燃煤電廠脫硫廢水的電絮凝處理技術(shù)
燃煤電廠是我國電力供應(yīng)的主要形式,其發(fā)電量占我國各類發(fā)電方式的75%。石灰石-石膏濕法脫硫技術(shù)廣泛應(yīng)用于燃煤電廠脫除煙氣中的SO/2。為了維持脫硫裝置漿液循環(huán)系統(tǒng)的物料平衡,防止?jié){液中可溶性成分,主要是氯濃度超過規(guī)定值,保證石膏質(zhì)量,必須從系統(tǒng)中排出一定量的廢水,稱為脫硫廢水。
隨著廢水處理技術(shù)的發(fā)展,燃煤電廠的大部分廢水可以逐步利用。然而,脫硫廢水含鹽量高、懸浮物多、鈣鎂硬度高、含有一定量的重金屬,尤其是氯離子含量達(dá)幾千到20000mg/L,腐蝕性強(qiáng),難以直接回用。是燃煤電廠廢水處理的難點,也是電廠“廢水零排放”技術(shù)的研究重點。
電凝法(EC)是近年來發(fā)展迅速的電化學(xué)水處理技術(shù),也稱電凝法和電凝法。隨著電極技術(shù)、電解槽類型、高頻電源等技術(shù)研究的進(jìn)步,在水凈化和廢水處理方面有了一些深入的研究,一些項目已經(jīng)在工程中得到應(yīng)用,是一種有效的廢水處理技術(shù)。電絮凝水處理的機(jī)理主要是絮凝、氧化還原和氣浮相互作用的結(jié)果。這三個反應(yīng)同時作用,形成良好的凈水效果,因此是一種水處理新技術(shù)。
本文在實驗室內(nèi)對某燃煤電廠排放的脫硫廢水進(jìn)行了各種工況下的實驗研究,利用電凝聚的聯(lián)合凈化效果,評價廢水處理的效果,探索更好的實驗工況。根據(jù)試驗結(jié)果,建立并應(yīng)用了處理能力為8t/h的脫硫廢水電絮凝處理裝置。
一、廢水處理的應(yīng)用
印染廢水、煤化工及石化廢水、含重金屬廢水、微污染海水、電廠煤場污水等領(lǐng)域。,有電凝聚水處理的研究和應(yīng)用。電絮凝可用于沉降煤泥水。文獻(xiàn)中,在電絮凝預(yù)處理煤泥水30min后,加入混凝劑CaCl2,可獲得良好的沉降效果。電絮凝與混凝劑相結(jié)合,可以大大減少混凝劑的用量,環(huán)保性能更好。對于燃煤電廠的脫硫廢水,文獻(xiàn)中采用電凝聚法處理。隨著廢水濃度的降低和電流密度的增加,處理效果變好,反應(yīng)時間縮短。經(jīng)過堿沉淀預(yù)處理后,反應(yīng)時間大大縮短,反應(yīng)器體積有效減小。
二、電凝試驗及工程應(yīng)用
2.1基本情況
某熱電廠有兩臺中壓參數(shù)為12MW的燃煤熱電機(jī)組,于1998年建成投產(chǎn)。2013年進(jìn)行超低排放改造,先后完成煙氣脫硫、SCR煙氣脫硝、wesp改造。煙氣脫硫采用石灰石-石膏濕法脫硫工藝,一爐一塔,三層逆流噴淋,全煙氣量處理。
脫硫廢水的水質(zhì)見表1。
2.2實驗室測試
實驗室電凝試驗臺采用循環(huán)處理方式,電解槽容積為20L,循環(huán)流量為100L/h,采用Fe電極。試驗用水取自火電廠脫硫廢水(水質(zhì)見表1),試驗流程為:pH調(diào)節(jié)-電絮凝池-取樣測量。取20L水樣,設(shè)定循環(huán)時間為15分鐘。
在進(jìn)入試驗臺之前,用NaOH將進(jìn)料箱中廢水的pH值調(diào)節(jié)至9.42。然后在電絮凝池中進(jìn)行實驗,實驗條件為:在4mA/cm2和8mA/cm2兩種不同電流密度下,考察不同電流密度對脫硫廢水處理效果的影響;從試驗進(jìn)水開始,三個運行時間段分別為5、10、15分鐘。取樣測試,考察了不同電凝聚時間對脫硫廢水處理效果影響。輔助曝氣氧化,曝氣時間大于6h,考察曝氣對脫硫廢水處理的影響。
2.3工程應(yīng)用設(shè)備簡介
根據(jù)實際排放的脫硫廢水水質(zhì)和水量,根據(jù)電絮凝試驗結(jié)果,結(jié)合工程設(shè)計經(jīng)驗,設(shè)計并建設(shè)了處理能力為8m3/h的電絮凝處理裝置。工藝系統(tǒng)流程圖如圖1所示。
工藝流程:廢水旋流器出來的脫硫廢水經(jīng)一級反應(yīng)池處理后,進(jìn)入電絮凝反應(yīng)器。絮凝后在二級和三級反應(yīng)池中氧化螯合,再經(jīng)斜管沉淀池澄清凈化。清水排出,污泥進(jìn)入污泥收集池,脫水后運出處理。
2.4檢測方法
根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)方法測試水質(zhì)。根據(jù)《水質(zhì)中32種元素的測定》(電感耦合等離子體發(fā)射光譜MHJ 776—2015)測定水中重金屬;pH、CODcr、懸浮物和cl-分別符合《玻璃電極法測定水質(zhì)pH值》(GB/T6920—1986)、《重量法測定水質(zhì)懸浮物》(XGB/T11901—1989)、《分光光度法測定水質(zhì)化學(xué)需氧量》(DB31/199—2009附錄E)和《水質(zhì)氟化物》
三。測試結(jié)果和分析
3.1實驗室測試
實驗室測試數(shù)據(jù)見表2和表3。
實驗表明,在兩種電流密度條件下,當(dāng)電流密度為8.0mA/m2時,出水懸浮物濃度下降較快,鐵電極溶解率較高。從絮凝沉降效果來看,懸浮物呈現(xiàn)出良好的下降趨勢,但由于沉降時間較短,總體去除率不高。如果進(jìn)一步延長靜置時間或加入助凝劑,效果會更好。此外,水中氯離子和氟離子的含量無明顯變化。重金屬如砷、鎘、鉛、鉻、鎳、錳等。均有一定的去除率,符合DB31/199-2018《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》的排放限值,強(qiáng)濃度符合二級標(biāo)準(zhǔn)。曝氣6h后,CODcr變化不明顯。
3.2工程應(yīng)用裝置的處理效果
根據(jù)設(shè)計的工藝流程,建立了電絮凝處理裝置。在工藝系統(tǒng)穩(wěn)定運行的條件下,對原水和出水水質(zhì)進(jìn)行取樣檢測,分析結(jié)果見表4。
與原水水質(zhì)相比,該工程應(yīng)用裝置對懸浮物的去除效果明顯,去除率為99.3%,CODcr去除率為45.7%。經(jīng)電絮凝處理后,重金屬離子含量變化不大,但出水濃度仍低于DB31/199—2018 & # 171;《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》的排放限值,這也是原水濃度不高,處理過程中沒有添加螯合劑的原因。出水磷酸鹽含量略有下降,但氯離子和硫酸根含量變化不大。出水氨氮濃度僅滿足DB31/199—2009版排放標(biāo)準(zhǔn)10mg/L,高于2018版二級標(biāo)準(zhǔn)限值5(8)mg/L。由于本裝置出水作為車間排水考核,氨氮略有超標(biāo),不影響總排放口的排放限值。
四。結(jié)論。
(1)電流密度為4.0 & # 12316;8.0mA/cm2的電凝聚裝置可以改善脫硫廢水的水質(zhì),懸浮物的去除趨勢明顯。電凝時間對處理效果有影響,但不顯著。如果繼續(xù)電解,會造成Fe離子的過度溶解,導(dǎo)致色度變黃。電絮凝對鎘、saw、石碑、鉛等重金屬有一定的去除率,排放濃度滿足DB31/199—2018《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》一級污染物排放限值,猛濃度僅滿足二級排放限值。
(2)工程應(yīng)用裝置對脫硫廢水中懸浮物的去除效果明顯,去除率達(dá)99.3%,CODCr去除率低;經(jīng)電凝聚裝置處理后,水中各種重金屬含量均低于排放限值,滿足設(shè)計要求。工程應(yīng)用表明,基于電凝聚的工藝系統(tǒng)對脫硫廢水具有良好的處理效果。(來源:上海長興島熱電有限公司;上海明華電力科技有限公司;淮煤電力有限公司田集電廠)
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