A. 脱硫废水中有机污染物的处理
火电厂脱硫废水来源于湿法脱硫(FGD)工艺产生的废水,脱硫废水污染严重,排水温度在40℃~50℃之间,悬浮物、含盐量、重金属等杂质的含量极高。现有国内电厂脱硫废水的处理基本采用加药处理的物化方法,主要是针对其中的悬浮物以及重金属离子予以去除,处理出水执行标准有《污水综合排放标准》(GB 18466-2005)、《火电厂水质石灰石-石膏湿法脱硫废水水质控制指标》(DL/T 997-2006)。
在实际的运行过程中,因脱硫废水水质成分主要为第一类污染物和第二类污染物,在药剂的物化反应下,脱硫废水中的重金属离子和悬浮物、pH值等指标能达到排放要求,但废水中的有机污染物(COD等)指标因工艺流程未对其进行专门的处理设计,只是在药剂反应过程中随其他污染物排除一部分,其出水参数很不稳定,多数情况下无法达到排放标准,有机污染物难于去除,已成为众多电厂脱硫废水处理排放的一大难题,困扰了很多电厂。
目前,国内环保形势严峻,在节水和节能环保的大形势下,很多电厂顺应国家环保形势对脱硫废水处理提出了零排放处理回用的要求,因此,脱硫废水中的有机污染物COD指标的去除成为了脱硫废水处理必须克服的难题。本论文主要针对脱硫废水中有机污染物的去除进行分析,研究一种应用于脱硫废水有机污染物去除的处理
工艺。
2 脱硫废水的特性
电厂脱硫工艺产生的脱硫废水主要特征是呈现弱酸性,pH值5~6;主要特点是高悬浮物、高浊度、高黏度、高含盐量以及难降解有机物,并含有Hg、Pb、Ni、Hs、As、Cd、Cr等重金属离子和氟化物,有机污染物COD的含量一般为150~400mg/L,其中有机污染物来源于燃煤过程及脱硫过程脱硫剂的一些产物,具有难于降解、处理难度高的特点。基于脱硫废水的高含盐、有机物难降解等特性,并考虑处理过程中系统运行的稳定性,主要考虑采用最利于有机污染物处理的生物处理方法去除脱硫废水中的该指标。
3 生物处理方法
综合分析现有的生物处理方法,适用于脱硫废水特性的生物处理工艺主要有以下五种:
3.1 传统活性污泥法
活性污泥法是以活性污泥为主体的污水处理技术,它采用人工曝气的手段使活性污泥均匀分散并悬浮于反应器中,与废水充分接触,并在有溶解氧的条件下对废水中所含的有机物进行微生物的合成和分解等代谢活动。而脱硫废水盐度对活性污泥法的影响较大,因此,对活性污泥进行驯化培养出具有良好有机物降解性能的耐盐微生物是处理高盐废水的重要前提。
3.2 厌氧处理系统
近几十年来,由于厌氧生物技术发展迅速,出现了一大批高效厌氧反应器,这些反应器中生物固体浓度很高、泥龄很长,处理能力大大的提高,在高浓度的废水中得以大量应用。高浓度的Na+或CL-会对厌氧生物产生抑制作用,但是厌氧或兼氧微生物对盐的适应性和其他离子产生的拮抗作用会减轻盐对微生物的毒害作用,因此厌氧法可应用于高含盐废水处理系统。
3.3 好氧颗粒污泥
好氧颗粒污泥技术是将生物自絮凝原理应用于好氧反应器,使好氧絮状污泥在一定工艺条件下实现好氧颗粒化。好氧颗粒污泥具有沉降性好、抗负荷冲击能力强、持留生物量高以及脱氮除磷效果好等优点,而且它还能集好氧、厌氧和兼氧微生物于一体,因此好氧颗粒污泥能够有效处理各种难降解的废水。
3.4 嗜盐菌
嗜盐菌作为一类新型的、极具应用前景的微生物资源,近年来受到人们的广泛关注,它们具有极为特殊的生理结构和代谢机制,同时还产生了许多具有特殊性质的生物活性物质,因此被广泛地应用于含盐量高的废水处理。
3.5 好氧-厌氧组合工艺
由于单独的好氧和厌氧工艺在处理废水时受到许多限制,单一的系统往往不能将有机污染物彻底去除,尤其是难降解的废水系统,因此为了更好地处理高盐脱硫废水,往往结合好氧以及厌氧的组合工艺,以达到更好的效果。
本文脱硫废水生物处理工艺将采用好氧-厌氧的组合工艺进行处理,针对废水中的悬浮物、重金属指标的处理不做论述,生物处理所处理的脱硫废水是经预处理系统去除此类指标后的废水。
4 好氧-厌氧的组合工艺处理技术
脱硫废水中的COD等有机污染物主要来自煤(主要成分为有机质)、石灰石以及脱硫反应生成物中的亚硝酸盐、亚硫酸盐等还原性物质,而BOD则主要是污水中的氮氧化物。经过预处理处理后,废水的pH值、悬浮物、重金属离子、氟化物等污染指标被去除,但废水中的COD、硫酸根等指标还未得到去除,需采用生物处理方法进一步处理。而硫酸根、氯根等盐的高含量对废水生化存在一定的抑制作用,使脱硫废水难于生化,因此为提高其可生化性,在生化处理过程,需投加成分均衡的营养物质保证生化处理微生物所需的各类营养指标,而在电厂,基本都有生活污水处理系统,其水量不大,多在5~15t/h之间,这股水进入脱硫废水系统可以很好地解决营养平衡问题,且可以提高水的回收量,将电厂生活区的生活污水引入脱硫废水系统进行综合处理,将同时实现两股水的节水目标,并保证了脱硫废水生物处理的基本营养条件。 脱硫废水生物处理系统采用厌氧+好氧的组合处理工艺,厌氧采用EGSB厌氧系统,而好氧则采用BAF曝气生物滤池好氧系统。EGSB厌氧系统通过培养SRB厌氧细菌病通过其代谢作用去除废水中的SO42-、残余重金属离子及部分COD等,而通过BAF曝气生物滤池的生化作用将COD、氮等进行硝化处理,达到处理要求,经该系统处理后,废水可进入后续除盐或其他指标处理系统,进一步处理而获得高品质回用水,脱硫废水生物处理流程图如图1所示:
EGSB厌氧系统适用于低浓度有机污染物处理系统,运行过程培养适于脱硫废水环境的SRB厌氧细菌来处理污染物,SRB厌氧细菌是一类能通过异化作用进行硫酸盐还原的一类细菌,这种厌氧细菌虽然生长缓慢,但具有极强的生存能力且分布很广泛,SRB厌氧细菌已经成功地应用在了与脱硫废水极类似的多种水处理系统中,它的代谢利用硫酸根作为最终的电子受体,将有机污染物作为细胞合成的碳源和电子供体,同时将硫酸根还原为硫化物,使废水中的硫酸盐得以去除。而产生的溶解态的S2-则与废水中残余的重金属离子反应形成金属硫化物沉淀,可进一步去除重金属离子,此外SRB厌氧细菌在代谢过程中分解有机硫以二氧化碳气体的形式
排出。
经过厌氧反应后,废水中的一些重大生化抑制指标得以去除,废水的可生化性提高,因此,废水进入好氧生物系统进行进一步处理,好氧生物反应系统采用BAF曝气生物滤池处理系统,并接种引入主体处理微生物:嗜盐菌,适应脱硫废水的高含盐环境,曝气生物滤池是固定化生物反应器的一种,近年来被广泛应用于各类高含盐废水的处理。曝气生物滤池能够通过固定化保护微生物,降低其在极端环境中所受的伤害,提高系统对有毒有害物质及环境冲击负荷的耐受力,使系统保持较高的稳定性。研究表明,曝气生物滤池在高含盐环境中能保持较高的有机物去除率。
因脱硫废水中的盐分含量过高,会对微生物的活动带来一定的难度,而曝气生物滤池接种培养的核心处理载体,嗜盐菌是专门在高盐环境下生长的细菌,由于嗜盐菌在高盐环境下能够在细胞内聚集钾离子和小分子极性物质,调节细胞渗透压,维持细胞内外渗透压的平衡,帮助从高盐环境获取微生物活动所需的水,并且这些极性分子可以迅速合成和失去,快速适应外界的环境变化。嗜盐菌的蛋白质中含有过量的酸性氨基酸和非极性的残余物,过量的酸性物质需要阳离子平衡附近的负电荷,所以嗜盐酶只有在高盐环境下才能保持活性。基于嗜盐菌的反应机理,废水中的有机污染物得以去除。
经试验研究,在模拟脱硫废水水质情况下,通过盐度的不断提高和变化,曝气生物滤池的有机污染物去除率绘制成曲线,盐度和COD的去除效果关系如图2所示:
从图2中可看出,在脱硫废水含盐所属的10000~24000mg/L的范围内,COD的去除率可稳定维持在94%~96%之间,在这个脱硫废水的盐度范围内,嗜盐菌能维持其生理代谢的良好活性,对废水中的有机污染物有较强的降解能力。
经曝气生物滤池处理后,废水中的有机污染物等指标得以去除,脱硫废水可进入下一阶段处理流程。
5 结语
脱硫废水中有机污染物的处理是国内外各大火力发电厂普遍面临的难题,要实现脱硫废水系统节水回用,必须对脱硫废水中的有机污染物进行处理,才能进行后续的膜处理或离子交换系统的除盐处理,脱硫废水中有机污染物处理技术的研究成功将成为克服脱硫废水节水回用难点的一个突破,也将成为脱硫废水实现零排放生物指标处理工艺的一种可靠选择。
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B. 电厂烟气脱硫为什么会起泡,该怎么解决
杂质混入浆液,设备运行产生的泡沫,石灰石与硫化物产生的泡沫,脱硫废水未及时处理产生泡沫。脱硫过程中泡沫问题是十分常见的,但是影响却并不小,泡沫会直接影响烟气脱硫的效率,还会带来多种负面影响。建议使用电厂脱硫消泡剂来处理脱硫起泡的问题
C. 电厂脱硫废水加碱后变红色是什么问题(脱硫
脱硫废水中的杂质主要来源于烟气和石灰石。煤中的多种元素,如F、C1、Cd等,在燃烧过程中产生多种化合物,随烟气进入脱硫装置吸收塔,溶解于吸收浆液中。脱硫废水一般呈弱酸性,pH为4~6,悬浮物含量高(脱硫废水中的悬浮物主要是石膏颗粒、二氧化硅,以及铁、铝的氢氧化物),阳离子为钙、镁等离子,含量极高,铁、铝含量较高,其它重金属离子含量不高,阴离子主要有CI一、S042一、SO]-.F‘等,化学耗氧量与通常的废水不同,在脱硫废水中,形成化学耗氧量的主要因素不是有机物,而是还原态的无机物连二硫酸盐l3]。虽然脱硫废水量一般不大,但由于水质特殊,不能排入火电厂工业废水处理系统处理,需要设置单独处理系统。脱硫废水的处理方法有:水与经浓缩脱水的石膏混合后排至干灰场,废水中的重金属及酸性物质与飞灰中CaO结合固化石膏;利用电除尘器与空气加热器之间的烟道问隙,加热蒸发脱硫废水;专用脱硫废水化学中和处理;用于水力冲灰。脱硫废水处理工艺采用物化法。针对脱硫废水中主要污染物重金属和悬浮物通过添加化学药剂使其沉淀,再通过澄清器将沉淀物分离,出水排放,沉淀污泥通过板框机脱水后外运处理,从而达到去除废水中污染物的目的。废水通过管路流入中和箱,同时按比例加入制备合格的石灰浆液,将中和箱pH调整到9.2+0.3,此pH范围适合大多数重金属离子的沉淀。并非所有重金属可通过与石灰浆作用形成很好的沉淀,其中主要是镉和汞。因此,需要在沉降箱中按比例加入重金属沉淀剂有机硫化物(TMTl5)。为了提高沉降效果,需向絮凝箱中按比例加入絮凝剂硫酸氯化铁(FeC1SO),使氢氧化物、化合物及其它固形物从废水中沉淀出来。为了让絮凝后的废水中产生的细小矾花积聚成大颗粒,以便于废水进入澄清池后更快的沉降,在絮凝箱出口管路上添加助凝剂聚丙烯酰胺(PAM)。加药混合反应后的废水在重力作用下流入澄清池,进行固液分离。澄清池出水在出水箱中通过添加HC1将pH调整为标准要求的范围(6~9)内排放。电厂脱硫废水处理药品是化学品,直接接触对人体有伤害,但穿戴劳保用品合理使用,没有影响。
D. 电厂脱硫废水污泥应当怎么处理
脱硫废水中主要抄污染物重金属和悬浮物通过添加化学药剂使其沉淀,再通过澄清器将沉淀物分离,出水排放,沉淀污泥通过卧螺离心机脱水后外运处理,从而达到去除废水中悬浮物的目的。为了促进反应和后续反应箱中絮凝粒子的形成,在中和箱中加入澄清池中回流的少量恒定量的接触泥浆。加药混合反应后的废水在重力作用下流入澄清池,进行固液分离。澄清池出水在出水箱中通过添加HC1。
E. 电厂脱硫废水特点有哪些
1、电厂脱硫废水含有大量的硫酸根离子和硫化物,其pH值多低于4,且有明显的腐蚀性。
2、电厂脱硫废水中含有大量的重金属离子,其中以铬最为严重,有时含量高达数千毫克/升。
3、电厂脱硫废水中含有大量的有机物,其中以挥发性有机物最多,如烃类物质,有害有机物含量也很高。
4、电厂脱硫废水中含有大量的硫化氢气体,硫化氢浓度可以达到几千毫克/升以上。
5、电厂脱硫废水中含有大量的氨氮,有时含量可达到几百毫克/升。
F. 脱硫废水深度处理有几个阶段
火电厂脱硫废水的杂质来自烟气和脱硫用的石灰石,主要包括悬浮物、过饱和的亚硫酸盐、硫酸盐以及重金属:其中很多是国家环保标准中要求控制的第一类污染物由于水质的特殊性,脱硫废水处理难度较大,同时,由于各种重金属离子对环境有很强的污染性,因此,必须进行脱硫废水处理。脱硫废水与经过浓缩的副产品石膏混合后排放到电厂干灰场堆放。
脱硫废水深度处理阶段:
(1)中和
中和处理的主要作用包括两个方面:发生酸碱中和反应,调整PH在6—9范围。沉淀部分重金属,使锌、铜、镍等重金属盐生成氢氧化物沉淀。常用的碱性中和药剂有石灰、石灰石、苛性钠、碳酸钙等。废水处理的第一道工序就是中和。
(2)化学沉淀
废水中的重金属离子、碱土金属常用氢氧化物和硫化物沉淀法去除,常用的药剂分别为石灰和硫化钠。脱硫废水中加入石灰乳后,当pH为9.0—9.5时,大多数重金属离子均形成了难溶的氢氧化物。
(3)混凝澄清处理
脱硫废水中的悬浮物含量较大,经化学沉淀处理后的废水中,含有许多微小的悬浮物和胶体物质,须加入混凝剂使之凝聚成大颗粒而沉降下来。常用的混凝剂有硫酸铝、聚合氯化铝、三氯化铁、硫酸亚铁等;常用的助凝剂有石灰、高分子絮凝剂等。采用絮凝方法使胶体颗粒和悬浮物颗粒发生凝聚和聚集,从液相中分离出来,是种降低悬浮物的有效方法。
G. 火电厂脱硫废水不外排还需要自行监测吗
脱硫废水不外排时,因其含总砷、总铅、总汞、总镉等重金属,属《污水综合排放回标准》(GB8978-1996)中规定的有答毒污染物(也称第一类污染物),不分行业和污水排放方式,一律在车间或车间处理设施废水排放口采样监测,监测频次为每季度监测一次(注:外排时按每月监测一次执行),并执行统一的浓度限值《火电厂石灰石-石膏湿法脱硫废水水质控制指标》。
脱硫废水进入脱硫废水处理装置,通过中和、除重金属、絮凝、沉淀等反应处理到水质满足DL/T 997-2006。脱硫废水处理系统的沉降箱 pH 值、出水箱
pH 值、浊度、COD 控制范围等应当符合操作规范,pH 计、浊度仪要定期校验和比对,并保存手工监测比对记录。
H. 火电厂脱硫废水如何处理
脱硫废水先经预处理系统进行絮凝、沉降及中和,减少废水中的悬浮物,提高废水PIt值,为深度处理做准备。从脱硫工艺楼来的废水进入脱硫废水前池仔,通过输送泵将脱硫废水输送至脱硫废水预处理区域的脱硫废水缓冲池。通过池内一级废水输送泵送至一级反应器。脱硫废水缓冲池设曝气搅拌装置,防止悬浮物沉降。通过曝气装置还可以进一步降低废水的c0D。一级反应器分为中和箱和絮凝箱两个部分。在中和箱内,通过添加Ca(OH),将废水pI{调整到10~l1进行搅拌反应生成caC0沉淀和Mg(OH)沉淀,在后级澄清器中沉淀分离。同时,在此pH值下,多种重金属离子均生成氢氧化物沉淀从废水中分离。中和箱出水自流进入絮凝箱,絮凝箱投加凝聚剂FeC1以及助凝剂PAM以使得絮凝物变得更大更容易沉淀,以便F一步能在澄清器中分离出束。同时一级反应器也预留有机硫加药界面。
废水从一级反应器自流进入一级澄清器,废水中的絮凝物通过重力作用沉积在澄清器底部,浓缩成泥渣,由刮泥装置清除,并通过一级污泥输送泵送至污泥缓冲罐。清水则上升至澄清器顶部通过环形三角溢流堰自流至中间水池贮存。二级反应器分为沉淀箱和絮凝箱两个部分。在沉淀箱内投加Na2C0,进行搅拌反应。在絮凝箱中投加有机硫进一步降低废水中的重金属离子浓度,使出水重金属浓度完全满足排放标准。同时投加凝聚剂FeC13使生成较大矾花从废水中除去。絮凝箱出水投加助凝剂PAM,使矾花进一步长大,以利于沉淀分离。级反应器出水自流进入二级澄清器。废水中的絮凝物通过重力作用沉积在澄清器底部,浓缩成泥渣。浓缩污泥由刮泥装置清除,并通过一级污泥输送泵送至污泥缓冲罐准备压滤。二级澄清器出水也可直接自流至清水箱。清水箱出水设有干灰加湿泵以及自用水泵。
I. 电厂脱硫废水处理如何去除COD
在火力发电厂工作中,使用石灰石膏法脱硫导致废水中COD含量高达2600多,废水专中的重金属离子、碱土金属常用属氢氧化物和硫化物沉淀法去除,常用的药剂分别为石灰和硫化钠。脱硫废水中加入石灰乳后,当pH为9.0—9.5时,大多数重金属离子均形成了难溶的氢氧化物;同时,石灰乳中的Ca2+还能与废水中的部分F一反应,生成难溶的CaF2,达到除氟的作用;经中和处理后的废水中重金属离子仍然超标,所以在沉降箱中加入有机硫化物,使其与残余的离子态的Hg2+等离子应形成难溶的硫化物沉积下来。