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火电厂冲灰废水处理工艺

  电厂废水来源广泛,主要分为以下几类:冲灰废水、脱硫废水、工业废水(化学废水及含油废水)。

  冲灰废水处理:

  冲灰废水是火力发电厂的主要废水之一,在整个废水中占有将近一半的比例。它主要是用于冲洗炉渣和除尘器排灰的水,冲灰废水的污染物种类和含量与锅炉燃煤的种类、燃烧方式和输灰方式有关,冲灰废水中的污染物主要是悬浮物、pH、含盐量和氟等。个别电厂还有重金属和砷等。如果冲灰废水直接排放不但会导致受纳水体的悬浮物超标,还会使附近土壤盐碱化,破坏正常的生态环境。冲灰水处理的思路一是减少水的用量,二是废水处理再利用或达标排放。如何处理,发电厂根据环保和经济的双重效果来抉择。

冲灰废水特点:


废水类型

来源

水量水质特点

冲灰废水

冲洗炉渣和除尘器排灰的废水

在整个废水中占有将近一半的比例。冲灰废水的污染物种类和含量与锅炉燃煤的种类、燃烧方式和输灰方式有关,冲灰废水中的污染物主要指标是悬浮物、pH和含盐量等。

冲灰废水处理工艺:


冲灰废水处理.jpg

  1、浓缩水力除灰:

  浓缩水力除灰是将原灰水比1:(15—20)降至1:5左右,灰水比例应根据全厂水量平衡及灰场水量平衡综合考虑来确定。实际生产中就是在不影响产量和其他指标的前提下降低灰厂的用水量。浓缩水力除灰既减少厂区水补给量,又减少了水的排放量。可谓是经济环保双赢的好方法。

  2、冲灰水中悬浮物去除:

  冲灰水的悬浮物含量主要与灰场(沉淀池)大小等因素有关。解决冲灰水中悬浮物超标,应重点考虑冲灰废水在沉淀池中有足够的沉淀时间。

  3、干除灰渣:

  干除灰渣是将灰渣在厂区内脱水后 ,用汽车运至贮灰场。脱水后的灰渣含水量仅为灰渣量的 20%,这种工艺不仅节约了用水 ,又防止灰水对地下水的污染。在西欧和美国的燃煤电厂大多采用干式气力输灰系统。在国内,随着大容量机组的发展 ,一般都装设电除尘设备 ,相应干式除灰也得到了一定的发展。

  4、灰水闭路循环:

  灰水闭路循环是将贮灰厂中除灰排水回收至厂区,再用于除灰补水,美国、加拿大、前苏联等国的火电厂湿式除灰系统多数采用再循环系统,灰水用作循环冷却水补充水,一方面节约了用水,另一方面减少了灰水的外排,其经济效益和环境效益是十分显著的 。

  灰水回收系统的主要特点是存在灰水管结垢问题。对于灰水管结垢 ,多年来国内许多单位进行了大量试验研究,提出“管前处理了pH值、闭路循环加再生液或阻垢剂”的综合治理措施。在国内部分发电厂已经使用并取得了较好的效果,但仍有一些不足之处,还需逐步完善。

  5、冲灰水pH值超标治理:

  冲灰废水的pH值与煤质、冲灰水的水质、除尘方式及冲灰系统有关。国外一般采用加酸、炉烟CO2处理(降低pH)和直流冷却排水中和等方法。

  (1)加酸中和pH:

  加酸方式来中和灰水的碱性是根据酸碱中和的原理。虽然这是一种成熟工艺,处理工艺简单,但由于灰水量大,耗酸量多。加酸地点有的加到灰场排放口,有的为了方便起见,加在冲灰泵入口灰浆池中。虽然都可以,但是前种加酸地点较宜,这是因为在灰浆泵入口加酸时,当加酸量大时,容易造成灰浆泵的腐蚀,当加酸量小时灰场出口排水又难于控制在废水排放标准规定的pH值范围内。

  加酸用量,宜以排水pH=8.5左右来控制,即加酸中和至灰水中全部OH-碱度和1/2CO32-碱度为宜,以酚酞为指示剂时,中和到无色为止。所用的酸可以是H2SO4、HCl,也可以利用其它废酸来中和灰水碱度,达到以废治废的目的。不过要注意的是,废酸中所含杂质较多,选用前要作详细分析调查,以免一些重金属有毒元素随冲灰水一起排入水体,污染自然水源。加酸处理废水,除耗费大量酸外,还会增加灰水中SO42-和Cl-含量,即增加了水体的含盐量,这无疑对排放水体是不利的。

  (2)用循环水稀释中和pH:

  对于用天然水作直流系统的电厂,其排水量相当大,一般约为电厂冲灰水的100倍还要多。因此可利用直流冷却水来稀释中和冲灰水的碱度,使其pH达到排放标准。如在电厂的灰场排出口设置一个沉淀电池用泵将灰场澄清水打入循环排水沟,将灰水混合后排放。但现在大多数电厂循环水系统采用冷却塔的再循环供水系统,冷却水闭式循环,排水较少,不适合用此法来处理灰水。

  (3)炉烟处理灰水:

  用炉烟处理灰水有两种方式,一是采用炉烟中SO2,二是采用炉器中的CO2,但目的是相同的,都是利用它们吸取水的酸性来中和灰水的碱度,使之冲灰水pH值达到环保排放标准要求。

  炉烟SO2处理:

  SO2+H2O=H2SO3

  H2SO3=H++HSO3-

  H2SO3=2H++SO32-

  2H2SO3+O2=2H2SO4=4H++2SO42-

  用炉烟中SO2处理冲灰水有一定的条件,燃煤要有一定含硫量,烟气中SO2含量低不行。

  炉烟CO2处理:

  炉烟CO2处理灰水也是利用酸碱中和的原理,影响处理效果的因素很多,它取决于烟气中CO2含量,又取决于CO2与灰水接触时间气水比、搅拦程度、水温和液面上CO2平衡分压。

  炉烟CO2的处理既减少了CO2向大气的排放又降低了冲灰废水的pH值。炉烟CO2处理的化学反应原理:

  CO2+H2O=H2CO3    H2CO3=H++HCO3-      H++OH-=H2O

  6、冲灰水中氟处理:

  一般用钙盐沉淀法和粉煤灰法等,钙盐沉淀法处理时要加入氢氧化钙和氯化钙,处理后的pH值达到9~12,且氟浓度仍大于30mg/L,达不到废水综合排放标准,还需要加酸降低pH值。粉煤灰处理含氟废水,具有工艺简单、以废治废,氟的去除率达90%上。钙盐沉淀法的离子反应原理:

  Ca(OH)2=Ca2++2OH-

  CaCl2=Ca2++2Cl-

  Ca2++2F-=CaF2↓

  H++OH-=H2O

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