根據(jù)我國針對各種工業(yè)廢水排放的嚴(yán)格把控和高排放標(biāo)準(zhǔn)。目前我國脫硫廢水處理主要包括脫硫廢水預(yù)處理、脫硫廢水回用、脫硫廢水零排放等階段?；诖耍疚年U述了脫硫廢水水質(zhì)的主要特征以及脫硫廢水預(yù)處理技術(shù)，對脫硫廢水零排放處理技術(shù)及其應(yīng)用進(jìn)行了簡要分析，旨在加強(qiáng)水環(huán)境保護(hù)。
脫硫廢水含有多種污染物，如COD、SS、氟化物、微量重金屬等有害離子，同時(shí)具有極高含鹽量、極高硬度和極低堿度的特點(diǎn)。根據(jù)我國目前針對各種工業(yè)廢水排放的標(biāo)準(zhǔn)要求，脫硫廢水零排放是未來脫硫廢水處理的最終趨勢。以下就脫硫廢水零排放處理技術(shù)及其應(yīng)用進(jìn)行探討。
一、脫硫廢水水質(zhì)的主要特征
據(jù)相關(guān)我國能源結(jié)構(gòu)主要以煤炭為主，占比60%以上。燃燒煤炭產(chǎn)生的煙氣需要進(jìn)行脫硫處理，脫硫廢水的具體成分與脫硫所采用的處理技術(shù)有關(guān)，目前我國煙氣脫硫的主流工藝是石灰石-石膏濕法脫硫技術(shù)，該部分產(chǎn)生的廢水稱作脫硫廢水，并且水質(zhì)與運(yùn)行管理也有很大的關(guān)系。目前我國煙氣脫硫主要采用石灰石-石膏濕法煙氣脫硫工藝。其采用鈣基吸收劑作為脫硫劑，在與煙氣接觸過程中，煙氣中的二氧化硫被除去。同時(shí)燃煤煙氣中含有的一些重金屬、COD、鹽等污染物也進(jìn)入到脫硫漿液中，這就決定了脫硫廢水水質(zhì)一般呈弱酸性。對于脫硫廢水的水質(zhì)控制一直沒有相應(yīng)的國家標(biāo)準(zhǔn)，只有電力行業(yè)的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)對脫硫廢水有害物質(zhì)主要包括總汞、鎘、鉛、鎳等指標(biāo)進(jìn)行了限制，但是整體排放標(biāo)準(zhǔn)要求較低。
脫硫廢水水質(zhì)特征主要表現(xiàn)為：第一、廢水呈弱酸性，pH范圍為4.0～6.0;第二、懸浮物含量高，其懸浮物濃度可達(dá)數(shù)萬mg/L，主要成分是石膏晶體和亞硫酸鈣等;第三、含有Pb、Cd、Cr、Ni、Hg等重金屬離子均有超標(biāo);第四、COD超標(biāo);第五、鹽分含量高，含有大量的SO42-、SO32-、Cl-等離子，其中Cl-的質(zhì)量分?jǐn)?shù)約為0.04。因此脫硫廢水如果得不到妥善處理，將會對環(huán)境造成嚴(yán)重影響。
二、脫硫廢水預(yù)處理技術(shù)的分析
預(yù)處理通常采用機(jī)械加速澄清池或高密度澄清池處理工藝，工藝系統(tǒng)在廢水的石灰軟化工藝上都有成熟的應(yīng)用。這種工藝均通過化學(xué)沉淀、混凝的方法，去除水中的鈣、鎂、硅以及重金屬等高結(jié)垢成分，還能降低COD以及一些膠體污染物，保證后續(xù)工藝高回收率的要求同時(shí)，也可以極大降低后級膜處理工藝以及蒸發(fā)結(jié)晶工藝中的污染趨勢。具體表現(xiàn)為：(1)沉降池處理技術(shù)。沉降池主要起到預(yù)沉作用，脫硫廢水中含有的懸浮物含量很高，通過預(yù)沉池沉淀排泥可以減輕后續(xù)工藝運(yùn)行排泥負(fù)荷，不僅可以保證后續(xù)化學(xué)沉淀的穩(wěn)定運(yùn)行，而且可以大大降低運(yùn)行成本。沉降池一般設(shè)置8h停留時(shí)間，大量懸浮物在此去除通過排泥泵排放，懸浮物在這部分的去除率在70%左右。(2)化學(xué)沉淀處理技術(shù)。化學(xué)沉淀主要是采用在脫硫廢水中加入化學(xué)藥劑的方法，來去除水中含有的懸浮物、硬度、硅化物、堿度和有害重金屬離子。目前國內(nèi)主要應(yīng)用最廣泛的化學(xué)沉淀方法是三聯(lián)箱化學(xué)沉淀法。三聯(lián)箱化學(xué)沉淀法具體步驟如下：第一、廢水中和，在第1個(gè)箱中加入適量的石灰或者液堿將pH調(diào)至10.0左右，這樣能夠有效去除水中的金屬離子;第二、反應(yīng)池沉淀，在第2個(gè)箱中加入TMT-15，主要用來去除汞、鉛等重金屬離子;第三、絮凝，在第3個(gè)箱中加入一定量的絮凝劑及助凝劑，目的是沉淀物形成大顆粒，增加沉淀效果;第四、濃縮澄清，在澄清池中將污泥沉淀物進(jìn)行排放，經(jīng)過污泥壓濾機(jī)后外運(yùn)，上部是化學(xué)沉淀處理后的凈水。
三、脫硫廢水零排放處理技術(shù)及其應(yīng)用分析
上述三聯(lián)箱工藝處理后的脫硫廢水不能滿足國家對廢水零排放的標(biāo)準(zhǔn)要求，以下就脫硫廢水的回用和零排放處理技術(shù)進(jìn)行分析：
1、脫硫廢水回用。隨著反滲透膜技術(shù)的日益成熟，現(xiàn)在反滲透膜能夠承受較高的COD、硬度和極高的含鹽量。這樣促使在脫硫廢水中應(yīng)用反滲透膜技術(shù)具有很好的適用性，如高鹽水反滲透脫硫廢水回用技術(shù)，主要包括以下步驟:(1)預(yù)處理。在三聯(lián)箱工藝的基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)后，去除脫硫廢水中的硬度、總硅，以保證后續(xù)主體反滲透設(shè)備的正常運(yùn)行，提高使用壽命。(2)COD處理。脫硫廢水中含有較高的COD，這部分COD對后續(xù)的反滲透和蒸發(fā)結(jié)晶設(shè)備會產(chǎn)生污堵等影響，需要去除。目前可以采用生物處理和氧化處理方法去除COD。(3)高鹽反滲透處理。反滲透是在壓力的驅(qū)動(dòng)下能夠高效截留大分子溶質(zhì)、COD，從而獲取純凈的水。特制的反滲透膜能夠在較高壓力下運(yùn)行，除去高含鹽量水中的溶質(zhì)鹽得到純水，根據(jù)脫硫廢水特點(diǎn)，TDS在2萬～3萬，可以使用壓力在60bar下運(yùn)行的高壓反滲透膜，通過反滲透得到的純凈的產(chǎn)水TDS僅在1000以下，回收率能夠達(dá)到70%左右，此部分水可以較好地融入除鹽水系統(tǒng)，達(dá)到脫硫廢水回用的目的。
2、蒸發(fā)結(jié)晶零排放。脫硫廢水零排放是水處理一直追求的零污染或近零污染處理技術(shù)，較早脫硫廢水的零排放方法主要有：(1)脫硫廢水與飛灰混合，但是混合后大量鹽分轉(zhuǎn)入飛灰，導(dǎo)致飛灰很難二次利用;(2)蒸發(fā)池，其是采用自然蒸發(fā)減少廢水排放量的一種方法，美國有多個(gè)電廠采用此技術(shù)，適合處理較少水量、較高鹽分的水，蒸發(fā)池做防滲處理，但是由于蒸發(fā)池存在較多弊端，而且易引發(fā)不可恢復(fù)的水污染事故，目前我國已全面取締蒸發(fā)池的使用;(3)煙道蒸發(fā)，其是利用煙道氣預(yù)熱將脫硫廢水中的鹽分蒸發(fā)為固體的方法，此方法存在脫硫廢水不能完全蒸發(fā)造成煙道腐蝕穿孔的問題，嚴(yán)重影響煙道系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。上述傳統(tǒng)零排放工藝已很難滿足現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)，目前脫硫廢水處理較好的方式是單獨(dú)進(jìn)行MVR蒸發(fā)結(jié)晶得到固體物的方法，系統(tǒng)采用高壓反滲透再回用后，有70%左右的廢水被回用，大大降低了后續(xù)處理的規(guī)模，回用產(chǎn)生的濃水鹽分更高，TDS達(dá)到5萬～6萬，可以采用MVR蒸發(fā)濃縮器進(jìn)一步進(jìn)行蒸發(fā)濃縮。
3、蒸發(fā)濃縮處理技術(shù)分析。蒸發(fā)濃縮是工業(yè)中非常典型的水處理技術(shù)之一，其被廣泛應(yīng)用于化工、食品、制藥、海水淡化等領(lǐng)域。脫硫廢水可以采用多效蒸發(fā)或者M(jìn)VR蒸發(fā)技術(shù)。多效蒸發(fā)技術(shù)采用新鮮蒸汽為加熱源，加熱第一效蒸發(fā)器促使廢水濃縮，利用第一效中蒸汽剩余的熱源加熱第二效蒸發(fā)器，這樣可以重復(fù)有效地利用新鮮蒸汽的熱能，提高加熱蒸汽的利用率，大大降低成本。MVR (機(jī)械蒸汽再壓縮)技術(shù)將蒸發(fā)器與蒸汽泵相結(jié)合，以消耗一部分高質(zhì)能(熱能、機(jī)械能、電能等)為代價(jià)，通過熱力循環(huán)壓縮過程，把蒸發(fā)器出來的二次低溫位蒸汽轉(zhuǎn)移到高溫位蒸汽，再送至蒸發(fā)器的加熱室當(dāng)作加熱蒸汽使用，使料液維持沸騰狀態(tài)，而加熱蒸汽本身則冷凝成水，其比較適合蒸發(fā)量較小、蒸汽使用量較小的蒸發(fā)器設(shè)備。
結(jié)束語
隨著低碳環(huán)保概念的不斷深入，對環(huán)境要求日益嚴(yán)格，同時(shí)國家對環(huán)保水處理標(biāo)準(zhǔn)也相應(yīng)的提高，因此脫硫廢水處理技術(shù)需要進(jìn)行不斷改進(jìn)才能滿足高標(biāo)準(zhǔn)的零排放要求，上述介紹了傳統(tǒng)脫硫廢水處理技術(shù)，提出了采用預(yù)處理、高壓反滲透回用以及蒸發(fā)結(jié)晶聯(lián)合處理的方法，提高了脫硫廢水的回用率，得到固體結(jié)晶鹽進(jìn)行無害化填埋處理，此工藝能夠?qū)崿F(xiàn)脫硫廢水零排放，對環(huán)境零污染的目的，是一種有效的脫硫廢水零排放處理技術(shù)。
來源:防護(hù)工程 作者:張琦
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