銅陵美麗鄉村污水處理設備 工藝成熟
是一種寶貴的金屬資源。如果不加處理直接排放,不但會嚴重污染環境,還會造成鎳資源的浪費。
因此,含鎳、鉻廢水的處理已引起人們的廣泛關注。目前,常用的處理含鎳廢水的方法有:化學沉淀法、離子交換法、吸附法、電滲析法、蒸發濃縮法及反滲透法等,這些方法各有優缺點和適用的范圍,但主要問題在于需有后續處理工藝使其最終無害化。本著綜合利用的目的,筆者采用鐵氧體法處理含鎳和鉻廢水,并對其處理效果及工藝條件的選擇進行了研究。
1、實驗部分
1.1 廢水的來源及基本性質
實驗用廢水來自常州某企業電鍍鎳生產線。廢水主要水質如下:pH值4.7,Ni2+濃度為2205mg•L-1,Cr6+濃度為260mg•L-1廢水顏色呈綠色。
1.2 實驗方法
1.2.1 補充鐵源水熱合成復合鐵氧體實驗
實驗取一定量含鎳、鉻電鍍廢水,投加一定量FeSO4•7H2O攪拌,以NaOH作為沉淀劑,將溶液的pH值調至堿性,先置于圓底燒瓶中,在水浴鍋(國華電器有限公司)中加熱,以450r•min-1的轉速進行攪拌,在反應時間為10mi
中很多是國家環保標準中要求控制的第一類污染物。由于水質的特殊性,脫硫廢水處理難度較大。目前,國內部分電廠脫硫廢水主要采用傳統蒸發結晶和煙道蒸發2種工藝。蒸發結晶工藝大致可分為預處理蒸發結晶和濃縮蒸發結晶,根據濃縮工藝又可分為電滲析分鹽濃縮、正滲透膜濃縮、反滲透分鹽濃縮等;煙道蒸發工藝分為三聯箱預處理后直接煙道蒸發和旁路煙道蒸發等,最終達到脫硫廢水
燥系統的工作溫度一直處在露點溫度以上,因此塔體及煙道等與煙氣介質接觸的材料無需進行防腐處理,采用普通碳鋼即可;而與脫硫廢水接觸的霧化盤則需采用哈氏合金材質。
3、應用實例分析
3.1 機組概況
山西臨汾熱電有限公司建設規模為2×300MW燃煤發電機
。在脫硫廢水中,由于發電強度的變化,含鹽量往往高于其它雜質,每升廢水含鹽量在30000--60萬mg之間,含鹽量較大。會增加加工難度和成本。
(2)成分復雜,水質變化較大。
(3)懸浮物含量高。
2、燃煤電廠現有脫硫廢水技術
(1)煙道噴霧干燥技術。
銅陵美麗鄉村污水處理設備 工藝成熟脫硫廢水泵入除塵器前面的煙道。通過壓縮空氣將脫硫廢水通過固定的霧化噴嘴輸送到煙氣中。煙氣溫度用來干燥液滴,收集廢水中的各種固體,由除塵器收集。流程簡單,投資、運營和管理成本相對較低,國外應用成果較少,在我國還沒有成功的運營案例,目前尚處于試用階段或尚未實施。污水引起的煙氣堵塞、磨損、腐蝕和煙氣溫度等問題需要通過實踐檢驗。
(2)預處理-傳統蒸發結晶。
脫硫廢水通過添加石灰(碳酸鈉)、有機硫、絮凝劑和重力沉降,去除大部分懸浮物、重金屬以及F-、硬度、SiO2等結垢物質。經過多效蒸發器或機械蒸汽再壓縮蒸發器蒸發結晶,冷凝水回用,結晶鹽處理.該技術成熟可靠,但投資和運營成本高。
(3)預處理-膜濃縮-傳統蒸發結晶。
脫硫廢水經石灰(碳酸鈉)、絮凝劑和重力沉降預處理后,去除了大部分懸浮物、重金屬以及F-、硬度、SiO2等結垢物質。在此基礎上,采用明流道反滲透膜-盤管反滲透膜、納濾-專用通道反滲透膜、正滲透膜等對預處理廢水進行濃縮處理,對淡水進行回用,濃縮水進入傳統的蒸發結晶系統。冷凝水被重復使用,結晶鹽被分開處理。
3、五種預處理的軟化工藝特點分析
雖然脫硫廢水采用三容器處理,但后續膜處理的硬度、懸浮物、SiO2、Fe、HCO3濃度仍然很高,因此仍需加強軟化預處理。經過預處理后,出水水質達到膜入口的要求,才能進入膜系統,達到濃縮和減少水量的目的。脫硫廢水軟化預處理主要有兩種方案。
(1)石灰(或燒堿-碳酸鈉)軟化工藝。
石灰(或燒堿-碳酸鈉)軟化法已廣泛應用于廢水的軟化處理。該工藝具有穩定性和可靠性好的優點。例如,某電廠廢水軟化處理可將兩級化學軟化處理后的總硬度降低到小于100ppm。在將pH調節到蒸發系統之后,可以保證蒸發系統的穩定運行。該工藝的缺點是需要消耗大量的化學品,在軟化過程中會產生大量的污泥。同時污泥的處理成本也會增加。
(2)離子交換軟化工藝。
穩定可靠是這個系統的工藝特點。離子交換后,出水的硬度可降低到10ppm以內,不過脫硫廢水的硬度過高,存在設備投資過多、再生廢水產量過大等問題。所以,在實際應用中,可以考慮增加化學軟化廢水中的離子交換軟化,進一步降低廢水的硬度,并保證后續系統的穩定運行。少量的再生廢水可以返回到原來的化學軟化系統,以確保該系統不產生新的污染物,以實現系統的“”效果。
(3)硫酸鈉-石灰-煙道氣軟化工藝。
鈉-石灰煙氣軟化過程的主要原理是Ca(OH)2在三相CaSO4-Ca(OH)2-H2O體系中的溶解影響CaSO4的溶解度。該工藝可分為兩步:添加硫酸鈉和石灰乳,將pH值調整為12~13,沉淀石膏顆粒;在第二步中,脫硫煙氣經第一步處
組,采用一次再熱、雙缸雙排汽、直接空冷、抽汽凝汽式汽輪發電機組,配2×1060t/h國產亞臨界、四角切圓燃燒、一次中間再熱、固態排渣爐,配置石灰石—石膏濕法煙氣脫硫系統和SCR脫硝裝置。脫硫廢水處理系統采用傳統的三聯箱系統,即通過投加石灰(碳酸鈉)、有機硫、絮凝劑等處理后進行干灰拌濕或灰場噴灑。
3.2 脫硫廢水處理工藝改造
在對各種脫硫廢水處理工藝進行比較后,山西臨汾熱電有限公司在次采用了脫硫廢水
的要求。其中濃縮蒸發結晶工藝的建設投資和運行成本均高于煙道蒸發工藝,因此近年來煙道蒸發工藝成為電廠脫硫廢水深度處理的發展方向和趨勢。但在實際運行過程中,由于噴嘴形式及霧化效果問題,存在噴嘴堵塞、煙道結垢、煙氣排放溫度過低等問題。旁路煙道旋轉噴霧干燥法是煙道蒸發工藝中的新型技術,解決了傳統煙道蒸發工藝中存在的噴嘴堵塞、煙道結垢等問題。
2、旋轉噴霧干燥法介紹
2.1 技術原理
噴霧干燥工藝是將溶液、乳濁液、懸浮液或漿料在熱風中噴霧成細小的液滴,在液滴下落過程中,水分被蒸發,廢水中的鹽類形成粉末狀或顆粒狀干燥產物的過程。噴霧干燥工藝技術的核心是旋轉霧化器(見圖1)。每座噴霧干燥塔配置1臺旋轉霧化器,利用旋轉霧化器的離心力,使料液在旋轉表面上伸展為薄膜,并以不斷增長的速度向霧化盤的邊緣運動,離開霧化盤邊緣時,溶液經旋轉霧化器霧化為直徑為10
n~2h,在一定溫度下進行
系統出口煙道溫度調節進入系統的煙氣量,其他煙道均采用開關型擋板門。
(2)煙氣進入噴霧干燥塔后,經煙氣分布器被分布成繞霧化盤旋轉流動及繞霧化盤邊緣向下流動的煙氣流,與經過旋轉霧化器霧化的細小廢水液滴充分接觸,使液滴中的水分迅速揮發,廢水中的鹽類被干燥析出,混入原煙氣的粉塵中,由除塵器收集處理。
(3)在噴霧干燥塔附近或脫硫區重新布置1套脫硫廢水收集箱,用于噴霧干燥塔提供廢水,廢水流量可根據煙氣量和機組負荷隨時調整。
3.3 運行效果
3.3.1 改造后運行及煙道結垢情況
山西臨汾熱電有限公司1號鍋爐脫硫廢水旁路煙道噴霧干燥系統設計處理廢水能力為5t/h,采用BOT方式,機組100%負荷工況下,抽取3%~5%的煙氣量,30000~50000m3/h的熱煙氣,煙溫為330~350℃時,噴霧干燥塔處理廢水量4~5t/h。機組運行半年后處理廢水量超過1000
復合鐵氧體水熱合成反應。反應過后將圓底燒瓶內的溶液采用過濾進行固液分離。采用原子吸收分光光度法(日本、島津AA一7000)測定濾液中的鎳和鉻含量,將固液分離后的濾餅用蒸餾水反復清洗,然后于110℃下烘干,進行回收。
1.2.2 復合鐵氧體的浸出毒性實驗
稱取定量的濾餅粉末,置于具塞三角瓶中,根據其含水率,按照液固比為10:1(L•kg-1)計算出所需要浸提劑的體積,加入浸提劑(將質量比為2:1的濃硫酸和濃硝酸混合液2d加入到1000mL的蒸餾水中,固定在恒溫震蕩裝置上,調節轉速為30r•min-1,于25℃下震蕩20h,反應后抽濾,取濾液,測其鎳和鉻含量。
2、結果與討論
2.1 鐵鹽投加量的影響