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通過對(duì)火電廠石灰石一石膏濕法脫硫廢水分離處理技術(shù)進(jìn)行合理選擇,可以實(shí)現(xiàn)脫硫廢水的資源化回收利用。本文首先對(duì)脫硫廢水工藝及水質(zhì)特點(diǎn)作出闡述,然后進(jìn)行試驗(yàn),利用納濾膜分離濃縮工藝來分離回收脫硫廢水中鹽分,對(duì)火電廠石灰石一石膏濕法脫硫廢水分離處理進(jìn)行分析,希望可以對(duì)業(yè)內(nèi)起到一定參考用。

在燃煤電廠中,脫硫廢水主要是其末端高鹽廢水,此脫硫廢水具有較大的水量、較大的水質(zhì)波動(dòng)、較為復(fù)雜的成分和較高的含鹽量,脫硫廢水是電廠廢水處理中的重點(diǎn)問題?,F(xiàn)階段,無害化處理、減量化處理與資源化處理是脫硫廢水處理過程中的主要單元。
1脫硫廢水簡介
在脫硫廢水減量化與資源回收利用中,多采用熱法濃縮技術(shù)與正滲透技術(shù)來讓NaCl濃縮得以實(shí)現(xiàn),熱法濃縮技術(shù)主要為蒸發(fā)結(jié)晶,現(xiàn)階段,此技術(shù)已經(jīng)具有較高成熟度,在電力行業(yè)以及多種廢水處理領(lǐng)域中均具有較好的應(yīng)用效果,但此技術(shù)需要較高的運(yùn)行費(fèi)用投入、投資費(fèi)用投入;而正滲透技術(shù)具有較高的濃縮倍率、較低的能耗,但是在此技術(shù)的使用過程中,需要對(duì)汲取液分離合成系統(tǒng)進(jìn)行輔助配套使用,且具有復(fù)雜的操作。因此,在本文中主要利用脫硫廢水分離濃縮資源化利用技術(shù)。
在高參數(shù)燃煤電廠中,機(jī)組用除鹽水、消納做功后低位蒸汽殘熱冷卻水、濕法石灰石一石膏脫硫系統(tǒng)工藝水為水的主要用戶。不同的冷卻方式?jīng)Q定了不同的冷卻水消耗量。在本文中,主要以具有高產(chǎn)量高鹽廢水的閉式循環(huán)冷卻電廠為例進(jìn)行分析。
在該燃煤電廠中,主要采用石灰石一石膏濕法脫硫技術(shù),在運(yùn)行過程中,脫硫工藝水主要為濃縮過程。脫硫塔漿液Cl-主要來源為原煙氣攜帶與補(bǔ)水中的溶鹽。因?yàn)檠a(bǔ)水、煙氣與石灰石均有雜質(zhì)攜帶,這會(huì)讓脫硫廢水具有復(fù)雜的成分,且具有較大的含量波動(dòng)。
以一種電廠典型的脫硫廢水為例,在陽離子中,主要包
子總和約為546.64mmol. L-1。對(duì)其各個(gè)項(xiàng)目進(jìn)行觀察,發(fā)現(xiàn)此典型脫硫廢水具有微渾濁特點(diǎn),并無氣味,其濁度為5.6NTC、總硬
CaCO3吸收SO2,之后生成CaSO4為濕法石灰石一石膏脫硫塔內(nèi)的主要反應(yīng),如果環(huán)境為過量Ca2+,SO42-,那么易溶鹽將會(huì)得到濃縮。在脫硫過程中,其控制指標(biāo)主要為Cl-濃度,而其他離子濃度山脫硫廢水中的Cl-/Na+所決定?,F(xiàn)階段,多利用雙堿法來軟化處理脫硫產(chǎn)品與脫硫原料,但是對(duì)于具有硬度過飽和脫硫廢水來說,使用雙堿法時(shí)具有較高的藥耗量,可能會(huì)有大量污泥產(chǎn)生。
2火電廠石灰石一石膏濕法脫硫廢水分離處理
2.1工藝試驗(yàn)
2.1.1平板納濾試驗(yàn)
在本文中,分離濃縮主要指的是原水中鹽分離,為一價(jià)離子、二價(jià)離子分離?,F(xiàn)階段,納濾與均相膜電滲析為可以讓二者分離的主要膜處理工藝。考慮到均相膜電滲析試驗(yàn)對(duì)于復(fù)雜水質(zhì)廢水脫硫具有較高風(fēng)險(xiǎn),因此,在本文中主要進(jìn)行平板納濾試驗(yàn)。
為讓脫硫廢水處理過程中的藥耗、能耗得到有效控制,需要對(duì)高鹽廢水化學(xué)能進(jìn)行充分控制,遵循自擴(kuò)散納濾理念,可以對(duì)其進(jìn)行具體試驗(yàn)。主要利用納濾膜片,將其制作為圓筒容器,在該圓筒容器中,兩側(cè)應(yīng)用分別為除鹽水、模擬脫硫廢水,在無外力作用下可以對(duì)NaCI自山擴(kuò)散能力進(jìn)行分析研究。在試
經(jīng)過試驗(yàn),在經(jīng)過17h的靜置后,發(fā)現(xiàn)在化學(xué)能作用條件下,除鹽水得到了模擬脫硫廢水中的NaCl擴(kuò)散,同時(shí),在模擬脫硫廢水側(cè)具有除鹽水的擴(kuò)散。通過納濾膜,除鹽水大約得到了1300mg/L的Cl-,借助正滲透作用,通過納濾膜,脫硫廢水側(cè)大約有一半除鹽水滲透。
在脫硫廢水側(cè),如果對(duì)其施加大于脫硫廢水與除鹽水之間滲透壓,那么除鹽水無法透過納濾膜,在工藝水中,只有加速擴(kuò)散的氯化物。所以,在基本不對(duì)鹽垢因子離子積進(jìn)行改變的條件下,脫硫廢水中的Cl-濃度會(huì)下降,而在對(duì)脫硫廢水進(jìn)行處理后,可以在脫硫系統(tǒng)中進(jìn)行回收利用;因?yàn)闊o致垢因子,轉(zhuǎn)移到除鹽水中的Cl-可以幫助其進(jìn)行無害化減量處理與資源化回收利用。
2.1.2卷式納濾膜元件試驗(yàn)
利用卷式納濾膜元件開展試驗(yàn)活動(dòng),完成進(jìn)水、納濾膜、產(chǎn)水、濃水排放以及濃水循環(huán)等步驟,將納濾膜回收率控制為10% , 20%與30% ,測定納濾膜的進(jìn)水、濃水、產(chǎn)水中的Ca2+濃度、Mg2+濃度、Cl-質(zhì)量濃度、SO42-質(zhì)量濃度。經(jīng)過試驗(yàn)測定,發(fā)現(xiàn)在納濾膜回收率不斷提升的過程中,濃水Cl-質(zhì)量濃度也會(huì)隨之提升,在產(chǎn)水中的Cl-質(zhì)量濃度為穩(wěn)定狀態(tài),納濾膜對(duì)于Cl-的透過率會(huì)隨之提升。而對(duì)于二價(jià)離子Mg2+、Ca2+,SO42-來說,納濾膜可以起到良好的截留作用,其截留率大于98%。所以,我們可以得知在進(jìn)行卷式納濾膜元件試驗(yàn)時(shí),可以有效截留脫硫廢水二價(jià)離子,通過納濾膜,一價(jià)離子會(huì)傳遞至產(chǎn)水,可以有效分離一價(jià)離子與二價(jià)離子。
也就是說,對(duì)納濾膜性能進(jìn)行評(píng)價(jià)時(shí),MgSO4截留率為重要依據(jù),對(duì)于脫硫廢水中的MgSO4來說,納濾膜截留率在98%以上;對(duì)于脫硫廢水中的Mg2+、Ca2+,SO42-一來說,納濾膜均能起到良好的截留作用;原水中離子成分決定了濃水、產(chǎn)水中離子濃度比;在試驗(yàn)過程中,對(duì)于所利用的脫硫廢水來說,納濾膜可以起到較好的分離濃縮作用。
2.2高鹽廢水資源化
在此電廠的高鹽廢水中,脫硫廢水Cl-具有較高的質(zhì)量濃度,控制Cl-質(zhì)量濃度為15000mg/L,其NaCl質(zhì)量分?jǐn)?shù)是2.47%,為讓資源化處理能耗得到有效節(jié)約,需要進(jìn)一步濃縮對(duì)分離濃縮之后的脫硫廢水。在當(dāng)前濃縮技術(shù)中,主要包含四種類型,即正滲透、反滲透、均相膜電滲析以及熱法,正滲透NaCl質(zhì)量分?jǐn)?shù)約為20%,反滲透NaCl質(zhì)量分?jǐn)?shù)約為6%到8%之間,均相膜電滲析NaCl質(zhì)量分?jǐn)?shù)約為15%到20%,熱法會(huì)產(chǎn)生近結(jié)晶。
資源化工藝路線對(duì)于NaCl需要濃縮的質(zhì)量濃度具有決定作用,現(xiàn)階段,結(jié)晶固體鹽是脫硫廢水處理項(xiàng)目NaCl主要濃縮目標(biāo)。對(duì)于NaCl溶解度來說,溫度并不會(huì)對(duì)其造成較大影響。在20℃條件下,其NaCl質(zhì)量分?jǐn)?shù)大約是26.4%。通常情況下,在鹽類結(jié)晶之前,礦鹽企業(yè)需要對(duì)其濃度進(jìn)行提升,讓結(jié)晶能耗得到有效節(jié)約。在鹽廢水處理過程中,結(jié)晶環(huán)節(jié)能耗、濃縮環(huán)節(jié)能耗均相對(duì)較高,需要利用自身經(jīng)濟(jì)技術(shù)來制定NaCl濃縮技術(shù)方案。
我國具有大量井礦鹽,同時(shí)具有大量進(jìn)口廉價(jià)海鹽,因此,對(duì)于電c廠高鹽廢水進(jìn)行固體鹽回收利用具有較小的經(jīng)濟(jì)意義。因此轉(zhuǎn)化高鹽廢水為燒堿、鹽酸以及次氯酸鈉殺菌劑具有更大的可行性。且這種轉(zhuǎn)化已經(jīng)得到我國部分電廠的試驗(yàn)驗(yàn)證,此種濃縮技術(shù)方案具有較好的經(jīng)濟(jì)效益。
3結(jié)論
綜上所述,針對(duì)火電廠石灰石一石膏濕法脫硫廢水進(jìn)行平板納濾試驗(yàn)、卷式納濾膜元件試驗(yàn),可以發(fā)現(xiàn)此種納濾膜分離濃縮技術(shù)可以有效分離回收脫硫廢水中的鹽分,可以讓脫硫廢水資源化利用目標(biāo)得以實(shí)現(xiàn),讓脫硫系統(tǒng)水平衡目標(biāo)得以實(shí)現(xiàn)。這對(duì)于我國火電廠石灰石一石膏濕法脫硫廢水的處理具有重要意義。
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