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近些年,随着我国燃煤产业的迅猛发展,其对环境的污染也日益严重。国内大型燃煤电厂通常会排放大量二氧化硫,而二氧化硫中所含有的有害物质在很大程度上影响着自然环境与人类健康[1]。为对燃煤电厂排放二氧化硫进行有效控制,很多电厂都会选择烟气脱硫措施。本研究主要分析与探讨电厂利用烟气湿法脱硫废水的处理路径。

1脱硫废水的分类

依照电厂烟气湿法脱硫过程,可划分脱硫废水为:①工艺洗涤废水。因为吸收塔和泥浆储罐中的石灰石泥浆具有较高浓度,极易引发堵塞问题,设备操作期间必须对其不断清晰,从而避免发生堵塞现象,废水洗涤同样是脱硫废水关键组成部分[2];②石膏浆废水。石灰石泥浆与废气在吸收塔发生反应后所产生的的石膏浆,具有较高水分含量,应该在干燥脱水后重新利用,这一过程会出现很多废水,整个过程中脱硫废水是最重要的一个环节。

2脱硫废水对生活环境的影响

电厂脱硫废水内所含废弃物成分具有复杂性与多样性,直接威胁着管道与设备水结构构成,脱硫废水在影响生活环境方面主要表现为:①浓度较高的悬浮物废水污染水源。设备管道内有大量结垢,对设备与脱硫试剂正常作业产生阻碍[3];②脱硫废水的PH值范围为4~6,属于弱酸性,可以有效处理其中所含重金属类污染物,尽管其比重小,然而对水内生物毒害作用却比较严重,通过食物链会直接危害到其它生物;③腐蚀设备。尤其是孔洞、裂缝管道会受到严重腐蚀,在氯离子高浓度情况下,会对吸收塔作业产生影响,进而导致脱硫工作效率的下降;④脱硫废水工作中,直接排放硫酸盐,硫酸盐向沉积层扩散,使SO42-转化为S2-,而水内金属元素和S2-发生反应后会生成甲基汞,最终改变水生植物的生态平衡;⑤脱硫废水内往往含有很多有毒物质,如果这些有毒物质不加节制的排放,会对大气与生态环境产生直接影响,其中所含的硒元素会严重破坏水源与土壤,久而久之就会严重破坏整个生态环境,甚至会对人类身体健康造成威胁。

3脱硫废水中污染物的产生

因为不同发电厂所选择煤炭和石灰石生产地有所不同,产地不同会导致所产生烟气脱硫浆成分也存在很大差异性,造成烟气脱硫形式废水具有复杂的试剂含量。在燃烧煤炭后烟气内部的氟羟基、S、CL及所发生化学反应脱硫吸收之后形成包含CL-、F-、NO3-、SO32-及S2-等废液。而且石灰岩中含有氧化铝、Fe203以及二氧化硅等大量杂质,其中最为关键的组成部分为Ca2Co3,以上杂质均为重要脱硫废水内悬浮物范畴[4]。作为极易挥发有害微量元素的硒,其在煤炭燃烧期间往往会全部发挥,而且脱硫废水硒酸的存在形式是+6,其毒性非常强,在很大程度上影响着生态环境。

4烟气湿法脱硫废水处理工艺

电厂脱硫废水处理系统主要分为污泥处理系统与废水处理系统,其中废水处理系统又可划分为中和、沉降、絮凝以及浓缩澄清等工序。

4.1中和废水

中和是处理废水的首道工序,中和箱内进入脱硫废水的过程中,加入定量石灰乳溶液,使废水PH值提升至超过9.0,确保碱性环境下大部分重金属离子生成氢氧化物沉淀。

4.2重金属离子化合物沉降

石灰乳加入到脱硫废水内部后,在其PH至上升至9.0~9.5的情况下,大部分重金属离子会形成氢氧化物。而且废水内部分F-和石灰乳Ca2+发生反应,继而生成CaF2,最终达到除氟目的[5]。

通过中和处理的废水内部,Hg2+与Cd2+含量依旧超标,因此在沉降箱内部加入有机硫化物,确保其和残余Hg2+、Cd2+反应后所形成的硫化物完全沉淀下来。

4.3废水絮凝

选择絮凝方法确保悬浮物颗粒与胶体颗粒能够发生聚集与凝聚,以此从液相中得到分离,此为降低悬浮物的一种有效方法,因此将絮凝剂加入到絮凝箱中,确保废水内细小颗粒能够凝聚为大颗粒,最终得以沉淀。

4.4废水浓缩澄清

废水絮凝后,会从反映池中溢出,进而流入到澄清池中,在底部沉积的絮凝物会浓缩为污泥,上部分是处理出水。多数污泥通过污泥泵被排放到板框式压滤机中,而小部分作为接触污泥进入中和反应箱,而出水箱的在线监测仪表监测水浊度与PH值,若浊度与PH值不符合排水设计标准,那么需要送回中和箱展开二次处理,直至浊度与PH值合格。

5脱硫废水中污染物去除方法

5.1去除重金属离子

依照近些年很多研究者与学者所研究的脱硫废水中去除重金属的方法发现,脱硫废水中所含重金属离子的废除方法包括:首先,壳聚糖能够对Mn2+作用加以充分利用,以展开吸附与转化,进而沉淀后处理重金属;其次,通过陶瓷膜超滤处理方式对重金属离子进行去除,然而,该方法往往会导致其它污染;再次,通过混合铁工艺对脱硫废水内所含汞元素进行有效处理,从而达到理想的重金属离子去除效果。

5.2去除氯离子

电厂脱硫废水中对氯离子进行去除与处理的主要方法包括:首先,沉淀法。把有害元素转化后以生成盐形式进行有效析出,进而达到氯离子去除的效果;其次,分离拦截法。在电厂脱硫废水中,有效分离氯离子,确保氯离子被拦截在废水外,从而达到氯离子去除的目的;再次,离子交换法。通过离子交换树脂对脱硫废水内氯离子进行有效去除。此外,还有氧还原法、电渗析法以及电解法等,也可以有效去除脱硫废水中的氯离子。然而,所介绍的这些方法并没有在脱硫废水工程实践中加以应用,所以,应该将其当做应用的考虑范围。

5.3处理氟离子

电厂脱硫废水中处理氟离子的主要方法是混凝法,氟离子的沉淀物是氢氧化钙,而其混凝剂则是Al2(SO4)3,明确氟元素和铝元素的理想比值是2:3,混凝法可将废水内所含140~200mg/L的氟去除到10ml以下。然而,依照试验结果发现,CaCl2的氟离子去除性能明显比Ca(OH)2高,在理想处理条件下。混凝法的氟离子处理效率能够高达95%以上。此外,选择电渗析法自混凝剂Na2CO3溶液中对氟离子展开有选择性的处理,其中最高的是CM-A膜对氟离子处理的选择性。

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