一體化處理技術在燃煤電廠脫硫廢水零排放預處理中的應用研究前言

眾所周知，燃煤電廠是用水的大戶，它的耗水量約占工業用水的20%，在我國仍以火力發電為主的電力構造中，特殊是北方缺煤、少水的地區，缺水將會成為制約電力進展的首要問題，與此同時，我國的燃煤電廠與國外尤其是美、歐、日等西方興旺國家電廠先進的用水量相比，其用水量、排水量大的問題仍比擬嚴峻，用水水平與國外先進水平比有著較大的差距，客觀上也說明我國燃煤電廠的節水潛力巨大。燃煤電廠廢水零排放是電廠用水的最高水平，所謂零排放是指不向外界排放對環境有任何不良影響的水，進入電廠的水除了以蒸汽的形式蒸發到大氣中外，其余的都處理后綜合回用，零排放使電廠從外部獵取的新奇水量最少，這樣可以緩解水資源日益短缺的問題，同時沒有廢水的外排可以避開廢水污染環境，提高四周的環境質量。

通常燃煤電廠鍋爐煙氣采納石灰石—石膏濕法脫硫，為防止脫硫過程中漿液內可溶解的氯離子和細小的灰塵顆粒濃度富集過高，需要從系統中排放肯定量的脫硫廢水，以維持脫硫裝置中物料的平衡。脫硫廢水含有的雜質主要為固體懸浮物、過飽和亞硫酸鹽、硫酸鹽、氯化物以及重金屬，其中許多物質為國家環保標準中要求嚴格掌握的第一類污染物，這些元素在爐膛內高溫條件下進展一系列的化學反響，生成了多種不同的化合物。一局部化合物隨爐渣排出爐膛，另外一局部隨煙氣進入脫硫裝置汲取塔，溶解于汲取漿液中，并且在汲取漿液循環系統中不斷濃縮，最終脫硫廢水中的雜質含量很高。所以，脫硫廢水必需經過處理才能進展綜合回用，實現脫硫廢水的零排放。從可持續進展的觀點看，隨著水資源日益的匱乏，環保要求的逐步嚴格，脫硫廢水的零排放是電廠用水進展的一種趨勢。并且具有較好的社會、環境效益和經濟效益。

1脫硫廢水零排放現有主要技術過程與運行狀況簡述

脫硫廢水零排放現有主要技術過程是首先采納三聯箱工藝技術進展預處理，主要作用是去除懸浮物、重金屬及局部COD、氟化物、硫化物并調整pH等，然后進展濃縮除鹽(主要是去除氯化物)形成高含鹽濃水與低鹽分的淡水，淡水直接回用，高含鹽濃水最終進展蒸發，鹽份析出成固態鹽渣，鹽渣成為固廢或加工成工業鹽使用。蒸發出來的水蒸汽經冷凝成液態水之后直接回用，到達脫硫廢水零排放的目標。脫硫廢水因其高懸浮物、高鹽分、含有多種重金屬及COD、氟化物、硫化物超標等，絕大局部污染物成份需在預處理階段去除，為后續的濃縮除鹽打下良好的根底，因此預處理過程是整個脫硫廢水零排放處理過程的重要組成局部。其運行穩定狀況、處理效果的好壞直接關系到后續除鹽工藝的穩定運行，是整個零排放處理技術過程能否實現的前提與根底。當前很長一段時間以來，困擾三聯箱工藝預處理過程的主要因素是藥劑參加種類多(約5種以上)、且參加量要求相對精確，對工藝掌握要求高，系統耐負荷沖擊性較差，形成的固廢多、極易造成三聯箱系統消失堵塞故障、導致運行與出水水質不穩定等諸多問題，制約了脫硫廢水零排放處理工藝技術的進展。

2已有的討論成果及根底條件

針對脫硫廢水零排放三聯箱預處理工藝技術存在的一些問題，當大局部工程技術人員集中留意力解決三聯箱預處理系統工程技術問題而束手無策時，某公司研發應用團隊從水處理材料的角度來討論與分析問題，集中精力研發了DBS新型高分子材料處理脫硫廢水，并取得了樂觀進展。結合DBS新型高分子處理材料配套研發了DM一體化脫硫廢水處理系統設備，整合成DBS/DM一體化系統處理技術，并在小試、中試勝利的根底上，逐步在燃煤電廠脫硫廢水零排放預處理領域綻開工業化應用，并取得階段性成果。

2.1DBS新型高分子材料簡介

DBS新型高分子材料是特地針對包括脫硫廢水在內的污水專用處理材料，呈固體粉末狀，難溶于水，比重比水大。內含有螯合基團，對重金屬有較強吸附與螯合效果。DBS對水中微細懸浮物有很好混凝、絮凝效果，形成的絮凝物(礬花)顆粒大，易沉降，在水中固液分別效果好。本身無毒，對水體無二次污染等。其主要特點是在不需要調整pH的狀況下就可快速去除懸浮物、重金屬及局部COD、氟化物、硫化物等污染物，出水外觀無色、清亮透亮。由于構成了較穩定的螯合與絮凝反響體系，對脫硫廢水進水流量、水質一般性的正常波動，均能夠維持穩定運行，耐負荷沖擊性能較好。形成的污泥松散性好且有肯定的自潤滑性能，因此不會消失系統堵塞的故障。由于DBS新型高分子材料是一種高效復合型水處理藥劑，具有多功能性的特點，大為簡化了加藥系統，簡化了預處理系統的工藝過程與操作步驟，為預處理系統的穩定運行制造了良好的前提條件。

2.2DM一體化處理系統簡介

DM一體化處理系統是結合DBS新型高分子處理材料特地針對包括脫硫廢水在內的污水處理研發的專用系統設備。其主要特點首先是自帶自動加藥系統，不需額外配備與投資建立藥劑配制與貯存系統。其次是功能全，集進水緩沖區，螯合、混凝、絮凝等物化反響與攪拌區，1～4級重力沉降(固液分別)區，出水緩沖區等污水處理過程與功能于一體，采納進口耐腐蝕潛水式攪拌器，高性能多層防腐涂層，高度集成的專用脫硫廢水處理成套系統設備。因DBS水處理藥劑材料實際使用過程中，投加量少，物化反響速度快，沉降速度快，固液分別效果好的特點，在處理脫硫廢水力量10～15m3/h時，設備形狀設計與制造的尺寸大為縮小，主體局部設備長寬高為3.95m×2.00m×2.30m，全容積15m3。運輸便利，安裝簡潔，甚至不需建立特地的混凝土根底，可整體移動等優點，對現場安裝條件要求極低，尤其解決了局部燃煤電廠現場設備布置已非常緊湊、場地緊急有限、設備難以布置的現實問題。

3DBS/DM一體化脫硫廢水預處理技術原理與工藝過程

3.1預處理技術原理

在DM一體化處理系統中，脫硫廢水在潛水攪拌機的攪拌作用下，與投藥箱出來的高分子DBS復合處理劑在反響區勻稱混合，所含的螯合重金屬基團快速與水中含有的重金屬離子進展高效配位與螯合，形成穩定的重金屬絡合物。DBS的關鍵特性之一就是對各類重金屬的高效選擇吸附性;關鍵特性之二就是其本身在處理前后均難溶解于水中，始終以固體懸浮物的形式存在于廢水中，利于后續的沉淀分別;與此同時，由于DBS亦是一種極性高分子，參加水中后可破壞廢水中的電平衡，促使廢水中極微細的懸浮固體相互分散，形成較大固體顆粒，且由于水的浸潤與極性作用，DBS高分子鏈會延長綻開，并具有肯定的極性，具有獨特的捕獲、吸附廢水中細小懸浮顆粒的特性，且其本身難溶于水，且比重比水大，捕獲吸附了細小顆粒的DBS形成了類似網狀的構造，進一步捕獲與吸附其他微小懸浮顆粒，形成良性循環，直至顆粒越長越大，將廢水中含有的細小懸浮物顆粒一并捕獲吸附形成比重較大易于沉降的固體大顆粒絮凝體(礬花)，在沉降區中快速沉降下來，表達出優良的固液分別效果。高效去除廢水中的懸浮物、重金屬、及局部COD與氟化物等，為后續的濃縮除鹽工藝過程制造良好的水質條件。

3.2工藝過程簡述

將收集箱內脫硫廢水用泵引入DM一體化處理系統進水緩沖區，經進一步均質與調速后，溢流進入反響區，在反響區中攪拌作用下，與投藥箱自動投加進來的DBS粉狀藥劑材料勻稱混合，在一、二級反響區中完成pH值調整、重金屬吸附螯合、混凝與絮凝等物化反響，反響過程完畢后泥水混合物自動溢流進入1～4級沉降區，完成泥水分別(即固液分別)過程，清水自流入出水緩沖區，并進展檢測分析，然后自流入清水箱(池)，清水可送往濃縮除鹽工藝進展除鹽處理。DM一體化處理系統中沉降分別出來的污泥定期間歇自動排往污泥池，經污泥泵送往脫水機脫水后泥餅單獨處理，濾液水進入脫硫廢水收集箱重新參加處理過程。

主體工藝過程流程方框圖如下列圖所示：

4工業化應用狀況

4.1在湖南某發電公司的工業化應用狀況

2022年7月，在湖南某發電公司新建一套DBS/DM一體化脫硫廢水處理系統，處理力量10～15m3/h。新配制一根進水管道，直接將脫硫廢水引入DM一體化處理系統，新型高分子DBS水處理藥劑預先參加DM一體化系統自帶的加藥箱貯存，利用變頻電機掌握加藥閥的旋轉快慢，實現掌握加藥速度與加藥量。在DM一體化系統反響區中將DBS藥劑與脫硫廢水勻稱混合，完成pH略微調整、螯合脫除重金屬、絮凝懸浮物、去除局部COD、硫化物、氟化物的過程，出水溢流進入清水緩沖箱，并對pH、濁度、重金屬及其他污染物成份定期抽樣檢測，其進出口水質狀況如下表1所示。然后清水通過泵送往后續的濃縮除鹽系統，進展零排放處理。DM一體化系統分別出來的污泥定期間歇自動排往污泥收集池，通過泵送往壓濾機脫水后，泥餅單獨進展無害化處置。

表1：

從表1數據可以看出，進水水質存在不同程度波動的狀況下，仍能夠維持出水水質在一個合格的指標范圍內，系統運行穩定性相對較好。

以下是對單個指標不同時間段的檢測分析數據，詳細狀況如下：

(1)進水前后pH變化狀況曲線圖如圖1所示。

圖1：

備注：系列1——表示進水pH值變化曲線;

系列2——表示對應的出水pH值變化曲線;

依據圖1數據說明，通過調整藥劑的使用量，可將出水pH值調整至7.0左右。

(2)進水前后懸浮物變化狀況曲線圖如圖2所示。

圖2：

備注：橫坐標：取樣次數，從坐標：SS含量(單位：mg/l)。

系列1——表示進水懸浮物SS變化曲線;

系列2——表示對應的出水懸浮物SS變化曲線;

依據圖2數據說明，進水懸浮物平均含量在3800～31800mg/L范圍，經處理后出水懸浮物含量≤19.38mg/L，遠低于DL/T997-2006標準中規定的要求范圍。

(3)進水前后總汞變化狀況曲線圖如圖3所示。

圖3：

備注：系列1——表示進水總汞含量變化曲線;

系列2——表示對應的出水總汞含量變化曲線;

依據圖3數據說明，進水、出水的總汞含量均較低，低于DL/T997-2006標準中規定的要求范圍。雖然未完全表達出原料藥劑材料可以高效去除重金屬的優勢，但出水中總汞含量仍有下降趨勢。

(4)進水前后總鋅變化狀況曲線圖如圖4所示。

備注：系列1——表示進水總鋅含量變化曲線;

系列2——表示對應的出水總鋅含量變化曲線;

依據圖4數據說明，進水、出水的總鋅含量均較低，低于DL/T997-2006標準中規定的要求范圍。雖然未完全表達出原料藥劑材料可以高效去除重金屬的優勢，但出水中總鋅含量仍有下降趨勢。

其他種類重金屬在進出水中的含量下降趨勢狀況與上述狀況類似，在此不再贅述。

(5)進水前后COD變化狀況曲線圖如圖5所示。

圖5：

備注：系列1——表示進水COD含量變化曲線;

系列2——表示對應的出水COD含量變化曲線;

依據圖5檢測數據說明，進水COD含量在超過150mg/L且低于200mg/L狀況下，通過處理過程后出水COD含量可降至50mg/L以下，遠低于DL/T997-2006標準中規定的要求范圍。

實際上，在進水COD含量在200mg/L～500mg/L狀況下，通過處理過程后出水COD含量可降至50～100mg/L以下，否則需另設置特地的去除COD的裝置或方式方法。

其他指標在進出水中的含量下降趨勢狀況與上述狀況類似，在此不再贅述。

總的狀況來看，經DBS/DM一體化技術預處理的脫硫廢水，可滿意后續相關濃縮除鹽系統技術的進水要求，最終實現零排放的目標。

4.2在陜西某發電公司的工業化應用狀況

2022年3月，在陜西某發電公司新建一套DBS/DM一體化脫硫廢水處理系統，處理力量10～15m3/h。該公司原來建立有三聯箱脫硫廢水處理系統，因石灰乳投加系統、三聯箱處理系統易消失堵塞狀況導致三聯箱無法長周期穩定運行，導致脫硫廢水處理后出水水質不穩定，且當原水水量、水質(主要是懸浮物)變化幅度大時，出水水質直接惡化。故障頻繁，為現場生產治理與實際操作增加了很大難度，而DBS/DM一體化處理系統抗負荷沖擊力強，不堵塞設備與治理，運行連續穩定。其進出口水質狀況如下表2所示。

表2：

總的狀況來看，經DBS/DM一體化技術預處理的脫硫廢水，可滿意后續相關濃縮除鹽系統技術的進水要求，最終實現零排放的目標。

5結語

依據脫硫廢水高