石灰石-石膏湿法脱硫是许多电厂采用的一种脱硫方法,具有容量大、效果好等优点。但这种处理方法最大的缺点是会产生大量废水。因此,探索石灰石-石膏湿法脱硫废水的有效处理方法具有重要的现实意义。
1.石灰石-石膏湿法脱硫废水特性。
1.1来源
锅炉内煤粉燃烧后会产生大量的烟气。经电除尘器初步除尘后,气体进入引风机,引出脱硫系统,经除雾器、加压风机、吸收塔综合处理。它通过烟囱排入大气。当烟气进入吸收塔后,随着吸收剂对二氧化碳的不断吸收,其有效成分会变成亚硫酸钙,进而被强制氧化成石膏。吸收剂洗涤烟气时,氯化物会溶解到吸收液中,氯离子不断富集。在这种情况下,会产生以下效果:一是明显降低吸收溶液的pH值,影响脱硫率,造成结垢;二是影响石膏质量,降低其商业价值。实践表明,吸收塔浆液质量浓度大于700g/L时,吸收剂反应完全,脱硫能力减弱,氯离子浓度一般小于20 mg/L,需将浆液提取到脱水车间脱水。清洗脱硫系统产生的废水和水力旋流器的溢流是废水的来源。
1.2水质
主要研究结果如下:(1)浊度较高,含有大量悬浮物,颗粒粘度较低。
(2)进水以酸性为主,pH值为4.0~6.0。
(3)来水重金属含量高。
(4)含F-。
(5)由于实际氯离子含量高且呈酸性,会对设备、管道和构筑物造成一定程度的腐蚀。
(6)废水温度一般保持在45℃左右。
(7)生化需氧量较低。
(8)有定量的不溶性微尘和硫酸钙。
废水的水质和水量与脱硫系统和烟气的主要成分密切相关。
2.石灰石-石膏湿法脱硫废水处理的基本工艺。
废水箱排出的废水在水泵的作用下首先进入三箱,即絮凝箱、中和箱和沉淀池。其中,沉淀箱中加入氢氧化钙,使废水pH值达到9.2~9.8,在碱性条件下可沉淀重金属;中和箱中加入硫酸铁和TMT-15,捕集去除重金属形成螯合物,再加入混凝剂硫酸铁,使悬浮物混凝沉淀。在絮凝箱中加入助凝剂,使絮凝剂开始沉降,去除悬浮物。通过澄清池,清水不断溢入出水池,向出水池中加入盐酸,将pH值调节到标准要求的6:9,并重复使用。
3.石灰石-石膏湿法脱硫废水处理机理。
3.1中和主要起到以下两个作用:
首先,酸碱中和使废水的pH值上升到9.0左右。这样做的目的是将废水的pH值控制在标准要求的范围内,在此pH条件下,有利于沉淀反应。
其次,在碱性环境中,铜、锌会形成沉淀物来沉淀重金属。
在石灰浆碱处理过程中,盐酸通过以下反应中和:
含盐酸以上的OH-的含量直接决定了碱处理后废水的pH值。
由于不同的重金属在不同的碱度中沉淀,这是形成氢氧化物的关键步骤。一般来说,三价金属离子的形成和沉淀所需的pH值低于二价金属离子。降水形成的pH值也与电解质及其作用有关。重金属以微溶物质即氢氧化物的形式沉淀,反应过程如下:
该步骤使用的酸剂来源广、成本低、效果好,被确定为某电厂熟石灰粉。此外,碱中和使用消石灰还可以起到其他作用:生成的氢氧化钙可以使杂质凝聚;生成的氢氧化钙可以与氟反应生成沉淀物,即氟化钙,起到除氟的作用;生成的氢氧化钙可以与砷反应形成沉淀物,起到除砷的作用。
3.2降雨量
沉淀主要在沉淀池中完成,主要功能包括:去除铜、锌、汞等重金属;去除钙、镁等碱土金属;去除氟、砷等有毒非金属。
对于金属颗粒