为减轻燃煤发电产生的二氧化硫气体对自然环境、工农业的危害,新建火电厂都建有燃煤烟气脱硫系统。烟气脱硫主流办法是湿法,具有技术成熟、脱硫效率高、对煤种顺应性好、运转牢靠等优点,其中石灰石—石膏法是目前世界上技术最成熟、适用业绩最多、运转情况最稳定的烟气脱硫工艺。
燃煤烟气石灰石-石膏法脱硫废水,其杂质主要来源于烟气、脱硫剂。
脱硫废水的水质特性主要是:
(1)废水呈弱酸性;
(2)重金属离子含量高;
(3)悬浮物浓度高,脱硫废水中的悬浮物主要是石膏颗粒、二氧化硅以及铁、铝的氢氧化物;
(4)阴离子浓度高,主要有氯离子、硫酸根、亚硫酸根、氟离子等。
若直接排入水体,会对环境形成极大损伤。经过对脱硫废水的特性剖析可知,需求处置的主要项目有pH值、重金属、COD,悬浮物。
本文针对某热电有限公司的石灰石-石膏法脱硫废水,采用Fenton氧化、钙盐沉淀以及化学沉淀+重捕剂螯合分别去除废水中的COD、氟离子以及重金属,经过实验研讨肯定了相关工艺参数,并将实验结果应用于实践工程,剖析了实践工程的运转效果。
1、实验局部
1.1 脱硫废水水质及排放规范
烟气脱硫废水来自某热电有限公司的石灰石-石膏系统。废水经处置后排入设置二级污水处置厂的城镇排水系统,第一类污染物执行《污水综合排放规范》(GB8978-1996)表1规范、第二类污染物执行《污水综合排放规范》(GB8978-1996)表4中三级规范。进水指标及排放规范详见表1-1。
1.2 处置工艺设计
从表1-1脱硫废水水质指标能够看出,脱硫废水的主要污染因子为COD、氟离子和重金(Cd、As)。依据实验室小试并分离工程经历,我们提出图1-1所示的处置工艺流程。即采用Fenton氧化工艺处置去除COD、钙盐沉淀去除氟化物、化学沉淀+重捕剂螯合去除重金属,最终出水达标纳管。
2、结果与讨论
2.1 Fenton氧化去除COD实验优化
将硫废水pH值调为4.0,投加2.0g/L的H2O2,在反响时间120min条件下,FeSO4投加量与COD去除率的关系见图2-1。从图中能够看出,随着FeSO4投加量的增加,COD去除率先增加后减少,当FeSO4投加量为0.8g/L时,COD去除率到达最高值54.0%。因而,FeSO4的适合投加量为0.8g/L。
将硫废水pH值调为4.0,投加0.8g/L的FeSO4,在反响时间120min条件下,H2O2投加量与COD去除率的关系见图2-2。从图中能够看出,随着H2O2投加量的增加,COD去除率先快速增加后趋于稳定,当H2O2投加量为2.5g/L时,COD去除率接近稳定,值为59.2%。因而,H2O2的适合投加量为2.5g/L。
2.2 DTCR捕集剂去除重金属实验优化
DTCR是一种高分子重金属离子捕集沉淀剂。关于脱硫废水,DTCR投加量与水中Cd和Zn浓度的关系如图2-3所示。随着DTCR投加量的增加,废水中Cd先疾速降低,再趋于稳定,而Zn含量则持续降低;当DTCR投加量为3.0mg/L时,Cd和Zn的浓度分别降低到0.013mg/L和1.5mg/L,均低于排放请求。因而,投加3.0mg/L的DTCR能使脱硫废水中初始浓度分别为0.3mg/L的Cd和3.0mg/L的Zn降低到排放规范以下。
经过上述COD和重金属去除实验阐明:应用Fenton氧化法可去除局部COD,应用化学沉淀法+重金属捕捉结合处置工艺可以有效去除Cd和Zn等金属离子。因而,本实验很好的考证了图1-1提出的工艺计划是可行的。
3、示范工程工艺流程与运转本钱剖析
3.1 工艺流程
依据小试并分离工程经历,我们提出了3-1所示的处置工艺流程。脱硫废水首先搜集至集水池,在反响池内参加硫酸亚铁、双氧水和酸实施Fenton氧化,再在中和池参加石灰乳调理pH至中性并除F,最后在絮凝池参加重捕剂、助凝剂絮凝沉淀去除重金属,处置出水达标纳管。沉淀池产生的污泥机械脱水后外运处置。
3.2 运营结果
本工程于2017年11月调试完成,处置出水中的第一类污染物执行《污水综合排放规范》(GB8978-1996)表1规范。据表3-1,总镉和总砷在处置后降低到原水的非常之一,到达了纳管规范。处置出水中的第二类污染物执行《污水综合排放规范》(GB8978-1996)表4中三级规范。据表3-1,氟化物和COD处置后到达了纳管指标;其中120h调试期间,沉淀池出水COD全部到达纳管请求(图3-2)。
3.3 运转本钱
本工程中工业废水处理费用主要由电费和药剂费组成。依据测算,废水处置运转过程中,电费为0.42元/m3废水,药剂费为4.59kg/m3废水,合计5.01元/m3废水,废水处置费用途于较低程度。
4、结论
石灰石-石膏法脱硫废水中主要超标因子是COD、重金属和氟离子,经过Fenton氧化、钙盐沉淀以及化学沉淀+重捕剂螯合等组合办法能有效去除上述污染因子。小试实验标明,Fenton氧化中FeSO4和H2O2的最佳投加量为0.8g/L和2.5g/L,同时投加3.0mg/L的DTCR能使脱硫废水Cd和Zn浓度降低到排放规范以下。而在工业示范中采用上述办法和优化的工艺参数,使处置出水到达了预定的纳管指标,而且运转费用仅为5.01元/m3废水。因而,该技术处置工艺简单、效果稳定、运营本钱低,为有效处置石灰石-石膏法脱硫废水提供了一种牢靠的办法。