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火电厂石灰石一石膏湿法脱硫废水分离处理的分析
时间:2018-07-31 12:13:21

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通过对火电厂石灰石一石膏湿法脱硫废水分离处理技术进行合理选择,可以实现脱硫废水的资源化回收利用。本文首先对脱硫废水工艺及水质特点作出阐述,然后进行试验,利用纳滤膜分离浓缩工艺来分离回收脱硫废水中盐分,对火电厂石灰石一石膏湿法脱硫废水分离处理进行分析,希望可以对业内起到一定参考用。

脱硫废水

在燃煤电厂中,脱硫废水主要是其末端高盐废水,此脱硫废水具有较大的水量、较大的水质波动、较为复杂的成分和较高的含盐量,脱硫废水是电厂废水处理中的重点问题。现阶段,无害化处理、减量化处理与资源化处理是脱硫废水处理过程中的主要单元。

1脱硫废水简介

在脱硫废水减量化与资源回收利用中,多采用热法浓缩技术与正渗透技术来让NaCl浓缩得以实现,热法浓缩技术主要为蒸发结晶,现阶段,此技术已经具有较高成熟度,在电力行业以及多种废水处理领域中均具有较好的应用效果,但此技术需要较高的运行费用投入、投资费用投入;而正渗透技术具有较高的浓缩倍率、较低的能耗,但是在此技术的使用过程中,需要对汲取液分离合成系统进行辅助配套使用,且具有复杂的操作。因此,在本文中主要利用脱硫废水分离浓缩资源化利用技术。

在高参数燃煤电厂中,机组用除盐水、消纳做功后低位蒸汽残热冷却水、湿法石灰石一石膏脱硫系统工艺水为水的主要用户。不同的冷却方式决定了不同的冷却水消耗量。在本文中,主要以具有高产量高盐废水的闭式循环冷却电厂为例进行分析。

在该燃煤电厂中,主要采用石灰石一石膏湿法脱硫技术,在运行过程中,脱硫工艺水主要为浓缩过程。脱硫塔浆液Cl-主要来源为原烟气携带与补水中的溶盐。因为补水、烟气与石灰石均有杂质携带,这会让脱硫废水具有复杂的成分,且具有较大的含量波动。

以一种电厂典型的脱硫废水为例,在阳离子中,主要包脱硫废水

子总和约为546.64mmol. L-1。对其各个项目进行观察,发现此典型脱硫废水具有微浑浊特点,并无气味,其浊度为5.6NTC、总硬脱硫废水

CaCO3吸收SO2,之后生成CaSO4为湿法石灰石一石膏脱硫塔内的主要反应,如果环境为过量Ca2+,SO42-,那么易溶盐将会得到浓缩。在脱硫过程中,其控制指标主要为Cl-浓度,而其他离子浓度山脱硫废水中的Cl-/Na+所决定。现阶段,多利用双碱法来软化处理脱硫产品与脱硫原料,但是对于具有硬度过饱和脱硫废水来说,使用双碱法时具有较高的药耗量,可能会有大量污泥产生。

2火电厂石灰石一石膏湿法脱硫废水分离处理

2.1工艺试验

2.1.1平板纳滤试验

在本文中,分离浓缩主要指的是原水中盐分离,为一价离子、二价离子分离。现阶段,纳滤与均相膜电渗析为可以让二者分离的主要膜处理工艺。考虑到均相膜电渗析试验对于复杂水质废水脱硫具有较高风险,因此,在本文中主要进行平板纳滤试验。

为让脱硫废水处理过程中的药耗、能耗得到有效控制,需要对高盐废水化学能进行充分控制,遵循自扩散纳滤理念,可以对其进行具体试验。主要利用纳滤膜片,将其制作为圆筒容器,在该圆筒容器中,两侧应用分别为除盐水、模拟脱硫废水,在无外力作用下可以对NaCI自山扩散能力进行分析研究。在试脱硫废水

经过试验,在经过17h的静置后,发现在化学能作用条件下,除盐水得到了模拟脱硫废水中的NaCl扩散,同时,在模拟脱硫废水侧具有除盐水的扩散。通过纳滤膜,除盐水大约得到了1300mg/L的Cl-,借助正渗透作用,通过纳滤膜,脱硫废水侧大约有一半除盐水渗透。

在脱硫废水侧,如果对其施加大于脱硫废水与除盐水之间渗透压,那么除盐水无法透过纳滤膜,在工艺水中,只有加速扩散的氯化物。所以,在基本不对盐垢因子离子积进行改变的条件下,脱硫废水中的Cl-浓度会下降,而在对脱硫废水进行处理后,可以在脱硫系统中进行回收利用;因为无致垢因子,转移到除盐水中的Cl-可以帮助其进行无害化减量处理与资源化回收利用。

2.1.2卷式纳滤膜元件试验

利用卷式纳滤膜元件开展试验活动,完成进水、纳滤膜、产水、浓水排放以及浓水循环等步骤,将纳滤膜回收率控制为10% , 20%与30% ,测定纳滤膜的进水、浓水、产水中的Ca2+浓度、Mg2+浓度、Cl-质量浓度、SO42-质量浓度。经过试验测定,发现在纳滤膜回收率不断提升的过程中,浓水Cl-质量浓度也会随之提升,在产水中的Cl-质量浓度为稳定状态,纳滤膜对于Cl-的透过率会随之提升。而对于二价离子Mg2+、Ca2+,SO42-来说,纳滤膜可以起到良好的截留作用,其截留率大于98%。所以,我们可以得知在进行卷式纳滤膜元件试验时,可以有效截留脱硫废水二价离子,通过纳滤膜,一价离子会传递至产水,可以有效分离一价离子与二价离子。

也就是说,对纳滤膜性能进行评价时,MgSO4截留率为重要依据,对于脱硫废水中的MgSO4来说,纳滤膜截留率在98%以上;对于脱硫废水中的Mg2+、Ca2+,SO42-一来说,纳滤膜均能起到良好的截留作用;原水中离子成分决定了浓水、产水中离子浓度比;在试验过程中,对于所利用的脱硫废水来说,纳滤膜可以起到较好的分离浓缩作用。

2.2高盐废水资源化

在此电厂的高盐废水中,脱硫废水Cl-具有较高的质量浓度,控制Cl-质量浓度为15000mg/L,其NaCl质量分数是2.47%,为让资源化处理能耗得到有效节约,需要进一步浓缩对分离浓缩之后的脱硫废水。在当前浓缩技术中,主要包含四种类型,即正渗透、反渗透、均相膜电渗析以及热法,正渗透NaCl质量分数约为20%,反渗透NaCl质量分数约为6%到8%之间,均相膜电渗析NaCl质量分数约为15%到20%,热法会产生近结晶。

资源化工艺路线对于NaCl需要浓缩的质量浓度具有决定作用,现阶段,结晶固体盐是脱硫废水处理项目NaCl主要浓缩目标。对于NaCl溶解度来说,温度并不会对其造成较大影响。在20℃条件下,其NaCl质量分数大约是26.4%。通常情况下,在盐类结晶之前,矿盐企业需要对其浓度进行提升,让结晶能耗得到有效节约。在盐废水处理过程中,结晶环节能耗、浓缩环节能耗均相对较高,需要利用自身经济技术来制定NaCl浓缩技术方案。

我国具有大量井矿盐,同时具有大量进口廉价海盐,因此,对于电c厂高盐废水进行固体盐回收利用具有较小的经济意义。因此转化高盐废水为烧碱、盐酸以及次氯酸钠杀菌剂具有更大的可行性。且这种转化已经得到我国部分电厂的试验验证,此种浓缩技术方案具有较好的经济效益。

3结论

综上所述,针对火电厂石灰石一石膏湿法脱硫废水进行平板纳滤试验、卷式纳滤膜元件试验,可以发现此种纳滤膜分离浓缩技术可以有效分离回收脱硫废水中的盐分,可以让脱硫废水资源化利用目标得以实现,让脱硫系统水平衡目标得以实现。这对于我国火电厂石灰石一石膏湿法脱硫废水的处理具有重要意义。


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