电厂烟气脱硫废水的低成本处理实践（第4稿）

PAGEPAGE3电厂烟气脱硫废水的低成本处理实践于峥（广州珠江电厂,广东广州，511457）摘要：与火电厂其它废水相比，脱硫废水产生的水量虽然不大，但重金属离子的浓度和种类变化极大，产生的重金属无法降解，是一种永久性的污染物；因此，重金属是脱硫废水重点控制的指标之一。如何针对其特点选择合适的投药处理方式，既保证达标排放，又最大限度的降低投药成本和运行费用，是燃煤电厂实际运行中最为关注的问题。广州珠江电厂燃煤机组一直燃用低硫煤，其脱硫废水系统连续运行、持续排放、pH值调节稳定。通过对排放口水样定期跟踪分析，在经过一级沉淀、不投加有机硫化物的前提下，废水排放指标按照设计要求均达到《污水综合排放标准》（GB8978-1996）。关键词：烟气脱硫;废水处理;有机硫;经济运行0、前言脱硫废水主要来源于持液槽或石膏脱硫系统排放水⑴，不仅含有一类污染物（镉、汞铬、铅、镍等重金属元素），而且含有二类污染物（铜、锌、氟化物、硫化物等）；另外，高浓度的悬浮物、还原性的无机物（引起COD超标）都比较高⑵。脱硫废水为间断排放，煤质、石灰石成分、补充水的水质以及脱硫吸收塔的运行方式等都对废水水质产生较大影响；水质会因煤质和脱硫吸收塔运行方式的变化而改变⑶；因此，其废水处理系统是脱硫工程中不可忽视的环节，废水中所含重金属更是重点控制的污染物，处理不当会造成二次环境污染。1、工艺简介废水由脱硫车间废水输送泵送至中和箱，加入石灰乳调节pH值至9.5±0.3，沉淀大部分重金属及水中的石膏至饱和浓度；在沉降箱中，加入有机硫（TMT15）进一步沉淀不能以氢氧化物形式沉淀出来的重金属；在絮凝箱中，加入絮凝剂([Fe2Cln(SO4)3-n/2]m)使沉淀颗粒长大更易沉降；在澄清/浓缩池中，加入助凝剂（PAM），产生易于沉降的大絮凝颗粒。出水箱安装pH值测量装置，如果所测pH值在范围内（6～9），输送至排水口；若pH值超过上限，另加HCl(浓)调节至设定范围；pH值低于下限，废水返回中和箱进行再处理⑷。一般处理流程如下：石灰浆有机硫絮凝剂助凝剂盐酸脱硫废水中和箱沉降箱絮凝箱澄清/浓缩池出水箱排放污泥板框压滤机目前，90%以上燃煤电厂的脱硫废水处理采用化学沉淀法⑸，通过调节控制pH值对重金属离子进行碱化沉淀处理，对不能形成氢氧化物沉淀析出的金属离子和一些难溶物质进行硫化处理。2、不同药品投加方式的实验室数据比较了解脱硫废水的水质特性，针对其特点选择成本经济、达标排放的投药处理方式，是燃煤电厂实际运行中亟待解决的问题。广州珠江电厂#1-4机组烟气脱硫系统设计燃煤含硫量（设计煤种/校核煤种）为0.80/1.20%；入口原烟气含硫量（设计煤种/校核煤种）为1580/2625mg/Nm3。脱硫废水系统按FGD容量设计，处理出力为2×20t/h。针对脱硫废水水质情况,考虑煤种、脱硫剂、发电和脱硫机组的运行方式，从2008年初至今，现场采集排出口水样，通过有针对性选择不同的药剂投加处理方法，在确保常规指标达到排放标准的前提下，分阶段对脱硫废水进行了投加药品后的重金属含量检测,特别对长时间不投加TMT15的水样进行跟踪分析。2.1脱硫废水原水水质我厂烟气脱硫废水水质见表1表1脱硫废水水质序号项目单位排放标准①数值范围1pH值6-95.5～6.52悬浮物mg.l-1≤60＜100003Cl-mg.l-1＜200001000～300004F-mg.l-1≤3040～1005CODmg.l-1＜100100～1406总Cdmg.l-1＜0.10.1～0.27总Crmg.l-1＜1.51.5～28总Nimg.l-1＜1.0＜1.09总Pbmg.l-1＜1.0＜1.010总Hgmg.l-1＜0.05＜0.05①排放标准参照国标（GB8978-1996）和系统设计要求从表中数值变化的范围看，废水大部分指标超过排放标准。2.2不同投药方式下的实验室数据比较2.2.1投药处理方案PAM(助凝剂)-A，[Fe2Cln(SO4)3-n/2]m（混凝剂）-B，24h20m3/hPAM投加浓度24h20m3/hPAM投加浓度0.1wt.%[Fe2Cln(SO4)3-n/2]m投加浓度10wt.%Ca（OH）2投加浓度5wt.%投加量1.5mg.l-1废水投加量50mg.l-1废水投加量2578mg.l-1废水TMT15投加浓度15wt.%投加量50mg.l-1废水2.2.2检测结果与分析不同投药方式下的实验结果比较，如表2所示表2重金属分析结果②（除pH值外）单位：mg.l-1处理方法样品名称次数pH值总Cd总Cr总Pb总Hg总Ni6～9*＜0.1*＜1.5*＜1.0*＜0.05*＜1.0*方案一：A+B原水指标16.550.00860.358//0.634326.590.0420.6739//0.700735.770.11630.46690.092//45.920.12780.45040.1187//55.90.13010.44390.1128//65.620.13960.54180.1467//∑/66.060.09410.48920.0784/0.2225出水指标16.530.0050.2411//0.539526.470.00210.2385//0.4636.250.06530.06690.0154//46.050.07780.0563///56.010.10550.06610.0058//66.250.1110.06120.0039//∑/66.260.06110.12170.0042/0.1666方案二：A+B+D原水指标15.660.0890.28330.0568//25.690.09440.1650.0015//35.810.1080.48260.1187//45.820.11030.42290.0918//∑/45.750.10040.33850.0672//出水指标16.310.05890.03420.0041//26.060.05520.02260.0064//36.250.03920.02880.0028//46.250.08170.0427///∑/46.220.05880.03210.0033//方案三：A+B+C原水指标16.60.047/0.1438//26.260.04461.6220.0891//36.410.04311.7240.1021//46.530.05220.7222//0.88035**6.640.01570.2706<0.1<0.001<0.0016**6.30.01360.3526<0.1//7**6.41<0.01<0.2<0.1<0.0001<0.1∑/76.450.03090.67020.0479/0.1258出水指标17.920.0151/0.047//27.320.02280.15410.0757//36.980.0327/0.0987//470.02410.18//0.47365**7.110.01390.4085<0.1<0.001<0.0016**7.140.00640.302<0.1//7**7.19<0.01<0.2<0.1<0.0001<0.1∑/77.240.01640.14920.0316/0.0677②*表示排放限值标准，**表示SOLAARAA型原子吸收光谱仪分析数据，其余为IRISintrepidⅡXSP型等离子发射光谱仪分析数据。通过实验数据观察，原水水质很不稳定，不呈典型变化；出水检测达标。方案一中废水没有进行碱化处理，pH值变化小，对原水中总Cd含量超标处理效果不理想；方案二中pH值略有调节，对原水中总Cd含量超标处理效果不错，但用有机硫替代石灰乳投药成本高。在脱硫废水中，不同金属离子的氢氧化物在不同的pH值下有不同的沉淀形式和溶度积常数，对于存在于脱硫废水中的大多数金属离子而言，其形成沉淀的pH值在8.5—9.5之间；金属硫化物的溶解度一般都小于金属氢氧化物，投加TMT15是进一步沉淀水中的Hg和Cd离子，本实例原水中的Hg没有超出排放限值，经过碱化处理后，Cd和Cr的含量达到标放限值，因此再进一步投加TMT15，只会造成药剂的浪费，残留在水中的H2S还会带来二次污染；由此可见，投加A、B、C三种药剂为最优方案。3、处理效果及经济分析3.1处理效果从2006年投入使用至今，已连续3年正常运行，适用于我厂的具体条件。据本厂化验室每天自行取样检测及不定期外送样品分析的数据表明，各项化验指标均符合《污水综合排放标准》；表3为废水水质分析结果。表3脱硫废水分析结果检测项目单位排放标准原水水质出水水质pH值6-96.077.08CODmg.l-1＜10067.654.79悬浮物mg.l-1≤607518.424.18Cl-1mg.l-1≤200002312.491969F-1mg.l-1≤3039.4824.49总Crmg.l-1＜1.50.4561＜0.2总Pbmg.l-1＜1.0＜0.1＜0.1总Hgmg.l-1＜0.05＜0.0001/总Cdmg.l-1＜0.10.10220.0123总Nimg.l-1＜1.00.26810.1175注：数据为2009年部分抽检平均分析结果3.2经济成本分析表4不同药剂投加方案的成本估算投加方案A+BA+B+CA+B+DA+B+C+D单位成本（元/t）0.181.682.814.31总成本③（元）29376274176458592703392③按实际运行340d/y按现有市场价格，有机硫的单位成本约占2.63元/t，停加TMT15后，处理每吨废水的单位药剂成本下降61.02%，可节约总成本429216元(RMB)。4、结语在脱硫废水中加入TMT15主要是进一步强化金属离子的去除能力，特别是镉和汞⑹。由于我厂坚持燃用低硫煤，脱硫系统稳定运行，所产生的废水经一级沉淀处理后（投加石灰乳），吸附了大量的金属离子，pH值达到8～9之间，重金属的溶解度已非常小，镉和汞均达到排放标准⑺，可认为重金属已被完全去除⑻；现场实践证明，停加TMT15至今，各项分析指标均未超出限值标准，不仅大幅降低了运行成本，又能最大限度地保护环境⑼，经处理的脱硫废水达标排放。参考文献：［1］孟俊亚脱硫废水和工业废水共用一套处理系统的可能性《电力环境保护》2006.4［2］韦国平对脱硫废水进行单独处理的必要性《热力发电》2006.9［3］杨宝红等《火力发电厂废水处理与回用》北京：化学工业出版社2006.3［4］南通京源水工自动化设备有限公司《珠江电厂烟气脱硫工程废水处理设备使用说明》2005.11［5］周卫青李进火电厂石灰石湿法烟气脱硫废水处理方法《电力环境保护》2006.2［6］冯铁玲陈泽峰脱硫废水处理工艺《西北电力技术》2005（02）［7］潘娟琴李建华胡将军火力发电厂烟气脱硫废水处理《工业水处理》2005.9［8］双羽陈泽峰脱硫废水处理《西北电建》2005（02）［9］王德彬燃煤电厂含煤废水处理工艺的改进中国科协电力分会场学术年会论文集2004［10］虞启义徐良斌石灰石一石膏湿法烟气脱硫废水的处置《电力环境保护》2004.9［11］吴怡卫石灰石-石膏湿法烟气脱硫废水处理的研究《中国电力》2006.4［12］曾德勇城市二级污水的工业回用中国科协电力分会场学术年会论文集2004［13］孙涛孙颖慧李培元火力发电厂水处理技术《水处理技术》2001.5FlueGasDesulfurization(FGD)WastewaterLow-costTreatmentPracticeinPowerPlantYuZheng(GuangzhouPearlRiverPowerPlant,

Guangzhou,511457，China)Abstract:Inthermalpowerplant,theamountofFGDwastewaterissmallcomparedtootherwastewater.However,theconcentrationandtypeofheavymetalionsinFGDwastewatervaryinalargerange,andusually,theseheavymetalsisdifficulttobedegraded,givingrisetopermanentpollution.Therefore,howtochoosesuitabledosageapproach,whichcannotonlymeetthestandardsofdischargebutalsoreducethemaximumdosageandoperatingcost,isthemostconcernedquestionduringtheactualoperationofcoal-firedpowerplants.InGuangzhouPearlRiverPowerPlant,thecoal-firedunitshavebeenburninglow-sulfurcoal,andtheFGDwastewatertreatmentsystemmai