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烟气脱硫废水处理技术前沿研究进展

2018-12-28 17:39:24 来源:网络
2.3生化法

经混凝沉淀处理后的溢流水进入生化反应器,微生物的代谢和分解等作用可去除废水中部分有机物,而且微生物可吸附络合重金属,从而减少排放废水中的重金属含量。张华峰采用SBR反应器处理火电厂脱硫废水,其工艺流程如图1所示。

2.4蒸发浓缩法

脱硫废水利用电厂余热蒸发浓缩,蒸汽冷凝回用,浓缩液的结晶产品包装外运。蒸发出的水蒸气通过除雾器与热交换管进行热交换冷凝,每级所得的蒸汽凝结水被收集,最终实现固液分离。国内外也有多家电厂应用此法。

2.5人工湿地法

人工湿地法是利用湿地中土壤、人工介质、植物、微生物的物理、化学和生物三重协同作用,如重力沉降、过滤、植物吸收、微生物降解、化学沉淀、氧化还原和微生物分解等实现废水净化。

2.6零价铁法

近年来,零价铁法在去除地表水中重金属方面取得成功,Huang等人采用该法处理脱硫废水。零价铁法处理系统由四个反应器组成,铁粉作为还原剂加入R1、R2和R3反应器,NaOH被加入曝气池。具体工艺流程如图2所示。

2.7流化床法

流化床法是丹麦学者Krüger发明的一种脱硫废水处理方法,并在丹麦AvedΦre电厂中试取得较好效果。脱硫废水进入流化床后,向流化床加入二价锰、亚铁离子和氧化剂(如高锰酸钾、双氧水),进行充分混合反应,上清液进入循环池后排放。

2.8电驱动膜法

电驱动膜法[6]处理烟气脱硫废水是近年新兴的一种方法,重点在于对烟气脱硫废水处理后进行资源再利用,该技术在日本、沙特、新加坡都有实际应用案例。该方法中的阴/阳离子膜均为选择透过性膜,在膜制作过程中添加了一种全氟化碳聚合物,即使不清洗也可连续使用2~3年,减少了酸碱或食盐的再生清洗。可与循环泥渣VF澄清池联用。

3脱硫废水处理技术的效益分析

3.1混凝-沉淀法

该方法目前在国内应用最为广泛,适用于处理对出水水质标准要求不高的废水。康勇采用“一步法”工艺和新型药剂处理火电厂烟气脱硫废水,通过优化参数,Cu2+、Zn2+、F-的去除率分别为83.10%、80.19%、68.88%。出水水质满足《火电厂石灰石-石膏湿法脱硫废水水质控制指标》(DL/T997—2006)标准要求,但处理后废水中含盐量仍较高,其中Cl-的含量可达2%~4%。

然而,该方法处理系统占地面积大、基建费用高,处理过程中需添加药剂。尽管有些药剂处理效果好,但费用也不低,导致整体运行费用较高。随着《水污染防治行动计划》的颁布,国家开始加大对脱硫废水的处理力度,混凝-沉淀法的应用将会受到限制。

3.2化学-微滤膜法

周卫青等人研究了化学沉淀-微滤法处理湿法烟气脱硫废水的效果。在pH值5.2、温度60℃条件下,Zn2+、Cd2+、Hg2+、Cu2+、Pb2+的去除率分别为80.08%、70.43%、98.05%、92.08%、76.06%。该方法对脱硫废水中的每一种重金属都能很好地去除,效果优于化学法,出水浊度值大部分维持在0.1NTU以下,出水水质很好。

该方法设备简单,基建费用相对较低。但随着系统的运行,污泥浓度会随之增大,从而导致膜污染,必须进行膜清洗和定期排泥。通常价格便宜的膜使用寿命较短,更换频率高,费用增加。

3.3生化法

张华峰选择SBR反应器对北京某电厂脱硫废水微量重金属进行动态研究,在pH值为6~7、温度为20℃的条件下,Cd2+、Cr3+、Hg2+、Pb2+、Zn2+的去除率分别为73.75%、65.71%、80.00%、89.27%、63.40%。

结果表明,生化法处理脱硫废水对水中重金属并未具有非常理想的去除效果。虽然运行费用较低,但该方法管道设备多,基建费用高,管理检修费用高。

3.4蒸发浓缩法

蒸发浓缩法可以将脱硫废水中的TDS从40000~50000mg/L浓缩至350000~600000mg/L,获得结晶盐。废水处理后的污泥不仅可用于制砖,还可以进行结晶盐提纯,且满足二级工业盐标准,真正实现了废水与结晶盐资源化综合利用。

但该方法需单独建立一套废水蒸发系统,若按照2×600MW机组计算,脱硫废水处理量为25m3/h,该方法的工程总投资在5500万~6000万元,相对较高。而采用四效强制循环蒸发器综合费用约为180元/m3,含药耗、能耗、设备折旧与人工费用等。

3.5人工湿地法

冯亚南等人模拟人工湿地,选用美人蕉、香蒲、水葫芦三种植物处理脱硫废水,污水配比执行《生活污水排放标准》(GB18918—2002)一级标准,发现美人蕉的去除率较稳定。人工湿地的植物组成很重要,在实际应用中可有效降低金属、总氮、总磷以及总悬浮颗粒物浓度。

人工湿地修建时间长,基建费用高,系统运行维护费用低,但是运行的前提是必须在低氯情况下。所以脱硫废水需要预处理后才能进入人工湿地,增加了运行费用。