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火电厂废水的综合治理探讨

作者:亚美国际 发布时间:2020-02-12 15:56 点击:

  北极星水处理网讯:摘要:我国是个能源大国、人口大国,水资源总量丰富,但人均占有量极少,随着城市建设的发展,人们对水资源需求量也在不断增加,这进一步加重了我国水资源短缺的现象。火电厂作为水资源消耗的大户,其每年的废水排放量占总体的10%左右,且水费以及排污费缴纳数量的不断增加,也给火电厂企业带来了更大的压力。为此,火电厂有必要加大节水力度,而废水处理和回收技术的应用,对于提高污水处理效率,实现节约用水目的有着显著效果,在火电厂企业中应加大对其推广力度,进而为行业的发展做出贡献。

  水资源是影响人类社会发展的关键资源。近年来,围绕着水资源征收的各种费用越来越趋于合理化。火电厂在运行中,需要在用水方面投入很大的成本,这对于当前火电厂的发展建设具有直接的影响,也制约着火电行业的可持续发展。党的十八大以来,随着新发展理念的提出,人们对于生态环保的重视程度显著提高,火电企业必须要更加重视自身的节能环保工作,才能跟上社会的发展要求。各级环保部门对于新建的火电厂在环保方面也提出了相当高的要求,同时,老旧的发电机组改革工作也进一步加快,废水零排放将是火电行业发展的趋势。基于此,本文重点探讨了烟道蒸发技术、三联箱技术、蒸发结晶技术、水力排渣技术、离子交换处理技术,以供参考。

  烟道蒸发技术通过将废水喷入烟道内,雾化后经烟气加热蒸发。污染物(包括结晶析出的溶解性盐)随烟气中的烟尘一起被除尘器捕集,废水中的水蒸气冷凝回用,从而实现对污染物的去除。烟道蒸发技术又分为主烟道蒸发处理技术和旁路烟道蒸发处理技术。

  废水经雾化喷射装置(一般采用双流体雾化喷嘴)雾化喷入烟道,液滴在锅炉尾部烟气的加热作用下迅速蒸发形成水蒸气,废水中的盐分结晶后随烟气中的灰一起进入除尘器而被捕集去除。废水蒸发形成的水蒸气随除尘后的烟气进入脱硫吸收塔,在喷淋水的冷却作用下,水蒸气凝结进入脱硫塔的浆液循环系统循环利用,从而实现废水的“零排放”处理。该技术的特点在于投资费用较低,但其处理量有限;双流体雾化喷嘴易堵塞;存在烟道腐蚀与积灰风险。

  废水经过雾化喷射装置(一般采用旋转雾化喷嘴)雾化后,利用锅炉热烟气(锅炉脱硝后进空气预热器前的热烟气)作为热源,在喷雾干燥塔或旁路烟道内将废水蒸发,水分以蒸汽形式进入烟气,盐分结晶形成小颗粒进入空气预热器后段随烟气被除尘器去除。该技术的特点为:无烟道腐蚀与积灰风险;旋转雾化喷嘴适应性强;投资费用较高;影响锅炉热效率。旁路烟道蒸发技术已发展为烟道蒸发零排放路径的代表性技术。烟道蒸发产生的固态污染物通过研磨处理后可用作水泥、混凝土组分,还可作为原料代替黏土生产水泥熟料的原料,制造烧结砖、空心砌砖,铺筑道路等。目前烟道蒸发技术在国内电厂工程应用较少,相关研究人员的研究内容主要集中在蒸发过程的模型模拟,包括蒸发固化的速度、程度与烟气流速、喷射方式、液滴切割粒径、温度等影响因素之间的关系。

  当前,在处理火电厂废水工作过程中,运用最多的工艺技术是三联箱工艺,这种工艺技术主要包括“絮凝—沉淀—中和”三个步骤。通过在废水中添加碱性物质及有机硫等絮凝剂,废水中各种悬浮物就能得到很好地控制,此时,沉淀池中会留存大量污泥,待水澄清后,再加入中和物质使水的pH值有所降低,达到中性,但此时水中仍含有大量氯离子,氯离子是不够能直接外排的,必须再通过蒸发结晶程序去除水中氯离子,而污泥也需要经过脱水机进行脱水,脱水液再回流至中和箱继续反应,直至水中各项指标都符合排放标准。三联箱处理技术如图1所示。

  在当前废水处理中,蒸发结晶技术有着相对广泛的应用,该技术能够实现零排放的理想效果。从基本原理看,这种技术是将一定量的废水输送到蒸发器中,通过加热的方式使废水处于沸腾状态,这样废水中的水分子不断蒸发,水蒸气在经过冷凝处理后形成水被重复利用,废水中的各种有毒有害物质就会被截留到剩余的残液中,在废水不断被蒸发的过程中,残液的浓度会不断提升,最终各种有毒有害物质以结晶的方式呈现出来。

  (1)多效蒸发系统。这种系统让能量得到最大限度的利用,尤其是循环使用,一般是把新鲜蒸汽作为首先加热蒸汽,在经过一系列操作处理后,蒸汽实现冷凝,从而得到高质量的淡水,整个系统流程也就完成了。从理论上看,效数和蒸汽实际利用率呈正比例关系。但是在实际操作中,如果效数超过了一定数量,那么蒸发操作将难以开展,这是因为多效蒸发的第一效加热蒸汽温度和冷凝器的操作温度都受到了限制,在特定的环境中,如果效数持续增多,就会对其他内容产生直接影响,最终严重影响蒸发操作的顺利进行。

  (2)MVC系统。从基本原理上看,该系统是借助二次蒸汽的作用,将电能转化为热能,这样二次蒸汽的焓就会显著增加,最终在相关操作后,二次蒸汽既有的热能会被重复利用,减少对外部环境中新鲜蒸汽的实际利用量,依托于蒸发器自身的循环达到蒸发循环的基本目的。经压缩机增压升温后蒸汽,在作为再生热源而循环应用于对处理液的热传递和连续蒸发的同时,本身也得到迅速冷却,并最终成为可回用冷凝水。从当前的技术应用上看,在废水实际处理中,效果最为明显的是蒸发结晶,通过这种方式可以将废水中的各种固体物质分离出去,进而实现零排放的效果。

  该处理工艺的原理是将废水直接排入渣水系统,使其产生化学反应,再经过过滤系统,彻底脱除废水中的杂质。此外,废水中的水可对渣水系统进行补充,达到了节约水资源的目的。这种工艺技术的好处是不需要对水力除灰系统进行改造,也不必增设其他废水处理设备,节省了投资,操作起来也十分方便。如果废水的流量比较小,应用此项工艺技术就可实现废水零排放目标。当前,这种处理方式已被广泛应用于湿法排渣的电厂废水处理中,但需要注意的是,在运用该处理方式时,会对排渣方式有所限制,并不应用于国内所有电厂。如果废水的流量比较大,就不能与渣水系统保持水量平衡,在特定环境下,不得不将废水直接外排。此外,由于废水中含有高浓度的氯离子,使渣水系统管道受到侵蚀,必须要引起重视。

  离子交换处理技术的应用就是将一定量的离子加入废水中,使其与废水中剩余离子相互结合,当水中离子含量出现下降趋势时,废水水质的硬度就会大大降低,实践证明,离子交换处理技术具有很高的可靠性与稳定性,经过离子交换技术处理之后,废水的硬度就会明显下降。从系统建设和运行成本层面而言,离子交换技术的应用主要是通过添加特殊化学药品达到软化水质的目的,这一方法能为废水的进一步处理奠定良好基础。

  在“超低排放”标准(环发[2015]164号文《全面实施燃煤电厂超低排放和节能改造工作方案》)的要求下,越来越多的电厂开始考虑对废水进行深度处理和回用,实现零排放。电厂废水实现零排放技术可行性已无疑问,且具有巨大的经济效益、社会效益以及环境效益。

  [1]刘江,治卿,刘琼.电厂废水回用深度处理技术应用分析[J].内蒙古电力技术,2017(5).

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