,经过一系列处理后的水体的硬度会达到0的状态。通过在其中加入石灰、碳酸钠、混凝剂、助凝剂等来有效去除水体中的悬浮物、重金属、钙镁,最终确保处理后的水硬度为0。整个软化操作所产生的出水钙和镁含量越低,在后来的蒸馏系统中可能出现的结垢可能性就会越大。这种处理方式需要一些辅助药剂的使用,无形中会消耗比较多的成本,在推广这样处理方式的时候需要相关人员能够做到具体问题具体分析,因地制宜的综合配比和使用药剂,由此在最大限度上发挥出药剂的重要作用。第二,浓缩处理和结晶工艺。浓缩处理的目的是通过分离工艺来将废水分离转变为浓水或者淡水。在淡水盐度逐渐降低之后,水的质量会达到一个理想的状态。浓缩处理工艺包含有很多种,其中,蒸馏和反渗透是常见的方法,在两种方法的作用下能够顺利完成装置内部水分的交换和处理,经过一系列的加工处理之后会让蒸发的水分在冷凝后被二次回收再利用,最终通过提升废水的盐分含量来达到浓缩的目的。反渗透法的使用离不开半透膜原理的支持,将废水中的水分子经过半透膜来实施处理。在处理这些废水的时候会出现比较多的杂质。其间为了能够提升废水处理的有效性、科学性,需要采取积极的措施将废水离子保留在浓水侧,合理浓缩和净化水气。
(2)烟道蒸发技术
第一,烟气直接蒸发过程。烟气的直接蒸发是当前烟气处理的常见技术形式,从具体实施和操作流程看,烟气直接蒸发的具体流程如下图所示。在具体实施操作的时候,经过脱硫处理的废水和一部分的浓缩液体会进入到烟道蒸发系统,这个时候借助烟道喷嘴会对气体实施雾化处理。在实施雾化处理的时候,烟道内部多余的烟气会经过层层雾化处理改变状态,形成水蒸气。有一部分的水蒸气会进入到脱硫塔的浆液循环系统中,和脱硫塔中的灰尘共同进入到电除尘器中,经过一系列的处理排放到室外。该系统在运作的时候也有着自身的缺点,突出表现为:①为了能够防范烟道以及关联设备的腐蚀性影响,需要严格控制锅炉烟气排烟温度,系统不能够设置低温省煤器。②为了能够确保废水的完全汽化,需要严格按照规范的标准来设定烟道直管段的长度,从而在超洁净排放配置的作用下使得直管段的长度满足规范的要求。③直接蒸发的水量是十分有限的。基于以上技术特点分析,烟道直接蒸发技术会被人们广泛应用在旧机组改造中,很少会被人们应用到超洁净排放要求的机组中。第二,旁路烟气余热蒸发结晶技术。旁路烟气余热蒸发结晶技术的操作流程体现在废水脱硫处理、旁路蒸发结晶处理、旁路烟气余热处理等。在处理气体的时候会使用到双流方向的雾化处理设施,被蒸发的结晶体会从预约器械的一端进入到另外一端,在温度环境中烟气会进一步得到处理,伴随产生了水蒸气、结晶盐,这些物质会随着烟气一同进入到空预器和低温省煤器之间的烟道中。
▲烟气直接蒸发流程
4、脱硫废水零排放处理工艺比较
通过这三种零排放技术比较分析发现,蒸发结晶技术在脱硫废水零排放处置过程中不需要提前进行预处理,投资消耗和运营维护较少,综合效益好,是应用前景最为广阔的脱硫废水零排放技术。昆山威胜达环保设备有限公司专注研发蒸发结晶技术,专利技术成果——低温蒸发结晶系统已经在脱硫废水处置中得到了广泛运用,取得了相当不错的处理效果,助力燃煤电厂脱硫废水实现零排放,彻底解决了脱硫废水末端高盐、高COD废水处置难的痛点。
威胜达环保低温结晶工艺优势
通过低温结晶系统对母液减量80%以上,大大减少企业危废处置成本,打通了整条工艺链。
低温蒸发的工况可大大提升蒸发的出水效果,产水的COD去除率高达95%以上,后端冷凝水进入生化系统内处理。
低温蒸发结晶系统具备自身的特殊结构,处理高COD、高盐废水时不易出现堵料、结焦及结垢现象。
设备本身是一体化、智能化、工艺原理简单化设计,不需要专门设置操作及巡检人员,大大减少了人力成本支出。
威胜达环保低温结晶工艺原理
在低温蒸发结晶系统中抽真空系统的作用下真空蒸发罐内真空度上升,废水借助蒸发器内的真空,经原水进阀吸入设备。废水在蒸发罐内到中液位,停止进液,真空度到达设定值后,利用外接蒸汽加热。其中的低沸点成分被蒸发。废水的高沸点成分以浓缩物的形式留在蒸发罐内。浓缩物通过设备自动排出。蒸汽沿管道进入冷却器,与外接冷凝系统交换成液态,蒸馏水沿出水管排出。
▲威胜达低温蒸发结晶系统原理图