近年來(lái)，我國(guó)加大了對(duì)城市和企業(yè)污水處理廠產(chǎn)生污泥的處置力度，燃煤耦合污泥作為熱電聯(lián)產(chǎn)的燃料已經(jīng)成為國(guó)內(nèi)污泥處置的主流工藝之一，相應(yīng)的鍋爐煙氣脫硫廢水零排放也在不斷地研究和實(shí)踐中。嘉興新嘉愛(ài)斯熱電有限公司積極探索創(chuàng)新，在原來(lái)熱電聯(lián)產(chǎn)基礎(chǔ)上，建成了日處理2500噸的污泥干化焚燒綜合利用項(xiàng)目，采用污泥耦合燃煤作為循環(huán)流化床鍋爐燃料，煙氣處理采用爐內(nèi)噴鈣+高效靜電除塵+活性碳噴霧+布袋除塵+石灰石膏法脫硫+濕式電除塵工藝，煙氣達(dá)到了排放超低排放要求。并在脫硫廢水零排放工藝線路上勇于研究實(shí)踐，取得了良好的效果。
一、技術(shù)線路研究
1.1 原有脫硫廢水處理技術(shù)線路
原有的脫硫廢水處理采用中和—沉降—絮凝—濃縮澄清—污泥處理工藝，具體流程為：
(1)中和及沉降：在脫硫廢水加入石灰乳溶液提高pH至9.0以上，使大多數(shù)重金屬離子在堿性環(huán)境中生成難溶的氫氧化物沉淀。加入有機(jī)硫化物，使其與剩余的大部分Ca2+、Hg2+反應(yīng)形成沉淀物沉積下來(lái)。
(2)絮凝和濃縮：在廢水中加入絮凝劑FeClCO4，使細(xì)小顆粒凝聚成大顆粒而沉積，在澄清池入口中心管處加入混凝劑PAM強(qiáng)化顆粒長(zhǎng)大，使細(xì)小的絮凝物發(fā)生凝聚和聚集后分離出來(lái)。廢水溢流進(jìn)入澄清池中，絮凝物沉積在底部濃縮成污泥。污泥排到板框式壓濾機(jī)，小部分污泥返回中和反應(yīng)箱提供沉淀所需的晶核。
(3)污泥處理系統(tǒng)：將污泥輸泵送至板框壓濾機(jī)中進(jìn)行脫水，壓出的壓濾機(jī)濾液送至溢流坑，溢流坑液位達(dá)到一定液位后，送入中和箱與新的脫硫廢水進(jìn)入下一輪的處理循環(huán)繼續(xù)處理。在濕法脫硫過(guò)程中，為防止?jié){液中Cl-1濃度過(guò)高，需要從系統(tǒng)中排放一定量的廢水以維持脫硫系統(tǒng)中物料平衡。由于脫硫廢水中有很多物質(zhì)屬于國(guó)家環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)中要求嚴(yán)格控制的污染物，所以，脫硫廢水要求零排放或者必須經(jīng)過(guò)降鹽類處理才能進(jìn)行排放。原來(lái)的方案由于脫硫廢水經(jīng)過(guò)以上絮凝去除懸浮物后未能除去可溶性的鹽，按照環(huán)保要求不能排入工業(yè)或市政污水管道。因此，此種脫硫廢水工藝存在技術(shù)局限。
1.2 目前火電廠各類廢水零排放工藝技術(shù)
(1)預(yù)處理+傳統(tǒng)蒸發(fā)結(jié)晶(MED&MVR)。通過(guò)投加石灰、絮凝劑等預(yù)處理，將脫硫廢水中大部分的懸浮物、重金屬及氟離子、硬度、二氧化硅等結(jié)垢物質(zhì)除去，再由蒸發(fā)器進(jìn)行蒸發(fā)結(jié)晶，冷凝水回用，結(jié)晶鹽另行處理。該技術(shù)成熟可靠，但投資費(fèi)用高、運(yùn)行成本高。
(2)預(yù)處理+膜濃縮+傳統(tǒng)蒸發(fā)結(jié)晶。通過(guò)投加石灰、絮凝劑等預(yù)處理后，采用膜技術(shù)進(jìn)行濃縮減量化，淡水回用，濃水進(jìn)入后續(xù)傳統(tǒng)蒸發(fā)結(jié)晶系統(tǒng)，結(jié)晶鹽另行處理。該工藝中采用膜濃縮減量，終端廢水量可減少50%～60%，相應(yīng)的蒸發(fā)水量也減少，因此，投資費(fèi)用和運(yùn)行成本相對(duì)低，但系統(tǒng)流程長(zhǎng)，加藥量和污泥量大，對(duì)水質(zhì)波動(dòng)適應(yīng)性差。
(3)煙道噴霧蒸發(fā)。將脫硫廢水泵送至除塵器前煙道內(nèi)霧化，利用煙氣溫度將霧滴蒸干，再由除塵器將顆粒物進(jìn)行捕捉收集。工藝流程簡(jiǎn)單，投資費(fèi)用、運(yùn)行費(fèi)用較低，但該工藝廢水處理量不穩(wěn)定，受機(jī)組負(fù)荷影響較大，煙氣濕度增加，電除塵低溫腐蝕嚴(yán)重。
(4)煙氣余熱濃縮蒸發(fā)。這是一種相對(duì)簡(jiǎn)潔的處理脫硫廢水的技術(shù)，利用鍋爐排煙余熱直接蒸發(fā)的方式將廢水濃縮10倍以上，采取引入熱二次風(fēng)將濃縮液在惰性載體干燥流化床徹底干燥，再通過(guò)鍋爐除塵器捕集顆粒物。該技術(shù)對(duì)于廢水量較大的項(xiàng)目更適合，單位投資較低，鍋爐熱效率影響小。
1.3 確定采用的煙氣脫硫廢水的技術(shù)路線
我們針對(duì)燃煤耦合污泥焚燒循環(huán)流化床鍋爐的煙氣脫硫廢水進(jìn)行分析研究，從工藝、安全、環(huán)保、經(jīng)濟(jì)等各方面進(jìn)行了細(xì)致的論證后，提出和實(shí)施了以下脫硫廢水零排放技術(shù)方案。
(1)結(jié)合工藝特點(diǎn)綜合考慮，決定采用預(yù)沉降—蒸發(fā)濃縮—沉降分離—噴射蒸發(fā)工藝路線對(duì)脫硫廢水進(jìn)行處理，實(shí)現(xiàn)廢水零排放。
(2)利用脫硫原煙氣在蒸發(fā)塔中與逆向噴淋的廢水進(jìn)行換熱，廢水吸收煙氣熱量蒸發(fā)濃縮;濃縮的廢水進(jìn)入沉渣池進(jìn)行沉降分離；清液通過(guò)輸送泵排至渣場(chǎng)，利用熱渣余熱將水分完全蒸發(fā)；沉渣池固層污泥外運(yùn)集中處理。本工藝線路能耗低、運(yùn)行成本小，蒸發(fā)的水分進(jìn)入吸收塔，為吸收塔補(bǔ)水。
(3)脫硫廢水零排放技術(shù)流程介紹。
①預(yù)沉降：廢水旋流器的溢流液進(jìn)入廢水池中，進(jìn)行重力沉降。預(yù)沉降過(guò)程中，廢水中石膏顆粒物、懸浮物在重力作用下向池底富集。
?、谡舭l(fā)濃縮：脫硫廢水量大，且固含量較低，因此需先對(duì)廢水先進(jìn)行濃縮處理，經(jīng)過(guò)濃縮處理后廢水量將減少至原來(lái)的1/10，含固量為原來(lái)的10倍。蒸發(fā)濃縮工藝是基于水與無(wú)機(jī)鹽和懸浮物沸點(diǎn)的差異實(shí)現(xiàn)分離的技術(shù)。利用脫硫原煙氣與廢水進(jìn)行換熱增濕，水分在高溫?zé)煔庾饔孟抡舭l(fā)進(jìn)入煙氣，最終進(jìn)入吸收塔。隨著水分的蒸發(fā)，廢水濃度不斷升高，廢水量大大降低。
③沉降分離：當(dāng)廢水濃度濃縮到15%左右，通過(guò)排出泵將濃縮廢水排入沉渣池進(jìn)行沉降分離。高濃度的懸浮物在重力作用下沉降進(jìn)入沉渣池底部形成污泥。沉降分離相當(dāng)于對(duì)廢水進(jìn)行了進(jìn)一步濃縮處理。
?、車娚湔舭l(fā)：脫硫廢水經(jīng)濃縮后廢水量將減至10%，濃縮后的廢水在池內(nèi)沉降分離，分離后的少量6%左右的清液量和4%左右的污泥量，將沉渣池內(nèi)的清液排至渣場(chǎng)，利用廢渣的余熱蒸發(fā)，從而達(dá)到脫硫廢水零排放的目的。
二、工程實(shí)踐
設(shè)計(jì)參數(shù)：脫硫廢水參數(shù)和煙氣主要設(shè)計(jì)參數(shù)見(jiàn)表1和表2。運(yùn)行費(fèi)用年運(yùn)行時(shí)間折合至滿負(fù)荷運(yùn)行按8000小時(shí)計(jì)，廢水零排放系統(tǒng)年運(yùn)行費(fèi)用見(jiàn)表3。主要經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)表4。經(jīng)過(guò)試驗(yàn)，對(duì)電除塵粉煤灰成份、脫硫廢水零排放能耗等指標(biāo)進(jìn)行綜合分析，脫硫廢水零排放處理成本控制在40元/噸以下，實(shí)現(xiàn)低成本脫硫廢水零排放。
三、結(jié)語(yǔ)
國(guó)家新的環(huán)保法律、法規(guī)相繼出臺(tái)，環(huán)保要求越來(lái)越高，國(guó)務(wù)院頒發(fā)《水污染防治行動(dòng)計(jì)劃》，要求脫硫廢水處理后的出水中由于含有高濃度的氯離子和重金屬離子，氯離子會(huì)嚴(yán)重腐蝕金屬設(shè)備，重金屬離子對(duì)環(huán)境造成污染，此部分廢水由于離子濃度高，難以回用，需要進(jìn)行濃縮、減量、無(wú)害化處理，最終實(shí)現(xiàn)廢水零排放。采用煙氣濃縮蒸發(fā)技術(shù)處理脫硫廢水后，電除塵的粉煤灰氯離子含量會(huì)稍微上升。根據(jù)GB175-2007《通用硅酸鹽水泥標(biāo)準(zhǔn)》的規(guī)定，硅酸鹽水泥中氯離子濃度不得超過(guò)0.06%，硅酸鹽水泥中粉煤灰的摻比一般不超過(guò)30%，經(jīng)過(guò)測(cè)試氯離子加權(quán)濃度遠(yuǎn)小于0.06%。因此，脫硫廢水中氯離子進(jìn)入粉煤灰對(duì)粉煤灰的品質(zhì)影響較小，符合水泥質(zhì)量要求。機(jī)組停用檢修時(shí)對(duì)電除塵內(nèi)部進(jìn)行了檢查，發(fā)現(xiàn)有2根陰極線斷裂，但是沒(méi)有明顯腐蝕現(xiàn)象，無(wú)法證明陰極線斷裂是項(xiàng)目實(shí)施引起，整體說(shuō)明廢水零排放對(duì)電除塵設(shè)備未造成了不良影響。采用煙氣余熱濃縮蒸發(fā)技術(shù)處理脫硫廢水，系統(tǒng)和設(shè)備簡(jiǎn)單，對(duì)機(jī)組安全運(yùn)行沒(méi)有任何影響，也沒(méi)有對(duì)超低排放設(shè)備造成負(fù)面影響，投資節(jié)省、系統(tǒng)運(yùn)行和維護(hù)費(fèi)用低，實(shí)現(xiàn)了低成本脫硫廢水零排放。( >
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