① 燃煤電廠高鹽脫硫廢水固化基礎實驗
實驗將模擬高鹽水與水泥、粉煤灰和河砂拌合,製得固化體,養護至特定齡期後,對其抗壓強度和結合氯離子能力進行檢測。
通過控制單變數的方法,實驗探究了不同組分材料的配比對固化體的抗壓強度和結合氯離子能力的影響,並利用XRD對固化體粉末進行了產物表徵。
結果表明:在水泥配比為1.08時固化體的抗壓強度最高,粉煤灰配比大於0.25後固化體的抗壓強度提升明顯,模擬高鹽水配比越大,固化體的抗壓強度越低,河砂量對固化體的抗壓強度影響小。
實驗中製得的固化體在養護28天後,其抗壓強度值在30MPa以上,能達到《混凝土路緣石》標准中路緣石的最低抗壓強度要求。隨著水泥配比的增大,固化體的結合氯離子能力增大21.7%,且受水泥水化所需水量的限制,其增大趨勢漸緩;由於粉煤灰在水化過程中的產物與氯離子生成的s鹽量較少,隨著粉煤灰配比的增大,固化體的結合氯離子能力僅增大4.9%。XRD的結果驗證了水泥固化過程中s鹽的存在。
石灰石/石膏濕法脫硫工藝作為當前燃煤電廠主流脫硫技術,具有脫硫效率高,技術成熟,運行穩定等優點,但為了防止循環漿液系統氯離子等元素的過度富集,脫硫系統需要定期外排一定量的脫硫廢水。脫硫廢水具備以下特點:
1)水質受多種因素影響,且易隨工況及煤種變化而變化;
2)pH在4.5-6.5之間,呈弱酸性,氯離子含量高;
3)以石膏顆粒、二氧化硅、鐵鋁化合物為主要成分的懸浮物含量較高;
4)總溶解性固體含量較高,且變化范圍大,一般在30000-60000mg/L,Ca2+和Mg2+等硬度離子含量高;
5)汞、鉛、砷等重金屬第Ⅰ類污染物超標。因此,脫硫廢水處理倍受業內關注。
隨著《水污染防治行動計劃》(又稱為「水十條」)和《火電廠污染防治可行技術指南》的先後發布,脫硫廢水零排放成為燃煤電廠環保的重中之重。目前常用的處理工藝是神咐碧傳統化學沉澱方法,脫硫廢水經過中和沉澱、沉降、絮凝以及濃縮澄清過程,大部分懸浮物和重金屬離子會被去除,這一工藝能滿足廢水行業排放標准(DL/T997-2006),但無法去除遷移性較強的氯離子等可溶性鹽分,對硒離子去除效果也不佳,無法實現真正的脫硫廢水零排放。
以蒸發結晶和蒸發技術為主的零排放技術是當前脫硫廢水處理領域的研究熱點。蒸發結晶技術工藝復雜,運行成本高,通過簡單預處理後得到的混鹽無利用價值,採用分鹽工藝能得到純度較高的結晶鹽,但會進一步加大運行成本;低溫煙道蒸發以及旁路煙道蒸發技術增加飛灰中含塵量,將處理壓力轉移至電除塵器,粉煤灰中鹽分過高會影響水泥品質。
本研究涉及一種脫硫廢水煙氣濃縮減量及水泥化固定工藝。如圖1所示,在電除塵器後設置帶有液柱噴管系統的煙氣濃縮塔,利用電除塵器後10%-15%的熱煙氣與脫硫廢水液柱循環換熱,實現脫硫廢水5-10倍的減量濃縮。濃縮後的高鹽廢水與水泥、粉煤灰等膠凝材料經混合攪拌機攪拌後進入成型設備,隨後轉入恆定溫度及濕度的養護室中進行養護,根據性能可將養護後的固化體用作混凝土或路緣石等材料。
圖1脫硫廢水煙氣濃縮及水泥化固定工藝圖
上述工藝的有益效果為:
1)充分利用電除塵器後煙氣,與脫硫廢水接觸進行傳質傳熱,達到脫硫廢水濃縮減量的效果,是對電廠余熱資源的充分利用;
2)液柱噴管系統能減少噴淋層設置造成的噴嘴堵塞問題;
3)脫硫塔前煙氣含濕量增加,大幅度減少脫硫系統的工藝補充水;
4)水泥固定脫硫廢水中的鹽分和重金屬離子,將流動性的脫硫廢水轉化為物化性能穩定,不易彌散的固化體,有效避免二次污染;
5)充分利用電廠副產品粉煤灰。
水泥固化技術具有工藝簡單,原材料簡單易獲取,固化體性能穩定的優簡神點,被廣泛應用於放射性廢物、重金屬污染廢水及污泥等廢棄物處理領域。但固化技術用於脫硫廢水處理的研究較少,且主要利用粉煤灰的火山灰反應來實現固化穩定化,考慮到脫硫廢水水量巨大,固化體中水泥摻入少甚至不摻入,因此,製得的固化體抗壓強度性能差,一般只能作填埋處置。Renew等研究了同時固化脫硫廢水濃縮液和粉煤灰後的重金屬浸出性能,水泥占總混合物的10%,用量較少,所得固化體重金屬離子浸出率較低。
然而,對於固化穩定化脫硫廢水後固化體的氯離子遷移問題,還鮮有研究。在混凝土行業中,氯離子引起的鋼筋銹蝕是鋼筋混凝土耐久性能下降的主要原因,氯離子在水泥基材料中主游舉要存在三種形式:
1)與水泥中C3A相化學結合形成Friedel』s鹽;
2)被物理吸附在水化產物C-S-H凝膠上;
3)游離在孔溶液中。
其中,化學結合和物理吸附形式的氯離子統稱為結合氯離子,孔溶液中的游離氯稱為自由氯離子。自由氯離子會造成鋼筋銹蝕,可用結合氯離子能力來評價混凝土中氯離子存在形式。因此,考慮到固化體的用途,實驗利用模擬高鹽水與水泥、粉煤灰等材料拌合製得固化體,同時探究了水泥,粉煤灰等不同組分材料對固化體抗壓強度及結合氯離子能力的影響。
1實驗部分
1.1固化膠凝材料
礦渣硅酸鹽水泥(425#);普通建築用河砂;粉煤灰,取自華北地區某熱電廠;模擬高鹽水,實驗室配製的Cl-濃度為30000mg/L的NaCl溶液;脫硫廢水,某電廠經三聯箱處理後的脫硫廢水,熱濃縮後測得其Cl-濃度為30692mg/L。
1.2實驗方法
(1)固化體制備將水泥、河砂和粉煤灰按一定配比拌合,加入適量模擬高鹽水或脫硫廢水攪拌均勻後轉移至40mm×40mm×40mm的六聯立方體試模,靜置24h成型後置於飽和Ca(OH)2溶液中養護;
(2)抗壓強度檢測固化體養護至規定齡期後,對其進行抗壓強度試驗。恆應力壓力試驗機(河北昌吉儀器有限公司,DYE-300B)以恆定速度移動,當固化體達到最大承受力時,機器停止,通過最大承受力計算抗壓強度;
(3)結合氯離子能力檢測取養護至28d齡期的固化體粉末,分別用去離子水和硝酸浸泡,利用佛爾哈德法測得硝酸溶液中的氯離子濃度,可求得到單位質量漿體中總氯離子量Pt(mg/g);利用莫爾法測得水溶液中氯離子濃度,可求得單位質量漿體中自由氯離子量Pf(mg/g)。結合氯離子量Pb=總氯離子量Pt-自由氯離子量Pf。結合氯離子能力:
2實驗結果與分析
2.1組分材料對固化體抗壓強度的影響
抗壓強度是固化體的重要性能,也是固化體再利用的一個重要指標,為了研究各組分材料對固化體抗壓強度的影響,實驗選用水泥,粉煤灰,高鹽水以及河砂作為固化材料,分別設計了水泥量組,粉煤灰量組,高鹽水量組以及河砂量組。通過改變單一材料的摻入量,來探究各材料對固化體抗壓強度的影響,各組固化體配合比見表1。
表1各組固化體配合比
固化體養護至7d,14d,28d齡期後,對其進行抗壓強度檢測,3個平行樣品作為一組,選擇每組檢測的平均值作為該齡期下固化體抗壓強度值。
(1)水泥量對固化體抗壓強度的影響
圖2為水泥配比在0.92,1.00,1.08以及1.17時,四組固化體在不同齡期的抗壓強度變化趨勢圖。
圖2水泥量對固化體抗壓強度的影響趨勢圖
由圖2可以看出,7d和28d的固化體抗壓強度值隨水泥量增加呈現先增大後減小的趨勢,且都在配比為1.08時達到最大值,但7d抗壓強度總體變化幅度小,28d抗壓強度變化幅度大;14d固化體抗壓強度一直隨水泥量增大而增大,但上升趨勢越來越小,這說明水泥量的增加對固化體前期抗壓強度影響小,對後期抗壓強度影響大。
結合總體趨勢,水泥配比低時固化體在3個齡期的抗壓強度都很小,而配比過高會影響抗壓強度,這是由於在高鹽水量一定的條件下,水泥量的增加意味著水灰比的下降,在高鹽水量能滿足水化要求時,增加的水泥能充分水化,水泥漿內水化產物增多,漿體內毛細孔隙少,膠凝體積增加,因而抗壓強度高。隨著水泥量逐漸增加,高鹽水量不足以提供水泥漿充分水化所需水量時,多餘的水泥使得固化體內未結合的顆粒增多,漿體內毛細孔隙增加,抗壓強度下降。當水泥配比為1.08時,固化體抗壓強度性能最佳。
(2)粉煤灰量對固化體抗壓強度的影響
圖3為粉煤灰配比在0.15,0.20,0.25以及0.30時,四組固化體在不同齡期的抗壓強度變化趨勢圖。
由圖3可以看出,7d固化體抗壓強度隨粉煤灰量增加先增大後減小,說明粉煤灰量過高會影響固化體早期抗壓強度;14d和28d固化體抗壓強度僅在粉煤灰比例大於0.25後有明顯提升,配比低時抗壓強度變化小。
圖3粉煤灰量對固化體抗壓強度的影響趨勢圖
粉煤灰摻量過高會削弱固化體前期抗壓強度,提升後期抗壓強度。這是由於摻入粉煤灰的水泥拌水後,水泥在數量上和能量上占優勢,因而先發生水泥熟料的水化,釋放出Ca(OH)2等水化產物,與粉煤灰中的活性成分SiO2和Al2O3反應。
而粉煤灰中玻璃體結構穩定,表面緻密性較強,前期與Ca(OH)2的火山灰反應緩慢,未反應的粉煤灰使漿體內孔隙增多,固化體強度下降;隨著養護齡期的增加,粉煤灰的水化逐漸佔主導作用,粉煤灰本身存在的形態效應,活性效應以及微集料效應相互影響,粉煤灰表面會生成大量的水化硅酸鈣凝膠體,可以作為膠凝材料的一部分起到提高抗壓強度的作用。
(3)高鹽水量對固化體抗壓強度的影響
圖4為高鹽水量配比在0.62,0.67,0.72以及0.77時,四組固化體在不同齡期的抗壓強度變化趨勢圖。
圖4高鹽水量對固化體抗壓強度的影響趨勢圖
由圖4可以看出,在7d、14d以及28d三個齡期,固化體抗壓強度都隨著高鹽水量的增加而減小,且在14d以及28d齡期時抗壓強度的減小趨勢越來越明顯。在水泥量一定的條件下,高鹽水量增加會導致漿體內水量過大,超過水泥充分水化所需的水量,多餘的水分會在水泥凝結硬化過程中蒸發,在漿體內部留下氣孔,影響固化體的抗壓強度,且提供的水量越大,可蒸發的水量越大,固化體抗壓強度減少的越明顯。
(4)河砂量對固化體抗壓強度的影響
圖5為河砂量配比在0.62,0.67,0.72以及0.77時,四組固化體在不同齡期的抗壓強度變化趨勢圖。
由圖5可以看出,在7d、14d和28d三個齡期固化體抗壓強度隨河砂量的增大總體變化不大,分別在21MPa、30MPa和36MPa左右波動。因此,河砂量的增加對固化體抗壓強度影響較小,這是由於河砂在漿體內中主要起骨架或填充作用,不發生明顯的化學反應。
圖5河砂量對固化體抗壓強度的影響趨勢圖
由圖2-圖5中各組固化體抗壓強度數據可知,固化體28d齡期抗壓強度絕大部分在30MPa以上,而這符合《混凝土路緣石》(JC/T899-2016)標准中路緣石最低抗壓強度要求。因此,水泥固化工藝製得的固化體能滿足標准中抗壓強度要求。
2.2組分材料對固化體結合氯離子能力的影響
結合氯離子能力能直觀反映固化體中化學反應和物理吸附的氯離子能力,是評價鋼筋混凝土鋼筋銹蝕的重要指標。為了研究組分材料對固化體結合氯離子能力的影響,在實驗3.1中選擇水泥量組以及粉煤灰量組固化體,測定其28d齡期下的結合氯離子能力。
(1)水泥量對固化體結合氯離子能力的影響
圖6為水泥配比在0.92,1.00,1.08以及1.17時,四組固化體在28d齡期時結合氯離子能力的變化趨勢圖。
圖6水泥量對固化體結合氯離子能力影響趨勢圖(28d)
由圖6可知,28d齡期時固化體結合氯離子能力隨水泥配比的增大而增強,但增強幅度越來越小,說明水泥量對固化體結合氯離子能力的提升效果是有限的。水泥配比從0.92增大至1.08,結合氯離子能力由0.668增大為0.813,增大了21.7%。這與固化體水化過程有關,水泥用量增大,水化產物隨之增多,對氯離子的化學結合和物理吸附能力增強,因此結合氯離子能力增強,但受水化水量限制,水泥量過高時提升效果有限。
(2)粉煤灰量對固化體結合氯離子能力的影響
圖7為粉煤灰配比在0.15,0.20,0.25以及0.30時,四組固化體在28d齡期時結合氯離子能力的變化趨勢圖。
從圖7的總體趨勢可以看出,28d齡期時固化體結合氯離子能力隨粉煤灰配比的增大而增強,但增強幅度小,粉煤灰配比從0.15提高至0.30時,結合氯離子能力從0.733增大至0.769,僅增大了4.9%。這是因為粉煤灰在水泥水化過程形成的鹼性環境中會生成少量水化鋁酸鈣,可以與氯離子反應生成Fredel』s鹽,但生成量較少。
圖7粉煤灰量對固化體結合氯離子能力影響趨勢圖(28d)
2.3不同水樣製得的固化體XRD分析
利用模擬高鹽水與濃縮脫硫廢水分別製得固化體,養護至28d後對其粉末進行XRD衍射分析,結果如圖8所示。
由XRD衍射圖可知,除了常見的水泥水化產物SiO2和Ca(OH)2,兩種水樣製得的固化體中還存在Friedel』s鹽,這證明模擬高鹽水以及濃縮脫硫廢水中的氯離子與水泥中的C3A相確實發生反應生成了Friedel』s鹽,說明水泥固化過程中生成的Friedel』s鹽起到了重要作用。
圖8不同水樣製得的固化體XRD圖
3結論
(1)本文提出了一種脫硫廢水煙氣濃縮減量及水泥化固定工藝,將煙氣濃縮後的脫硫廢水與水泥、粉煤灰等材料拌合後製得固化體,從而實現污染物的水泥化固定;
(2)固化體抗壓強度隨養護齡期增加而提高,水泥配比為1.08時抗壓強度達到最高值,粉煤灰配比大於0.25後對抗壓強度提升明顯,高鹽水配比越大,抗壓強度越低,河砂量對固化體抗壓強度影響小;
(3)水泥配比從0.92增大至1.08,結合氯離子能力增大21.7%,粉煤灰配比從0.15提高至0.30時,結合氯離子能力僅增大了4.9%;
(4)XRD的結果驗證了水泥固化過程中Friedel』s鹽的存在。
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② 脫硫脫硝產生的廢水如何處理
(1)中和
中和處理的主要作用包括兩個方面:發生酸鹼中和反應,調整PH在6—9范圍。沉澱部分重金屬,使鋅、銅、鎳等重金屬鹽生成氫氧化物沉澱。常用的鹼性中和葯劑有石灰、石灰石、苛性鈉、碳酸鈣等。廢水處理的道工序就是中和。即在脫硫廢水進入中和箱的同時加入一定量的5%的石灰乳溶液,將廢水的PH提高至9.0以上,使大多數重金屬離子在鹼性環境中生成難溶的氫氧化物沉澱。
(2)化學沉澱
廢水中的重金屬離子、鹼土金屬常用氫氧化物和硫化物沉澱法去除,常用的葯劑分別為石灰和硫化鈉。脫硫廢水中加入石灰乳後,當pH為9.0—9.5時,大多數重金屬離子均形成了難溶的氫氧化物;同時,石灰乳中的Ca2+還能與廢水中的部分F一反應,生成難溶的CaF2,達到除氟的作用;經中和處理後的廢水中重金屬離子仍然超標,所以在沉降箱中加入有機硫化物,使其與殘余的離子態的Hg2+等離子應形成難溶的硫化物沉積下來。具體參。
(3)混凝澄清處理
脫硫廢水中的懸浮物含量較大,經化學沉澱處理後的廢水中,含有許多微小的懸浮物和膠體物質,須加入混凝劑使之凝聚成大顆粒而沉降下來。常用的混凝劑有硫酸鋁、聚合氯化鋁、三氯化鐵、硫酸亞鐵等;常用的助凝劑有石灰、高分子絮凝劑等。採用絮凝方法使膠體顆粒和懸浮物顆粒發生凝聚和聚集,從液相中分離出來,是種降低懸浮物的有效方法。所以在絮凝箱中加入絮凝劑FeClSO4,使廢水中的細小顆粒凝聚成大顆粒而沉積下來。在澄清池人口中心管處加入陰離子混凝劑PAM來進一步強化顆粒的長大過程,使細小的絮凝物慢慢變成粗大結實、更易沉積的絮凝體。
③ 電廠脫硫廢水特點有哪些
1、電廠脫硫廢水含有大量的硫酸根離子和硫化物,其pH值多低於4,且有明顯的腐蝕性。
2、電廠脫硫廢水中含有大量的重金屬離子,其中以鉻最為嚴重,有時含量高達數千毫克/升。
3、電廠脫硫廢水中含有大量的有機物,其中以揮發性有機物最多,如烴類物質,有害有機物含量也很高。
4、電廠脫硫廢水中含有大量的硫化氫氣體,硫化氫濃度可以達到幾千毫克/升以上。
5、電廠脫硫廢水中含有大量的氨氮,有時含量可達到幾百毫克/升。
④ 電廠脫硫廢水加鹼後變紅色是什麼問題(脫硫
脫硫廢水中的雜質主要來源於煙氣和石灰石。煤中的多種元素,如F、C1、Cd等,在燃燒過程中產生多種化合物,隨煙氣進入脫硫裝置吸收塔,溶解於吸收漿液中。脫硫廢水一般呈弱酸性,pH為4~6,懸浮物含量高(脫硫廢水中的懸浮物主要是石膏顆粒、二氧化硅,以及鐵、鋁的氫氧化物),陽離子為鈣、鎂等離子,含量極高,鐵、鋁含量較高,其它重金屬離子含量不高,陰離子主要有CI一、S042一、SO]-.F『等,化學耗氧量與通常的廢水不同,在脫硫廢水中,形成化學耗氧量的主要因素不是有機物,而是還原態的無機物連二硫酸鹽l3]。雖然脫硫廢水量一般不大,但由於水質特殊,不能排入火電廠工業廢水處理系統處理,需要設置單獨處理系統。脫硫廢水的處理方法有:水與經濃縮脫水的石膏混合後排至干灰場,廢水中的重金屬及酸性物質與飛灰中CaO結合固化石膏;利用電除塵器與空氣加熱器之間的煙道問隙,加熱蒸發脫硫廢水;專用脫硫廢水化學中和處理;用於水力沖灰。脫硫廢水處理工藝採用物化法。針對脫硫廢水中主要污染物重金屬和懸浮物通過添加化學葯劑使其沉澱,再通過澄清器將沉澱物分離,出水排放,沉澱污泥通過板框機脫水後外運處理,從而達到去除廢水中污染物的目的。廢水通過管路流入中和箱,同時按比例加入制備合格的石灰漿液,將中和箱pH調整到9.2+0.3,此pH范圍適合大多數重金屬離子的沉澱。並非所有重金屬可通過與石灰漿作用形成很好的沉澱,其中主要是鎘和汞。因此,需要在沉降箱中按比例加入重金屬沉澱劑有機硫化物(TMTl5)。為了提高沉降效果,需向絮凝箱中按比例加入絮凝劑硫酸氯化鐵(FeC1SO),使氫氧化物、化合物及其它固形物從廢水中沉澱出來。為了讓絮凝後的廢水中產生的細小礬花積聚成大顆粒,以便於廢水進入澄清池後更快的沉降,在絮凝箱出口管路上添加助凝劑聚丙烯醯胺(PAM)。加葯混合反應後的廢水在重力作用下流入澄清池,進行固液分離。澄清池出水在出水箱中通過添加HC1將pH調整為標准要求的范圍(6~9)內排放。電廠脫硫廢水處理葯品是化學品,直接接觸對人體有傷害,但穿戴勞保用品合理使用,沒有影響。
⑤ 脫硫廢水處理方案
脫硫廢水成分復雜,水中有機物成分復雜,硬度高、含鹽量高、腐蝕性強,色度高,使用常規工藝無法得到很好的處理。因此在脫硫廢水預處理中,添加脫硫廢水脫色劑將原水的PH適用范圍廣(PH7.5~9),最適合微鹼性。在反應箱加入脫硫廢水脫色。在絮凝箱絮凝沉澱,加入助凝劑增強絮凝效果,實現污泥和上清液的分離,上清液自流至清水箱合格後排入工業廢水處理系統或回用,污泥由輸送泵輸送至壓濾機脫水,形成泥餅外運。
脫硫廢水脫色劑使用過程中,會產生絮凝體密度大,易溶於水,污泥少,且無懸浮固體,不會堵塞加葯設備和管道,用於廢水處理可直接投加或稀釋後,無二次污染。在水中易溶解,可形成多核絡合物使水中顆粒膠體、微粒懸浮物質聚合在一起長大,形成體積大、密度高、沉降快的絮凝體,從而達到固液分離,上清液清澈。
⑥ 脫硫廢水深度處理有幾個階段
火電廠脫硫廢水的雜質來自煙氣和脫硫用的石灰石,主要包括懸浮物、過飽和的亞硫酸鹽、硫酸鹽以及重金屬:其中很多是國家環保標准中要求控制的第一類污染物由於水質的特殊性,脫硫廢水處理難度較大,同時,由於各種重金屬離子對環境有很強的污染性,因此,必須進行脫硫廢水處理。脫硫廢水與經過濃縮的副產品石膏混合後排放到電廠干灰場堆放。
脫硫廢水深度處理階段:
(1)中和
中和處理的主要作用包括兩個方面:發生酸鹼中和反應,調整PH在6—9范圍。沉澱部分重金屬,使鋅、銅、鎳等重金屬鹽生成氫氧化物沉澱。常用的鹼性中和葯劑有石灰、石灰石、苛性鈉、碳酸鈣等。廢水處理的第一道工序就是中和。
(2)化學沉澱
廢水中的重金屬離子、鹼土金屬常用氫氧化物和硫化物沉澱法去除,常用的葯劑分別為石灰和硫化鈉。脫硫廢水中加入石灰乳後,當pH為9.0—9.5時,大多數重金屬離子均形成了難溶的氫氧化物。
(3)混凝澄清處理
脫硫廢水中的懸浮物含量較大,經化學沉澱處理後的廢水中,含有許多微小的懸浮物和膠體物質,須加入混凝劑使之凝聚成大顆粒而沉降下來。常用的混凝劑有硫酸鋁、聚合氯化鋁、三氯化鐵、硫酸亞鐵等;常用的助凝劑有石灰、高分子絮凝劑等。採用絮凝方法使膠體顆粒和懸浮物顆粒發生凝聚和聚集,從液相中分離出來,是種降低懸浮物的有效方法。
⑦ 脫硫廢水處理問題
脫硫廢水包括廢水處理、加葯、污泥處理3個分系統。廢水通過管路流入中和箱,同時版按比例加入權制備合格的石灰漿液,將中和箱pH調整到9.2+0.3,此pH范圍適合大多數重金屬離子的沉澱。並非所有重金屬可通過與石灰漿作用形成很好的沉澱,其中主要是鎘和汞。因此,需要在沉降箱中按比例加入重金屬沉澱劑有機硫化物(TMTl5)。為了提高沉降效果,需向絮凝箱中按比例加入絮凝劑硫酸氯化鐵(FeC1SO),使氫氧化物、化合物及其它固形物從廢水中沉澱出來。為了讓絮凝後的廢水中產生的細小礬花積聚成大顆粒,以便於廢水進入澄清池後更快的沉降,在絮凝箱出口管路上添加助凝劑聚丙烯醯胺(PAM)。加葯混合反應後的廢水在重力作用下流入澄清池,進行固液分離。澄清池出水在出水箱中通過添加HC1將pH調整為標准要求的范圍(6~9)內排放。為了促進反應和後續反應箱中絮凝粒子的形成,在中和箱中加入澄清池中迴流的少量恆定量的接觸泥漿。剩餘污泥周期性地利用高壓偏心螺桿給料泵輸送至板框壓濾機進行脫水處理,泥餅外運。
⑧ 脫硫廢水中有機污染物的處理
火電廠脫硫廢水來源於濕法脫硫(FGD)工藝產生的廢水,脫硫廢水污染嚴重,排水溫度在40℃~50℃之間,懸浮物、含鹽量、重金屬等雜質的含量極高。現有國內電廠脫硫廢水的處理基本採用加葯處理的物化方法,主要是針對其中的懸浮物以及重金屬離子予以去除,處理出水執行標准有《污水綜合排放標准》(GB 18466-2005)、《火電廠水質石灰石-石膏濕法脫硫廢水水質控制指標》(DL/T 997-2006)。
在實際的運行過程中,因脫硫廢水水質成分主要為第一類污染物和第二類污染物,在葯劑的物化反應下,脫硫廢水中的重金屬離子和懸浮物、pH值等指標能達到排放要求,但廢水中的有機污染物(COD等)指標因工藝流程未對其進行專門的處理設計,只是在葯劑反應過程中隨其他污染物排除一部分,其出水參數很不穩定,多數情況下無法達到排放標准,有機污染物難於去除,已成為眾多電廠脫硫廢水處理排放的一大難題,困擾了很多電廠。
目前,國內環保形勢嚴峻,在節水和節能環保的大形勢下,很多電廠順應國家環保形勢對脫硫廢水處理提出了零排放處理回用的要求,因此,脫硫廢水中的有機污染物COD指標的去除成為了脫硫廢水處理必須克服的難題。本論文主要針對脫硫廢水中有機污染物的去除進行分析,研究一種應用於脫硫廢水有機污染物去除的處理
工藝。
2 脫硫廢水的特性
電廠脫硫工藝產生的脫硫廢水主要特徵是呈現弱酸性,pH值5~6;主要特點是高懸浮物、高濁度、高黏度、高含鹽量以及難降解有機物,並含有Hg、Pb、Ni、Hs、As、Cd、Cr等重金屬離子和氟化物,有機污染物COD的含量一般為150~400mg/L,其中有機污染物來源於燃煤過程及脫硫過程脫硫劑的一些產物,具有難於降解、處理難度高的特點。基於脫硫廢水的高含鹽、有機物難降解等特性,並考慮處理過程中系統運行的穩定性,主要考慮採用最利於有機污染物處理的生物處理方法去除脫硫廢水中的該指標。
3 生物處理方法
綜合分析現有的生物處理方法,適用於脫硫廢水特性的生物處理工藝主要有以下五種:
3.1 傳統活性污泥法
活性污泥法是以活性污泥為主體的污水處理技術,它採用人工曝氣的手段使活性污泥均勻分散並懸浮於反應器中,與廢水充分接觸,並在有溶解氧的條件下對廢水中所含的有機物進行微生物的合成和分解等代謝活動。而脫硫廢水鹽度對活性污泥法的影響較大,因此,對活性污泥進行馴化培養出具有良好有機物降解性能的耐鹽微生物是處理高鹽廢水的重要前提。
3.2 厭氧處理系統
近幾十年來,由於厭氧生物技術發展迅速,出現了一大批高效厭氧反應器,這些反應器中生物固體濃度很高、泥齡很長,處理能力大大的提高,在高濃度的廢水中得以大量應用。高濃度的Na+或CL-會對厭氧生物產生抑製作用,但是厭氧或兼氧微生物對鹽的適應性和其他離子產生的拮抗作用會減輕鹽對微生物的毒害作用,因此厭氧法可應用於高含鹽廢水處理系統。
3.3 好氧顆粒污泥
好氧顆粒污泥技術是將生物自絮凝原理應用於好氧反應器,使好氧絮狀污泥在一定工藝條件下實現好氧顆粒化。好氧顆粒污泥具有沉降性好、抗負荷沖擊能力強、持留生物量高以及脫氮除磷效果好等優點,而且它還能集好氧、厭氧和兼氧微生物於一體,因此好氧顆粒污泥能夠有效處理各種難降解的廢水。
3.4 嗜鹽菌
嗜鹽菌作為一類新型的、極具應用前景的微生物資源,近年來受到人們的廣泛關注,它們具有極為特殊的生理結構和代謝機制,同時還產生了許多具有特殊性質的生物活性物質,因此被廣泛地應用於含鹽量高的廢水處理。
3.5 好氧-厭氧組合工藝
由於單獨的好氧和厭氧工藝在處理廢水時受到許多限制,單一的系統往往不能將有機污染物徹底去除,尤其是難降解的廢水系統,因此為了更好地處理高鹽脫硫廢水,往往結合好氧以及厭氧的組合工藝,以達到更好的效果。
本文脫硫廢水生物處理工藝將採用好氧-厭氧的組合工藝進行處理,針對廢水中的懸浮物、重金屬指標的處理不做論述,生物處理所處理的脫硫廢水是經預處理系統去除此類指標後的廢水。
4 好氧-厭氧的組合工藝處理技術
脫硫廢水中的COD等有機污染物主要來自煤(主要成分為有機質)、石灰石以及脫硫反應生成物中的亞硝酸鹽、亞硫酸鹽等還原性物質,而BOD則主要是污水中的氮氧化物。經過預處理處理後,廢水的pH值、懸浮物、重金屬離子、氟化物等污染指標被去除,但廢水中的COD、硫酸根等指標還未得到去除,需採用生物處理方法進一步處理。而硫酸根、氯根等鹽的高含量對廢水生化存在一定的抑製作用,使脫硫廢水難於生化,因此為提高其可生化性,在生化處理過程,需投加成分均衡的營養物質保證生化處理微生物所需的各類營養指標,而在電廠,基本都有生活污水處理系統,其水量不大,多在5~15t/h之間,這股水進入脫硫廢水系統可以很好地解決營養平衡問題,且可以提高水的回收量,將電廠生活區的生活污水引入脫硫廢水系統進行綜合處理,將同時實現兩股水的節水目標,並保證了脫硫廢水生物處理的基本營養條件。 脫硫廢水生物處理系統採用厭氧+好氧的組合處理工藝,厭氧採用EGSB厭氧系統,而好氧則採用BAF曝氣生物濾池好氧系統。EGSB厭氧系統通過培養SRB厭氧細菌病通過其代謝作用去除廢水中的SO42-、殘余重金屬離子及部分COD等,而通過BAF曝氣生物濾池的生化作用將COD、氮等進行硝化處理,達到處理要求,經該系統處理後,廢水可進入後續除鹽或其他指標處理系統,進一步處理而獲得高品質回用水,脫硫廢水生物處理流程圖如圖1所示:
EGSB厭氧系統適用於低濃度有機污染物處理系統,運行過程培養適於脫硫廢水環境的SRB厭氧細菌來處理污染物,SRB厭氧細菌是一類能通過異化作用進行硫酸鹽還原的一類細菌,這種厭氧細菌雖然生長緩慢,但具有極強的生存能力且分布很廣泛,SRB厭氧細菌已經成功地應用在了與脫硫廢水極類似的多種水處理系統中,它的代謝利用硫酸根作為最終的電子受體,將有機污染物作為細胞合成的碳源和電子供體,同時將硫酸根還原為硫化物,使廢水中的硫酸鹽得以去除。而產生的溶解態的S2-則與廢水中殘余的重金屬離子反應形成金屬硫化物沉澱,可進一步去除重金屬離子,此外SRB厭氧細菌在代謝過程中分解有機硫以二氧化碳氣體的形式
排出。
經過厭氧反應後,廢水中的一些重大生化抑制指標得以去除,廢水的可生化性提高,因此,廢水進入好氧生物系統進行進一步處理,好氧生物反應系統採用BAF曝氣生物濾池處理系統,並接種引入主體處理微生物:嗜鹽菌,適應脫硫廢水的高含鹽環境,曝氣生物濾池是固定化生物反應器的一種,近年來被廣泛應用於各類高含鹽廢水的處理。曝氣生物濾池能夠通過固定化保護微生物,降低其在極端環境中所受的傷害,提高系統對有毒有害物質及環境沖擊負荷的耐受力,使系統保持較高的穩定性。研究表明,曝氣生物濾池在高含鹽環境中能保持較高的有機物去除率。
因脫硫廢水中的鹽分含量過高,會對微生物的活動帶來一定的難度,而曝氣生物濾池接種培養的核心處理載體,嗜鹽菌是專門在高鹽環境下生長的細菌,由於嗜鹽菌在高鹽環境下能夠在細胞內聚集鉀離子和小分子極性物質,調節細胞滲透壓,維持細胞內外滲透壓的平衡,幫助從高鹽環境獲取微生物活動所需的水,並且這些極性分子可以迅速合成和失去,快速適應外界的環境變化。嗜鹽菌的蛋白質中含有過量的酸性氨基酸和非極性的殘余物,過量的酸性物質需要陽離子平衡附近的負電荷,所以嗜鹽酶只有在高鹽環境下才能保持活性。基於嗜鹽菌的反應機理,廢水中的有機污染物得以去除。
經試驗研究,在模擬脫硫廢水水質情況下,通過鹽度的不斷提高和變化,曝氣生物濾池的有機污染物去除率繪製成曲線,鹽度和COD的去除效果關系如圖2所示:
從圖2中可看出,在脫硫廢水含鹽所屬的10000~24000mg/L的范圍內,COD的去除率可穩定維持在94%~96%之間,在這個脫硫廢水的鹽度范圍內,嗜鹽菌能維持其生理代謝的良好活性,對廢水中的有機污染物有較強的降解能力。
經曝氣生物濾池處理後,廢水中的有機污染物等指標得以去除,脫硫廢水可進入下一階段處理流程。
5 結語
脫硫廢水中有機污染物的處理是國內外各大火力發電廠普遍面臨的難題,要實現脫硫廢水系統節水回用,必須對脫硫廢水中的有機污染物進行處理,才能進行後續的膜處理或離子交換系統的除鹽處理,脫硫廢水中有機污染物處理技術的研究成功將成為克服脫硫廢水節水回用難點的一個突破,也將成為脫硫廢水實現零排放生物指標處理工藝的一種可靠選擇。
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⑨ 脫硫正常ph值多少
脫硫正常ph值一般在0-14之間。
在常溫下(25℃時),當它為7時溶液呈中性,小於7時呈酸性,值越小,酸性越強;大於7時呈鹼性,值越大,鹼性越強。
隨著工業的發展和人們生活水平的提高,燃煤煙氣中的SO2 已經成為大氣污染的主要原因。已成為當今大氣環境治理的當務之急。不少煙氣脫硫工藝已經在工業中廣泛應用,其對各類鍋爐和焚燒爐尾氣的治理也具有重要的現實意義。
脫硫方法
1、物理法: 通常用重力分離或磁分離法去除煤分中的硫化鐵(黃鐵礦),以此形式存在的硫約占煤中硫分的2/3。
2、化學法:煤經粉碎後與硫酸鐵水溶液混合,在反應器中加熱至100~130℃,硫酸鐵與黃鐵礦反應轉化為硫酸亞鐵和單體硫,前者氧化後循環使用,後者作為副產品回收。
3、氣化法:煤在1000~1300℃高溫下,通過氣化劑,使之發生不完全氧化,而成為煤氣。煤中硫分在氣化時大部分成為硫化氫進入煤氣,再用液體吸收或固體吸附等方法脫除。
4、液化法: 煤的液化有合成法、直接裂解加氫法和熱溶加氫法等。在液化過程中,硫分與氫反應生成硫化氫逸出,因此得到高熱值、低硫、低灰分燃料。煙道氣脫硫有干法和濕法之分。