烟气脱硫废水处理技术

电厂烟气湿法脱硫工艺流程示意图第1页/共41页第一页，共42页。

锅炉烟气湿法脱硫过程产生的废水来源于吸收塔排放水。

为了维持脱硫装置浆液循环系统的物质的平衡，需要定时从吸收塔排出废水。废水中含有的杂质主要包括悬浮物、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严格控制的第一类污染物。

湿法脱硫废水的杂质主要来自烟气和脱硫剂。烟气的杂质来源于煤的燃烧，脱硫剂的杂质来源于石灰石的溶解（目前湿法脱硫的脱硫剂大多用石灰石）。由于煤中含有包括重金属元素在内的多种元素，如F、Cl、Cd、Hg、Pb、Ni、As、Se、Cr等，这些元素在炉膛内高温条件下进行一系列的化学反应，生成了多种不同的化合物。一部化合物随炉渣排出炉膛，另外一部分随烟气进入脱硫装置吸收塔，溶解于吸收浆液中，并且在吸收浆液循环系统中不断浓缩，最终脱硫废水中的杂质含量很高。一、脱硫废水来源及特点第2页/共41页第二页，共42页。

烟气脱硫废水具有流量小、呈酸性，含盐量高，悬浮物、重金属、氯离子、氟和COD变化范围大等特点。

烟气脱硫废水处理目标取决环保排放标准要求，国内外不同阶段按四级要求进行控制：最低排放标准：要求控制pH、TSS较高排放标准：要求控制pH、TSS、重金属达标排放标准：要求控制pH、TSS、重金属、COD、氟（国内标准）终极排放标准：要求控制pH、TSS、重金属、COD、氟、氯一、脱硫废水来源及特点

脱硫废水主要超标项目：一类污染物：汞、镉、总铬、砷、铅、镍二类污染物：pH、悬浮物、COD、氨氮、氟化物、铜、锌、锰等其他污染物：钙、镁、氯根、硫酸根、亚硫酸根、碳酸根、铝、铁等

第3页/共41页第三页，共42页。二、脱硫废水水量及水质影响因素锅炉额定容量吸收塔循环石灰浆氯离子浓度电除尘器飞灰去除效率石膏脱水设备种类及效率烟气脱硫工艺燃煤、石灰及补充水化学成分第4页/共41页第四页，共42页。

机组额定容量越大，脱硫废水流量越大；吸收塔循环浆液氯离子浓度越高，脱硫废水量越小。德国优质煤（含氯0.17%)废水量1.1m3/h/100MW

劣质煤（含氯0.30%)废水量4.4m3/h/100MW

美国5MW产生的废水量约为0.23m3/h(含石膏清洗废水）静电除尘设备效率越高，废水中飞灰含量就越低。

石膏浆液一般先采用重力浓缩池或水力漩流器进行浓缩，然后采用带式压滤机、真空过滤机或离心脱水机进行脱水。由于这些设施的溢流或滤液排入废水处理站，该类设施的运行效率将影响废水中总悬浮固体（TSS）含量的高低。

不同的烟气脱硫系统在石灰浆中添加不同的化学药剂。如烟气脱硫工艺中添加单元或二元酸，可以保证二氧化硫与石灰处于最佳的pH范围（4.8—5.6），提高SO2去除效率。此时排放的废水中含有部分羧酸（如琥珀酸、己二酸、谷氨酸等），会导致废水COD增高。燃煤、石灰及补充水的化学成分与废水水质有关。硫、氯及许多重金属的主要来源煤。石灰中的杂质（如镁）会通过吸收塔进入废水。为补充蒸发损失、制备石灰浆及除雾，均需要补充水，补充水中的污染物会因蒸发损失而浓缩。第5页/共41页第五页，共42页。第一类污染物

典型水质（mg/L）GB8978-1996序号项目IDI公司国内处理后可达到水质最高允许排放浓度（mg/l）1总汞0.05—0.80.3<0.050.052总镉0.04—0.50.1<0.10.13总铬0.3—5.01<0.11.54总砷0.05—3.010<0.050.55总铅0.1—3.02<0.116总镍0.2—6.04<0.11第6页/共41页第六页，共42页。第二类污染物

典型水质（mg/l）GB8978-1996序号项目IDI公司国内处理后可达到水质最高允许排放浓度（mg/l）

一级标准二级标准三级标准1pH4—74--67—96－－96－－96－－92(SS)300--100009000－12700<OD100—150<150100—1501001505004总氰化合物

<0.030.50.515硫化物

<0.0051116氨氮<50

<501525－7氟化物30--20030－100<151010208总铜0.1—0.852<0.10.5129总锌0.4—0.820<0.125510总锰

22511总硒0.2—1.0

<0.20.10.20.5第7页/共41页第七页，共42页。其他杂质含量

典型水质（mg/L)序号项目IDI公司国内处理后可达到水质（mg/L)1温度40－5030－60

2含盐量

>1000000

3SO32-

100

4SO42-1500-80002000-5000800-25005CO32-

475

6Ｃl-10000-400002000010000-400007

铁30-400600<0.58铝50-80010<2.09

钠75－1200

75-120010硼20－40

20-4011钙4000-2000013025000-2500012镁200-56005772200-200013硅

50

14钛

10

15钒

10

16钴0.05-0.4

<0.1第8页/共41页第八页，共42页。三、烟气脱硫废水单独处理的必要性

许多电厂都有各种废水就地处理方式，如输煤系统冲洗水、空气预热器冲洗水、锅炉或火侧清洗水、输灰系统排水等。这些处理装置基本包括pH调整（生成金属氢氧化物）、混凝、絮凝及沉淀等处理单元。这与专门的烟气脱硫废水处理系统有许多共同点。从经济和运行的角度考虑，对已有的电厂来说，烟气脱硫废水与其他废水一并处理是有利的。但从下述几个方面考虑，烟气脱硫废水与其他废水一并处理是不可行的。首先主要是烟气脱硫废水与其他废水混合，重金属会产生络合反应，使其很难去除；其次现有的废水处理设施不能够容纳和处理额外的脱硫废水水量和固体量，或处理设施若不改善，难于承受腐蚀。脱硫废水中的各种重金属离子对环境有很强的污染性，必须对脱硫废水进行单独处理。第9页/共41页第九页，共42页。四、脱硫废水处理系统选择

完整的脱硫废水处理流程第10页/共41页第十页，共42页。五、脱硫废水处理工艺单元

氧化pH调整/去饱和去除重金属混凝絮凝澄清去除COD

pH调节污泥浓缩及脱水第11页/共41页第十一页，共42页。

2.1氧化

功能：将废水中亚硫酸盐氧化为硫酸盐，降低废水COD设置条件：废水中亚硫酸盐超过100mgCaSO3/L

废水排放对COD有较高要求控制参数：反应时间60min

供气量按氧化反应计算搅拌强度1－1.2Nm3（气）/m3（水）主要配套设备：鼓风机、曝气搅拌器空气来自鼓风机脱硫废水进水出水第12页/共41页第十二页，共42页。2.2pH调整/去饱和

功能：将废水pH从5.5—6.5调整到8.5—9.2，使废水中含量较高的Al、Mg、Fe等金属离子生成难溶氢氧化物和水合氢氧化物，同时对废水中的过饱和硫酸盐(主要是石膏)

进行去饱和处理pH调整：一级或二级调节控制参数：反应时间30－60min

投加药剂石灰污泥回流量25－50％反应器内固体含量2.5－3.0%

搅拌强度

主要配套设备：石灰投加单元、搅拌器进水出水石灰回流污泥第13页/共41页第十三页，共42页。2.3去除重金属功能：投加有机硫，利用所有重金属的硫化物溶解度均低于相应的氢氧化物的溶解度原理，对废水中的重金属进行处理，使处理出水满足更严格的排放标准要求。有机硫化物毒性比硫化钠小，在投加过量时，出水中不会存在废水排放标准中需控制的硫离子。控制参数：反应时间15－30min

投加药剂有机硫（TMT15)40mg/m3废水

搅拌强度主要配套设备：有机硫投加单元搅拌器、pH表进水出水TMT15第14页/共41页第十四页，共42页。2.4混凝烟气脱硫废水中不采用铝盐，而选用铁盐混凝剂，是因为铁盐混凝剂适应的pH范围广，生成的矾花密度大。三氯化铁硫酸氯化铁40毫克/升废水絮凝剂ＰＡＭ5毫克/升废水

第15页/共41页第十五页，共42页。

絮凝、澄清及浓缩――最新的废水处理站设计采用澄清－浓缩一体化反应器作为废水固液分离装置。在反应区加药，经快速搅拌，絮凝矾花循环形成密实的沉降性能良好的污泥，可以提高上升流速（减少设备尺寸）。污泥沉降在浓缩区，而水通过蜂窝斜管澄清外排。污泥成分确定浓缩池设计的表明负荷和上升流速。通常含金属氢氧化物高（>30%）的污泥要求表面负荷低，上升流速约为0.25m/h,而含石膏、石灰或惰性成分高的污泥上升流速可取1.0m/h或更高的负荷。浓缩池污泥排放采用腔进式污泥泵抽吸，陈化的浓污泥从浓缩池低部锥斗吸取送止脱水单元，新鲜的污泥从浓缩区上部抽吸回流到去饱和单元。第16页/共41页第十六页，共42页。去除COD

如果需要除去COD，澄清后去除COD最有效。烟气脱硫废水COD主要来源于烟气中未反应的亚硫酸和少量的有机物，一般为100－150mg。如烟气脱硫中投加羧酸，COD会增大。亚硫酸可以通过氧化去除，有机物可通过粒状活性炭吸附，羧酸则必须通过生物氧化处理。第17页/共41页第十七页，共42页。pH调节废水排放前应采用盐酸或硫酸对废水pH进行调节。第18页/共41页第十八页，共42页。污泥脱水――浓缩池排出的含量10－20％污泥送至污泥搅拌箱，如电厂其他废水处理一样，投加10－15％（按重量计）石灰，可增加污泥过滤性能，有助于固定污泥中的重金属。采用压滤机脱水，工作压力225psig(15bar),泥饼含固量可达到50－55％。第19页/共41页第十九页，共42页。北京一热200MW脱硫岛六、脱硫废水典型工程实例第20页/共41页第二十页，共42页。

北京一热脱硫废水处理系统图第21页/共41页第二十一页，共42页。北京一热脱硫废水处理站0.00层平面布置图第22页/共41页第二十二页，共42页。北京一热脱硫废水处理站6.00层平面布置图第23页/共41页第二十三页，共42页。脱硫废水中和、沉降、絮凝箱第24页/共41页第二十四页，共42页。污泥脱水单元压滤机控制盘

压滤机污泥泵第25页/共41页第二十五页，共42页。石灰计量及投加单元第26页/共41页第二十六页，共42页。有机硫加药单元有机硫加药单元系统图有机硫加药装置第27页/共41页第二十七页，共42页。助凝剂制备单元第28页/共41页第二十八页，共42页。沉降箱pH计出水箱pH计pH调节加酸单元第29页/共41页第二十九页，共42页。第30页/共41页第三十页，共42页。

石灰乳制备装置及密度计第31页/共41页第三十一页，共42页。污泥浓缩搅拌机、高度料位计第32页/共41页第三十二页，共42页。第33页/共41页第三十三页，共42页。北京一热脱硫废水加药单元第34页/共41页第三十四页，共42页。北京一热脱硫废水处理出水流量、浊度、压力计第35页/共41页第三十五页，共42页。大唐高井发电厂脱硫废水处理工艺系统图第36页/共41页第三十六页，共42页。大唐高井发电厂脱硫废水0m层平面布置图第37页/共41页第三十七页，共42页。大唐高井发电厂脱硫废水5m层平面布置图第38页/共41页第三十八页，共42页。脱硫废水处理业绩

1)北京第一热电厂湿法脱硫废水处理工程系统总承包设计废水流量2.1m3/h

2)江苏夏港电厂湿法脱硫废水处理工程系统总承包4X300MW

设计废水流量12m3/h

3)江苏天生港电厂湿法脱硫废水处理工程系统总承包

2X300MW

设计废水流量6m3/h

4)江苏常州电厂湿法脱硫废水处理工程

系统总承包4X600MW

设计废水流量20m3/h

5)北京大唐高井电厂湿法脱硫废水处理工程

系统总承包设计废水流量8m3/h

6)国电福建泉州南浦发电厂湿法脱硫废水处理工程系统总承包4X300MW

设计废水流量12.6m3/h

7)大唐国际潮州发电厂湿法脱硫废水处理工程系统总承包2X600＋2X1000MW

设计废水流量27m3/h第39页/共41页第