脫硫廢水的處理

關于脫硫廢水的處理脫硫廢水的特征

濕法脫硫廢水的主要特征是呈現(xiàn)弱酸性，pH值低于6.0；懸浮物高，但顆粒細小，主要成份為粉塵和脫硫產(chǎn)物(CaSO4和CaSO3)；含有可溶性的氯化物和氟化物、硝酸鹽等；還有Hg、Pb、Ni、As、Cd、Cr等重金屬離子這類廢水必須經(jīng)適當處理達標后才能外排.第2頁,共46頁，2024年2月25日，星期天脫硫廢水處理主要原理

通過加堿中和脫硫廢水，并使廢水中的大部分重金屬形成沉淀物；加入絮凝劑使沉淀濃縮成為污泥，污泥被送至灰場堆放。廢水的pH值和懸浮物達標后直接外排，其處理流程見圖1。第3頁,共46頁，2024年2月25日，星期天

圖1脫硫廢水處理系統(tǒng)流程第4頁,共46頁，2024年2月25日，星期天第5頁,共46頁，2024年2月25日，星期天脫硫廢水處理包括以下4個步驟：

(1)廢水中和反應池由3個隔槽組成，每個隔槽充滿后自流進入下個隔槽。在脫硫廢水進入第1隔槽的同時加入一定量的石灰漿液，通過不斷攪拌，其pH值可從5.5左右升至9.0以上第6頁,共46頁，2024年2月25日，星期天(2)重金屬沉淀

Ca(OH)2的加入不但升高了廢水的pH值，而且使Fe3+、Zn2+

、Cu2+

、Ni2+

、Cr3+

等重金屬離子生成氫氧化物沉淀。一般情況下3價重金屬離子比2價更容易沉淀，當pH值達到9.0～9.5時，大多數(shù)重金屬離子均形成了難溶氫氧化物。同時，石灰漿液中的Ca還能與廢水中的部分F-反應，生成難溶的CaF2；與As3+

絡合生成Ca3(AsO3)2等難溶物質。此時Pb2+

、Hg2+仍以離子形態(tài)留在廢水中，所以在第2隔槽中加入有機硫化物(TMT-15)，使其Pb2+

、Hg2+

反應形成難溶的硫化物沉積下來。第7頁,共46頁，2024年2月25日，星期天(3)絮凝經(jīng)前2步化學沉淀反應后，廢水中還含有許多細小而分散的顆粒和膠體物質，所以在第3隔槽中加入一定比例的絮凝劑FeCISO4

，使它們凝聚成大顆粒而沉積下來。在廢水反應池的出口加入陽離子高分子聚合電解質作為助凝劑，來降低顆粒的表面張力，強化顆粒的長大過程，進一步促進氫氧化物和硫化物的沉淀，使細小的絮凝物慢慢變成更大、更易沉積的絮狀物，同時脫硫廢水中的懸浮物也沉降下來。第8頁,共46頁，2024年2月25日，星期天(4)濃縮／澄清絮凝后的廢水從反應池溢流進入裝有攪拌器的澄清／濃縮池中，絮凝物沉積在底部并通過重力濃縮成污泥，上部則為凈水。大部分污泥經(jīng)污泥泵排到灰漿池，小部分污泥作為接觸污泥返回廢水反應池，提供沉淀所需的晶核。上部凈水通過澄清／濃縮池周邊的溢流口自流到凈水箱，凈水箱設置了監(jiān)測凈水pH值和懸浮物的在線監(jiān)測儀表，如果pH和懸浮物達到排水設計標準則通過凈水泵外排，否則將其送回廢水反應池繼續(xù)處理，直到合格為止。第9頁,共46頁，2024年2月25日，星期天處理工藝的控制停留時間加藥量污泥的排放控制凈水的排放控制第10頁,共46頁，2024年2月25日，星期天停留時間

廢水在反應池3個隔槽內的停留時問直接影響廢水的沉淀和絮凝效果.由于反應池的容積固定，停留時間取決于廢水流量大小。從調試結果來看保持廢水在反應池內停留1h以上，重金屬和懸浮物能較好地沉淀、絮凝下來。試驗表明，保持廢水流量為2.3m3

／h，即廢水在反應池內停留1.2h左右，就可獲得較滿意的處理效果。第11頁,共46頁，2024年2月25日，星期天加藥量

處理廢水所需的化學藥品加入量隨著廢水流量的變化而變化，脫硫廢水處理系統(tǒng)所需的各種藥品消耗量見表1第12頁,共46頁，2024年2月25日，星期天石灰漿液石灰漿液是利用生石灰(CaO)粉末加水消化而成，貯存在裝有攪拌器的石灰漿液罐中，通過泵加到廢水反應池。有關調試表明，調試時向池內加入l0％的石灰漿液，運行中發(fā)現(xiàn)，石灰漿液泵容易堵塞，并且會導致廢水反應池顆粒物增多、污泥量增大、pH值升高太快等問題。后來將石灰漿液調整為5％，既緩解了泵的堵塞問題，又增加了石灰漿液對廢水反應池pH值的調控能力。5％的Ca(OH)2溶液pH值在12．50以上，它的加入可以快速提高反應池的pH值。試驗表明，當進口脫硫廢水pH值為5．50，反應池pH控制在9．20左右時，大部分重金屬已經(jīng)發(fā)生沉淀。第13頁,共46頁，2024年2月25日，星期天有機硫化物在廢水反應池中加入有機硫化物TMT-15的目的是將汞形成硫化物沉淀。由于脫硫廢水含Hg2+

量相對較小，每m3廢水加入40mlTMT-15(I5％水溶液)就可達到目的。絮凝劑反應池內混合溶液的pH值、水溫、攪拌強度等因素都會影響絮凝效果，經(jīng)調試，在反應池pH值9．20，水溫在40℃左右時，每m3廢水加入40％的FeClSO4

溶液25ml，就可獲得良好的絮凝效果。第14頁,共46頁，2024年2月25日，星期天聚合電解質粉末狀的助凝劑一一聚合電解質需要先配制成0．05％的水溶液，如果濃度過高，這種助凝劑溶液過于粘稠，容易使加藥管道堵塞，而且不利于絮凝物濃縮。試驗證明，每m3

廢水加入0．05％的聚合電解質9.4ml就能使絮凝物很好地濃縮。第15頁,共46頁，2024年2月25日，星期天鹽酸在廢水反應池和凈水箱中均裝有在線pH值監(jiān)測儀，其測量探頭需要定時用3％的鹽酸沖洗，其中反應池的探頭每4h沖洗1次，凈水箱的探頭每8h沖洗一次，沖洗流量均為2.8L／h第16頁,共46頁，2024年2月25日，星期天污泥的排放控制

廢水中的重金屬和懸浮物經(jīng)過絮凝、沉淀等化學和物理過程，從反應池自流進入澄清／濃縮池。在攪拌器的緩慢攪拌下，污泥和凈水分離，上層的凈水自流進入凈水箱；污泥則沉積在濃縮池底部，當污泥累積到一定厚度時，啟動污泥外排泵排除污泥。運行時應嚴格控制濃縮池的污泥料位，以保持污泥有一定的濃度，料位太高(大于2.0m)會影響上層凈水水質。污泥回流泵應持續(xù)運行，以便將一部分污泥作為接觸污泥返回反應池。第17頁,共46頁，2024年2月25日，星期天凈水的排放控制

若經(jīng)處理后的凈水懸浮物>100mL或者pH>9．0，則不具備外排條件，需要通過自動控制系統(tǒng)將該凈水返回反應池繼續(xù)處理。為保持系統(tǒng)的水平衡，此時應相應減少進入反應池的FGD廢水量，而將其暫時存放在廢水貯箱內。如果凈水的懸浮物和pH值在允許排放的范圍內，則開啟外排閥門進行排水，其流量由凈水箱的液位自動控制.第18頁,共46頁，2024年2月25日，星期天經(jīng)過上述處理可以看到前后水質的變化第19頁,共46頁，2024年2月25日，星期天河北國華定州發(fā)電廠一期2×600MW火電機組煙氣脫硫工程廢水處理系統(tǒng)第20頁,共46頁，2024年2月25日，星期天功能及工藝說明清洗煙道氣所得到的弱酸性的、渾濁的廢水輸送到廢水處理廠作最后的處理。廢水中的雜質除了大量的可溶性氯化鈣（CaCl2）之外，還包括：氟化物、亞硝酸鹽等；重金屬離子如砷、鉛、鎘、鉻離子等；還有不可溶的硫酸鈣及細塵等。除了小部分微溶的氫氧化物泥漿外，上述雜質可以從水中分離出去。其后，處理過的廢水排入主排放口，在廢水澄清過程中產(chǎn)生的氫氧化物泥漿在箱式壓濾機中脫水。第21頁,共46頁，2024年2月25日，星期天廢水的物理化學處理工藝按如下步驟進行：用氫氧化鈣/石灰乳［Ca(OH)2］進行堿化處理，通過設定最優(yōu)的pH值范圍，部分重金屬以氫氧化物的形式沉淀出來。通過加入有機硫化物，使某些重金屬如鎘和汞沉淀出來。通過添加絮凝劑及絮凝助劑，使固體沉淀物以更易沉降的大粒子絮凝物形式絮凝出來。在澄清池/沉降槽中將固形物從廢水中分離。采用箱式壓濾機將所得氫氧化物泥漿脫水。將HCl濃溶液加入清水槽內的清潔廢水中，以達到所需的pH值。第22頁,共46頁，2024年2月25日，星期天廢水處理系統(tǒng)包括如下主要部分：加藥系統(tǒng)

廢水處理所需的化學物質在此處輸送、貯存、混合，配成所需濃度的溶液，以備添加。廢水處理工藝系統(tǒng)

在此處采用化學物質和接觸泥漿連續(xù)處理廢水。沉淀出來的固形物在澄清池/沉降槽中分離出來，清水排入主排放口。污泥脫水系統(tǒng)

在廢水澄清過程中產(chǎn)生的氫氧化物泥漿經(jīng)箱式壓濾機脫水。脫水所產(chǎn)生的濾液返回廢水處理車間。脫水后的氫氧化物泥漿（濾餅）經(jīng)污泥料斗排到運泥卡車中，并運送到電廠貯灰場。第23頁,共46頁，2024年2月25日，星期天工藝原理廢水處理的物理化學過程是依據(jù)如下基本反應進行的：1.采用氫氧化鈣/石灰乳［Ca(OH)2］進行堿化處理，以沉淀部分重金屬。加入石灰乳進行廢水堿化處理時，水中的鹽酸（HCl）按如下反應得到中和：HCl+Ca(OH)2-->CaCl2+2H2O超過此值的OH－離子數(shù)量決定了基本范圍內的廢水pH值。由于各重金屬離子以不同的pH值沉淀出來，因此這一步是各氫氧化物形成的決定性步驟。

第24頁,共46頁，2024年2月25日，星期天三價金屬離子沉淀的pH值通常低于二價金屬離子。此外，發(fā)生沉淀的pH值還受存在于FGD廢水中的大量的過量電解質影響。對存在于FGD廢水中的大多數(shù)重金屬的沉淀來說，pH值在9.0～9.5之間較為合適。

二價和三價的重金屬離子（Me）通過形成微溶的氫氧化物從廢水中沉淀出來，如下所示：Me2++2OH－-->Me(OH)2Me3++3OH－-->Me(OH)3第25頁,共46頁，2024年2月25日，星期天2.采用有機硫化物沉淀重金屬并非所有的重金屬都能以氫氧化物形式完全沉淀出來，尤其是鎘和汞。因此，有機硫化物（如有機硫）根據(jù)被處理的廢水量按比例加入。有機硫化物首先與鎘和汞形成微溶的化合物，以固體形式沉淀出來。第26頁,共46頁，2024年2月25日，星期天3.固體沉淀物的絮凝從廢水中沉淀出來的氫氧化物和化合物，與FGD廢水中的固體一樣，粒子都很細，分散在整個體系中，很難沉降。為了改善所有固體物的沉降行為，應向廢水中加入絮凝劑（FeClSO4），形成氫氧化鐵/Fe(OH)3小粒子絮凝物。重金屬氫氧化物及化合物附在氫氧化鐵小粒子絮凝物上，形成較大的更易沉降的絮凝物。廢水中所含固體的沉降行為可以通過加入絮凝助劑進一步得到改善。根據(jù)經(jīng)驗，使用陰離子聚電解質可以達到此目的。這些物質能較大程度地降低粒子的表面張力，使其形成易于沉降的大粒子絮凝物。第27頁,共46頁，2024年2月25日，星期天4.沉降—固形物從廢水中分離在沉降階段，固體物質從液相中分離出來。絮凝階段形成的大粒子絮凝物沉到澄清/沉降器的底部。這一過程是在重力作用下發(fā)生的，因為固相和液相具有不同的密度。在沉降過程中，液相的浮力必須小于固體物的沉降力。熱誘導流對固形物（大粒子絮凝物）的沉降行為有不利影響。沉降階段完成后，形成兩個較易分離的物相，分別以凈化廢水和濃渣的形式排出。第28頁,共46頁，2024年2月25日，星期天設計參數(shù)1.廢水的入口參數(shù)（峰值）廢水處理系統(tǒng)進水水質（脫硫系統(tǒng)排出的未經(jīng)處理的廢水）項目單位pH-5.5~7.0CODmg/L≤100懸浮物mg/L≤12,000SO42-mg/L≤16,500Fe(取決于飛灰分析)mg/L≤35Fmg/L≤50Mg(設計)mg/L≤7,500Mg（范圍）mg/L1,900~41,500Camg/L≤2,000Clmg/L≤20,000Cdmg/L≤2.0Almg/L10NH4+（取決于FGD入口NH3量）mg/L≤20溫度℃50第29頁,共46頁，2024年2月25日，星期天2.廢水出口參數(shù)主要的控制數(shù)據(jù)如下：廢水排放標準－污水綜合排放標準（GB8978-1996）中的一級標準序號項目單位濃度1懸浮物mg/l≤702pH

6.0~9.03CODmg/l≤1004BODmg/l≤305硫化物mg/l≤1.06氟化物mg/l≤107總銅mg/l≤0.58總鋅mg/l≤2.09總鎘mg/l≤0.110總Crmg/l≤1.511六價Crmg/l≤0.512總砷mg/l≤0.513總鉛mg/l≤1.0第30頁,共46頁，2024年2月25日，星期天使用介質在FGD廢水處理車間，需要處理、加入和/或使用以下介質作為中和助劑：FGD廢水需要處理的介質石灰乳懸浮液，Ca(OH)2,10wt.%γ=1.10kg/dm3添加介質，供中和及重金屬沉淀接觸泥漿再循環(huán)介質，由沉降槽提出的泥漿，用來促進絮凝物形成重金屬沉淀劑，有機硫,15wt.%γ=1.12kg/dm3添加介質，沉淀重金屬硫酸氯化鐵，F(xiàn)eClSO4,40wt.%γ=1.56kg/dm3添加介質，絮凝劑絮凝助劑（FA），聚電解質，1wt.%γ=1.1kg/dm3添加介質，絮凝助劑，加速沉降鹽酸，HCl,30wt.%γ=1.15kg/dm3添加介質，調節(jié)澄清水的pH值，清洗pH測量電極第31頁,共46頁，2024年2月25日，星期天加藥系統(tǒng)助凝劑（FA）/聚電解質

粒狀助凝劑（FA）成袋交貨的，在全自動助凝劑制備箱中配成0.1%的溶液。粒狀助凝劑由貯罐通過配比螺桿輸出，定量加入干投機中。助凝劑由干投機自動加入助凝劑制備箱中。助凝劑先進入助凝劑制備箱的第一室（混合室）。在攪拌器作用下，粒狀物與稀釋水充分混合配成0.1%的溶液。助凝劑流過一個雙層壁的溢流堰，進入助凝劑制備箱的第二室（陳化室）。第32頁,共46頁，2024年2月25日，星期天在攪拌器作用下，殘余的粒狀物溶解，所得溶液留待計量。制得的絮凝助劑溶液最后流過另一個溢流堰進入助凝劑制備箱的第三室（計量箱）。通過助凝劑加藥泵（一運一備）從助凝劑制備箱中抽出助凝劑溶液，輸送到絮凝箱的出水管，按比例加入廢水中。將助凝劑制備箱分割成混合、陳化和加藥計量箱，防止了新鮮溶液和陳化溶液的混合。用于溶解的補充水通過管路加入到裝置中，并通過電磁閥自動開關。水流量設定值可以通過流量測量裝置就地檢測。第33頁,共46頁，2024年2月25日，星期天如果缺水，將會自動停止混合過程，并啟動警報。在干投機和混合室之間，溶解水的分通過手動控制閥門來設定。一旦體系中未達到填充量，絮凝助劑的混合過程會自動進行。當體系達到填充量，這一過程會自動停止。待用的助凝劑溶液加入絮凝箱的出水管，再流入澄清池/沉降槽中。為達到此目的，采用加藥泵將助凝劑由計量箱抽出，然后按比例加入廢水中。應將助凝劑加藥泵下游的脈沖阻尼器壓力設定為預定工作壓力的60～80%左右。助凝劑溶液自動加入，并僅與廢水流入絮凝箱這一過程同時進行。第34頁,共46頁，2024年2月25日，星期天鹽酸HCl用于清洗pH測量探頭以及設定清水pH值的鹽酸，由其它渠道供應，其備用濃度大約為30%，泵送入HCl計量箱中。由于HCl蒸氣有腐蝕性，計量箱通過酸霧吸收器排放。HCl計量箱安裝在泄漏截流盤中，并配備有充液量檢測系統(tǒng)、過液探頭以及泄漏檢測探頭。輸送過來的HCl濃溶液未經(jīng)稀釋便加入體系，以調整清水的pH值。采用加藥泵將足夠量的HCl濃溶液由HCl計量箱中抽出，加入清水槽內的清潔廢水中，以達到所需的pH值。應將接在HCI加藥泵后的脈沖阻尼器的壓力設定為預定工作壓力的60～80%左右。第35頁,共46頁，2024年2月25日，星期天為了清洗pH測量探頭，濃鹽酸必須稀釋至3～5%左右。使用加藥泵將鹽酸從中間計量箱中抽出，與定量的稀釋水（補充水）混合以達到HCl管路中所需濃度。應將HCl加藥泵的脈沖阻尼器下游的壓力設定為預定工作壓力的60～80%左右。清水和清洗pH測量探頭所用水的pH值依據(jù)pH設定點（清水）或所用時間（清洗探頭）自動設定。第36頁,共46頁，2024年2月25日，星期天硫酸氯化鐵FeClSO4絮凝劑硫酸氯化鐵濃度大約為40%，通過手動筒式泵加入到硫酸氯化鐵制備箱中。通過三個填充量觸點，分別為（<最小值）、（最小~最小值）和（>最大值），檢測硫酸氯化鐵中間制備箱的填充量，通過指示器就地檢測中間制備箱的填充量。所供濃硫酸氯化鐵不經(jīng)稀釋加入到絮凝箱中。為達到上述目的，硫酸氯化鐵由加藥泵從計量箱中抽出，并與廢水量按比例加入。應將接在硫酸氯化鐵加藥泵后方的脈沖阻尼器的壓力設定為預定工作壓力的60-80%左右。當廢水加入反應容器中時，硫酸氯化鐵同時自動加入。第37頁,共46頁，2024年2月25日，星期天重金屬沉淀劑-有機硫有機硫濃度大約為15%，通過手動筒式泵加入到有機硫制備箱中。通過三個填充量觸點，分別為（<最小值）、（<最小最小值）和（>最大值），檢測有機硫制備箱的填充量，通過指示器就地檢測制備箱的填充量。所供重金屬沉淀劑不經(jīng)稀釋加入到沉降箱中。為達到上述目的，重金屬沉淀劑由加藥泵從計量箱中抽出，并與廢水量按比例加入。應將接在有機硫加藥泵后方處的脈沖阻尼器的壓力設定為預定工作壓力的60～80%左右。當廢水加入反應容器中時，有機硫同時自動加入。第38頁,共46頁，2024年2月25日，星期天石灰乳Ca(OH)2石灰乳Ca(OH)2原料為Ca(OH)2膏，通過管路加入補充水，在石灰溶解箱中溶解為濃度約20%，通過加料管泵送入石灰乳制備箱。通過管路加入補充水，在石灰乳制備箱中在攪拌器作用下自動稀釋到大約10%的計量濃度。通過安裝在石灰乳循環(huán)管中的濃度測量裝置來監(jiān)測稀釋過程。為此,石灰乳通過石灰乳循環(huán)泵輸送，經(jīng)過循環(huán)管路流回石灰乳制備箱。第39頁,共46頁，2024年2月25日，星期天石灰乳制備箱裝有填充量測量裝置，它可以監(jiān)測外部石灰乳的輸送、稀釋及轉移至石灰乳制備箱的過程。在稀釋設備中調配好的石灰乳加入到石灰乳加藥成套設備的計量箱中，用作中和劑/沉淀劑。調配好的石灰乳通過石灰乳泵從石灰乳計量箱中抽出，并注入石灰乳環(huán)路。另外,通過開/關加藥閥將石灰乳從環(huán)路中抽出，加入到FGD廢水的中和箱中，以達到設定的pH值。關掉石灰乳循環(huán)泵后，石灰乳管路必須徹底清洗。為此，需要使用內置電動和手動閥門的補充水管路。沖洗過程大部分自動進行。第40頁,共46頁，2024年2月25日，星期天廢水流程煙氣脫硫設備產(chǎn)生的弱酸性廢水通過管路流入中和箱中，通過控制閥和流量計監(jiān)測其流動過程。同時，從環(huán)路中抽出的石灰乳按pH值和流量的比例加入廢水中。為此,需要使用截止閥，其開和關的時間取決于pH值當前的設定值與實際值之差。這樣，廢水的pH值提高到9.5±0.3。此pH值范圍適于沉淀大多數(shù)重金屬。監(jiān)測廢水pH值的測量線路安裝在沉降箱中，它需要用3～5%的鹽酸定時清洗。為了促進反應和沉降、絮凝箱中絮凝粒子的形成，需要在中和箱中加入從澄清池/沉降槽中抽出的少量恒定量的接觸泥漿。為此，需安裝泥漿循環(huán)泵。最佳的回流泥漿量需經(jīng)實際使用確定。第41頁,共46頁，2024年2月25日，星期天并非所有的重金屬都可通過與石灰乳作用形成氫氧化物的形式很好地沉淀出來，其中主要是鎘和汞。因此，需在沉降箱中按比例加入重金屬沉淀劑有機硫。此過程由有機硫加藥泵來完成。從廢水中沉淀出來的氫氧化物、化合物及其它固形物，極細地分散在體系中，難于沉降。為了改善絮凝行為，需向絮凝箱中按比例加入硫酸氯化鐵。此過程由絮凝劑加藥泵來完成。中和、沉降、絮凝箱中