石灰石-石膏濕法脫硫廢水處理設備

　石灰石-石膏濕法脫硫廢水處理設備 石灰石-石膏濕法脫硫廢水處理設備

　石灰石–石膏濕法是現在很多電廠采用的脫硫方法，具有容量大，效果好等優勢特點。但這種處理方式最大的不足就是會產生大量廢水。因此，探究有效的石灰石–石膏濕法脫硫廢水處理方法是有重要現實意義的。

　　1、石灰石–石膏濕法脫硫廢水特點

　　1.1 來源

　　鍋爐中的煤粉燃燒后會產生大量煙氣，由電除塵器初步除塵后，氣體進入到引風機中，并被引出至脫硫系統，由除霧器、增壓風機和吸收塔綜合處理后，通過煙囪排放到大氣中。煙氣在吸收塔內時，伴隨吸收劑持續吸收二氧化碳，其有效成分將變成亞硫酸鈣，再經過強制氧化變為石膏，吸收劑對煙氣進行洗滌時，氯化物將溶解至吸收液當中，并使氯離子不斷富集。這種情況下，會產生以下影響：第一，使吸收液pH值明顯降低，影響脫硫率，產生結垢;第二，影響石膏品質，降低其商業價值。實踐表明，如果吸收塔中漿液的質量濃度超過700g/L，則吸收劑可以達到*反應，其脫硫能力減弱，氯離子濃度一般不能超過20mg/L，對此，要將漿液抽出到脫水車間進行脫水。清洗和脫硫系統產生的廢水，以及從水力旋流器中產生的溢流水等均為廢水來源。

　　1.2 水質

　　(1)濁度相對較高，含有大量懸浮物，顆粒物的黏性較低。

　　(2)廢水來水主要為酸性，其pH值為4.0~6.0。

　　(3)來水中的重金屬含量較高。

　　(4)含有F-。

　　(5)因氯離子實際含量較高，并且為酸性，所以會對設備、管道和構筑物造成一定程度的腐蝕。

　　(6)廢水溫度通常保持在45℃左右。

　　(7)生化需氧量相對較低。

　　(8)有定量無法溶解的細塵和硫酸鈣。

　　廢水水質、水量和脫硫系統及煙氣主要成分等有密切關系。

　　2、石灰石–石膏濕法脫硫廢水處理基本流程

　　從廢水箱中排出的廢水先在水泵的作用下進入三聯箱，即絮凝箱、中和箱和沉淀箱。其中，沉淀箱中，加入氫氧化鈣，使廢水pH值達到9.2~9.8，基于堿性條件，重金屬可生成沉淀;中和箱中，加入硫酸氯鐵與TMT-15，以此捕捉并去除重金屬，生成螯合物;再加入混凝劑，即硫酸氯鐵，使懸浮物發生混凝沉淀;絮凝箱中，加入助凝劑，使絮凝物開始沉降，以去除懸浮物，經過澄清器，清水不斷溢流到出水箱中，向出水箱中加入鹽酸將pH值調整到標準要求的6~9，并予以回用。

　　3、石灰石—石膏濕法脫硫廢水處理作用機理

　　3.1 中和中和主要起到以下兩個作用：

　　其一，酸堿中和，使廢水pH值升至9.0左右，這樣做的目的是：將廢水pH值控制在標準要求的范圍內;在這種pH值條件下，對沉淀反應有利。

　　其二，使重金屬沉淀，堿性環境下，銅和鋅都會生成沉淀物。

　　采用石灰漿做堿化處理過程中，鹽酸以下列反應被中和：

　　比鹽酸含量多的那部分OH-，其數量直接決定堿化處理后的廢水pH值。

　　因不同重金屬在不同堿性程度下被沉淀，所以這是生成氫氧化物的關鍵步驟。一般情況下，使三價金屬離子生成沉淀需要達到的pH值比二價金屬離子低。使沉淀生成的pH值還和電解質及其影響有關。重金屬沉淀形式為微溶物，即氫氧化物，其反應過程為：

　　某電廠將這一步驟所用酸性藥劑確定為熟石灰粉，原因是其來源較廣、成本低、效果良好。另外，在堿性中和中使用熟石灰還可以起到其他作用：生成的氫氧化鈣能使雜質凝聚;生成的氫氧化鈣可以和氟發生反應生成沉淀物，即氟化鈣，起到去氟作用;生成的氫氧化鈣可以和砷發生反應生成沉淀物，起到去砷作用。

　　3.2 沉淀

　　沉淀主要在沉淀箱完成，主要作用包括：去除銅、鋅、汞等在內的重金屬;去除鈣和鎂等在內的堿土金屬;去除氟、砷等在內的有毒非金屬。

　　對于金屬粒子，其反應生成氫氧化物沉淀的關鍵條件是溶液pH值。如果溶液從酸性變成弱酸性，則沉淀物溶解度將明顯降低，但對絕大多數重金屬沉淀物而言，都屬于兩性化合物，伴隨堿性不斷增強，化合物開始絡合，導致溶解度有所增大。根據廢水的排水標準，并考慮防止沉淀物因絡合而發生溶解，需將pH值控制在8.0~9.0[3]。

　　確定溶液pH值后，硫和金屬的化合物將有著比沉淀物更低的溶解度。基于此，向沉淀箱添加有機硫可以更深層次的去除重金屬。溶液pH值維持在8.0~9.0時，硫和金屬化合物溶解度將變得很小，此時可認為去除了所有重金屬。

　　有機硫是現在很多電廠都開始著手使用的沉淀藥劑，將其濃度為15%左右的原藥液配制成濃度為2%的藥劑添加到沉淀箱當中，期間要使用計量泵進行。

　　3.3 絮凝

　　經過沉淀處理的廢水，還含有很多膠體物與懸浮物，此時應添加混凝劑進行處理。目前主要使用以下幾種混凝劑：①硫酸鋁;②聚合lv化硫酸鐵;③三氯化鐵;④硫酸亞鐵。助凝劑以高分子凝聚劑與石灰為主。

　　上述研究提到的電廠將聚合lv化硫酸鐵作為絮凝劑，將陰離子型聚丙烯酰胺作為助凝劑。使用前，將濃度為40%的原藥劑配制成濃度為0.75%的適用藥劑，然后將其添加到絮凝箱當中;將固體的陰離子型聚丙烯酰胺配制成濃度為0.1%的適用溶液，然后將其添加到絮凝箱中。

　　3.4 濃縮和澄清

　　從絮凝箱中流出的水經過下降管到達濃縮澄清器。下降時，顆粒將從分散狀態改變成絮狀沉淀，使硫化物及氫氧化物都得到進一步的沉淀。廢水從下降管中流出開始向上返折時，絮凝顆粒將由于重力無法返折，被留在澄清器的底部，僅少數污泥被泵抽送到中和箱中作為后續反應的晶種，其他均被泵送到板框壓濾機進行脫水。完成以上過程的清水從圍堰中流出，進入到出水箱中，在清水積蓄到一定程度以后，泵送出系統。

　　3.5 污泥脫水

　　留存于澄清器底部的污泥達到一定量后，開啟輸送泵將其泵送到壓濾機中進行脫水。從壓濾機中產生的濾液通過輸送管進入溢流坑，坑中液位高度與設定高度相同時，由潛污泵將其泵送至中和箱，與新廢水同時進行處理;產生的濾餅則采用汽車運出。

　　4、石灰石–石膏濕法脫硫廢水處理藥物投加

　　藥物投加是以上處理過程的重點，應引起高度重視。上述提到的電廠設有處理能力不低于18m3/h的脫硫廢水處理站，目前正處連續運行狀態。通過多次實驗與調試，確定既經濟又能滿足處理強度要求的運行控制參數，如表2所示。

　　在這種運行模式下，系統出水水質滿足一級標準，而且投加的所有藥劑均得到最大限度的使用，無浪費現象。

　　氫氧化鈣投加量根據中和箱廢水pH值來確定，在pH值小于8.5時進行投加，達到8.5以上時停止投加。將其使用濃度確定為5%能對pH值進行十分靈活的調節。

　　將陰離子型聚丙烯酰胺的使用濃度配制成0.1%的目的是其粉末在溶解以后會有很大黏性，并且溶液本身具有很強聚合力。在高黏度條件下對溶液進行輸送，要配置專門的泵，還要增加流量，在選泵時應注意。

　　攪拌的作用是加強反應，因來水有較高SS值，且具有良好沉降性，能促進懸浮物的沉降。除此之外，中和箱與沉淀箱的有效容積均在20m3以上，且廢水總停留時間一般不少于1min，這樣也可以促進沉降。基于此，需將轉速控制在高水平，避免通道因為懸浮物的大量沉降而堵塞。

　　陰離子型聚丙烯酰胺添加需在下降管處進行，不可直接添加到絮凝箱中。如果直接添加到絮凝箱中，則懸浮物將變成絮凝體，在絮凝箱的底部大量沉淀。

　　有機硫、聚合lv化硫酸鐵和陰離子型聚丙烯酰胺的實際添加量均以廢水水量為依據確定和控制，可采用計量裝置自動添加。

　　5、結論

　　1)考慮到石灰乳容易發生沉積，故應設置超聲波液位計，若無法實現，則應在進口導管部位設置檢修閥門，并根據實際情況采取有效的防堵措施。

　　2)因懸浮物具有良好沉降性，所以在三箱中必然會產生固體。為避免固體物過造成堵塞，需對箱底進行定期排污，一般按每7d進行1次的頻率進行。

　　3)因廢水含有很多固體物，而且還要在處理中添加石灰，所以設備及管路極易被堵，對此應經常性的進行檢查和排污。

　　4)計量泵與出口流量計必須進行保護連鎖設置。如果石灰乳的管路被堵，則應對螺桿泵實施有效保護。

　　5)因廢水水質復雜，所以所用表計必須具有良好環境適應能力，但這樣仍會對帶來很大風險，必須做好定期檢查與校驗。