1鍋爐脫硫廢水產生的原因與處理的重要意義

鍋爐煙氣濕法脫硫(石灰石/石膏法)過程產生的廢水主要來源于石膏脫水和清洗系統吸收塔排放水，是為了維持脫硫裝置漿液循環系統物質的平衡，防止煙氣中可溶部分即氯濃度超過規定值和保證石膏質量，從系統中產生并排放的。為達到國家二級排放標準，需去除廢水中的重金屬、懸浮物等;調節其pH值至合適的范圍內。國家二級排放標準與典型的脫硫廢水對比指標如表1。

2脫硫廢水處理工藝原理

廢水中含有的雜質主要包括懸浮物、過飽和的亞硫酸鹽、硫酸鹽以及重金屬，現階段流行的濕法脫硫廢水的主要特征是:(1)廢液呈現弱酸性，PH值低;懸浮物高，但顆粒細小，主要成分為粉塵和脫硫產物(CaSO4與CaSO3)。(2)含有可溶性的氯化物和氟化物、硝酸鹽等;還有Hg、CdPb、Ni、As、Cr等重金屬離子。基于濕法脫硫廢水這些性質，主要采用物化法針對不同種類的污染物，分別創造相應的理化反應條件，使之予以徹底去除，主要的反應步驟如下:(1)PH調整:用氫氧化鈣/石灰漿［Ca(OH)2］對廢液進行堿化處理，部分重金屬以氫氧化物的形式沉淀出來，并中和廢水中的酸性物質。調整廢水PH值在9.0～9.5之間，為后續處理工藝環節創造適宜的反應條件。(2)沉淀處理:加入有機硫化物、TMT(Trimer～Capto－Trianzin)，使某些重金屬形成沉淀如鎘、鉛、汞等。(3)絮凝、助凝處理:通過投加絮凝劑FeClSO4和適量的助凝劑(聚合電解質陰離子型)使得廢水中的大部分懸浮物沉淀下來。(4)壓榨處理、中和處理:將沉淀物通過壓濾機進行脫水，并加入鹽酸進行中和排放。

3廢水處理設備與工藝介紹

根據脫硫廢水處理的工藝原理，脫硫廢水處理主要包括以下四個分系統:廢水處理系統、化學加藥系統、污泥處理系統及配套的監控與自動化系統。

3.1廢水處理工藝(圖1)

(1)石灰石堿化處理，這一步主要是在pH工藝調整箱內完成。采用氫氧化鈣/石灰漿［Ca(OH)2］進行堿化處理，加石灰漿進行廢水堿化處理，水中的酸(H2SO4、H2SO3)按如下反應得到中和:H2SO4+Ca(OH)→2CaSO4+2H2OH2SO3+Ca(OH)→2CaSO3+2H2O一般情況下三價重金屬離子比二價金屬離子更容易沉淀，當PH值達到9.0～9.5時，二價和三價的重金屬離子通過形成微溶的氫氧化物從廢水中沉淀出來，同時石灰漿液中的Ca2+還能與廢水中的部分F－反應，生成難溶的CaF2;與As3+絡合生成Ca(AsO2)2等難溶物質。反應式入下:Me2++2OHMe(OH)2Me3++3OHMe(OH)3三價金屬離子沉淀的PH值通常低于二價金屬離子，由于各重金屬離子以不同的PH值沉淀出來，因此這一步是各氫氧化物形成的決定性步驟。此外金屬離子發生沉淀的PH值還受存在于FGD廢水中的大量的過量電解質影響。PH工藝調整箱內，水力停留時間約1.0h。池底安裝穿孔曝氣管對脫硫廢水進行預曝氣，增加水中溶解氧。因脫硫廢水排出時溫度較高，故采用不銹鋼穿孔管。(2)沉淀處理，這一反應步驟主要在沉淀池內完成。并非所有的重金屬都能以氫氧化物形式完全沉淀出來，尤其是鎘和汞。因此，有機硫(TMT15)根據被處理的廢水量按比例加入。有機硫首先與鎘和汞形成微溶的化合物，以固體形式沉淀出來。基本的反應原理式是(以汞為例):Hg+S－2HgS。(3)絮凝、助凝反應:這一階段在絮凝池內絮凝池至沉淀濃縮池間完成:從沉降池中沉淀出來的氫氧化物和硫化物，與脫硫原廢水中的固體一樣，粒子都很細，分散在整個體系中，很難沉降。為了改善固體物的沉降行為，向廢水中加入絮凝劑(FeClSO4)，形成氫氧化鐵/Fe(OH)3小粒子絮凝物。重金屬氫氧化物及化合物附在氫氧化鐵小粒子絮凝物上，形成較大的更易沉降的絮凝物。這一過程在絮凝池內完成。絮凝池中都裝有攪拌器，確保廢水和化學物質的均勻混合。為了減少已形成的絮凝物的破碎，絮凝箱中的攪拌器轉速比前兩個反應箱的稍小。為了促進沉降池和絮凝箱中絮凝粒子的形成，需要在澄清濃縮池中加入從澄清池中抽出的少許恒定量的接觸泥漿，已形成沉降物晶核，如脫硫廢水工藝流程圖所示。廢水流出絮凝箱經管道混合器，即向其中加入助凝劑(聚電解質陰離子型)，以產生更易于沉降的大絮凝粒子。

3.2化學加藥系統化學藥品系統的作用主要是對藥品進行貯存、攪拌混合，配成所需濃度的溶液，均由計量泵定量加入到相應加藥點。加藥系統包括石灰漿加藥系統、有機硫(TMT15)加藥系統、絮凝劑(FeCLSO4)加藥系統、助凝劑加藥系統、鹽酸中和加藥系統。各系統的加藥量控制指標等情況如表2所示。

3.3污泥壓榨處理系統及壓濾機的有關技術特點為徹底的清除脫硫廢水中產生的各類雜質，現階段流行的處理方案是采用真空脫水皮帶對脫硫飽和溶液進行真空過濾，或瀝干。采用真空皮帶過濾容易產生以下的問題，嚴重影響著脫硫廢水與過濾固體的質量:(1)脫水皮帶系統配套設備多，系統故障影響。點多。(2)受到脫硫系統運行的限制，如石膏品質不高造成脫水皮帶脫水質量和固體產出質量不高。板框壓濾機在實際應用中，結構簡單、設備緊湊、過濾面積大而占地面積小、操作壓力高、濾餅含水量少、對各種物料的適用能力強，適用于間歇操作的場合。

板框壓濾機的濾室結構由成組排列的濾板和濾框組成。板框壓濾機的濾板在表面設計有凹槽，用以安裝、支撐濾布，并引導過濾液的流向，而濾框和濾板在組裝后構成液體流通通道，用以通入懸浮液、洗滌水和引出濾液。濾液通過輸料泵在一定的壓力下，從固定尾板的進料孔進入到各個濾室，經過濾布，固體物被截留在濾室中，并逐步形成濾餅;液體則通過板框上的出水孔排出。隨著過濾過程的進行，濾餅過濾開始，泥餅厚度逐漸增加，過濾阻力加大。過濾時間越長，分離效率越高。框壓壓濾機通過壓緊濾板、進料、濾餅壓榨、濾餅洗滌、濾餅吹掃、卸料等工序自動完成固、液的分離等工序。結構與工作原理圖如圖2。

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