銅陵美麗鄉(xiāng)村污水處理設(shè)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(yán)重污染環(huán)境，還會造成鎳資源的浪費(fèi)。

因此，含鎳、鉻廢水的處理已引起人們的廣泛關(guān)注。目前，常用的處理含鎳廢水的方法有：化學(xué)沉淀法、離子交換法、吸附法、電滲析法、蒸發(fā)濃縮法及反滲透法等，這些方法各有優(yōu)缺點(diǎn)和適用的范圍，但主要問題在于需有后續(xù)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(jìn)行了研究。

1、實(shí)驗(yàn)部分

1．1 廢水的來源及基本性質(zhì)

實(shí)驗(yàn)用廢水來自常州某企業(yè)電鍍鎳生產(chǎn)線。廢水主要水質(zhì)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(shí)驗(yàn)方法

1．2．1 補(bǔ)充鐵源水熱合成復(fù)合鐵氧體實(shí)驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)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(diào)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(zhuǎn)速進(jìn)行攪拌，在反應(yīng)時間為10mi

中很多是國家環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)中要求控制的第一類污染物。由于水質(zhì)的特殊性，脫硫廢水處理難度較大。目前，國內(nèi)部分電廠脫硫廢水主要采用傳統(tǒng)蒸發(fā)結(jié)晶和煙道蒸發(fā)2種工藝。蒸發(fā)結(jié)晶工藝大致可分為預(yù)處理蒸發(fā)結(jié)晶和濃縮蒸發(fā)結(jié)晶，根據(jù)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(fā)工藝分為三聯(lián)箱預(yù)處理后直接煙道蒸發(fā)和旁路煙道蒸發(fā)等，最終達(dá)到脫硫廢水

燥系統(tǒng)的工作溫度一直處在露點(diǎn)溫度以上，因此塔體及煙道等與煙氣介質(zhì)接觸的材料無需進(jìn)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(zhì)。

3、應(yīng)用實(shí)例分析

3.1 機(jī)組概況

山西臨汾熱電有限公司建設(shè)規(guī)模為2×300MW燃煤發(fā)電機(jī)

。在脫硫廢水中，由于發(fā)電強(qiáng)度的變化，含鹽量往往高于其它雜質(zhì)，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(fù)雜，水質(zhì)變化較大。

（3）懸浮物含量高。

2、燃煤電廠現(xiàn)有脫硫廢水技術(shù)

（1）煙道噴霧干燥技術(shù)。

銅陵美麗鄉(xiāng)村污水處理設(shè)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(yùn)營和管理成本相對較低，國外應(yīng)用成果較少，在我國還沒有成功的運(yùn)營案例，目前尚處于試用階段或尚未實(shí)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(shí)踐檢驗(yàn)。

（2）預(yù)處理-傳統(tǒng)蒸發(fā)結(jié)晶。

脫硫廢水通過添加石灰(碳酸鈉)、有機(jī)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(jié)垢物質(zhì)。經(jīng)過多效蒸發(fā)器或機(jī)械蒸汽再壓縮蒸發(fā)器蒸發(fā)結(jié)晶，冷凝水回用，結(jié)晶鹽處理.該技術(shù)成熟可靠，但投資和運(yùn)營成本高。

（3）預(yù)處理-膜濃縮-傳統(tǒng)蒸發(fā)結(jié)晶。

脫硫廢水經(jīng)石灰(碳酸鈉)、絮凝劑和重力沉降預(yù)處理后，去除了大部分懸浮物、重金屬以及F-、硬度、SiO2等結(jié)垢物質(zhì)。在此基礎(chǔ)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(yù)處理廢水進(jìn)行濃縮處理，對淡水進(jìn)行回用，濃縮水進(jìn)入傳統(tǒng)的蒸發(fā)結(jié)晶系統(tǒng)。冷凝水被重復(fù)使用，結(jié)晶鹽被分開處理。

3、五種預(yù)處理的軟化工藝特點(diǎn)分析

雖然脫硫廢水采用三容器處理，但后續(xù)膜處理的硬度、懸浮物、SiO2、Fe、HCO3濃度仍然很高，因此仍需加強(qiáng)軟化預(yù)處理。經(jīng)過預(yù)處理后，出水水質(zhì)達(dá)到膜入口的要求，才能進(jìn)入膜系統(tǒng)，達(dá)到濃縮和減少水量的目的。脫硫廢水軟化預(yù)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(yīng)用于廢水的軟化處理。該工藝具有穩(wěn)定性和可靠性好的優(yōu)點(diǎn)。例如，某電廠廢水軟化處理可將兩級化學(xué)軟化處理后的總硬度降低到小于100ppm。在將pH調(diào)節(jié)到蒸發(fā)系統(tǒng)之后，可以保證蒸發(fā)系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。該工藝的缺點(diǎn)是需要消耗大量的化學(xué)品，在軟化過程中會產(chǎn)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(wěn)定可靠是這個系統(tǒng)的工藝特點(diǎn)。離子交換后，出水的硬度可降低到10ppm以內(nèi)，不過脫硫廢水的硬度過高，存在設(shè)備投資過多、再生廢水產(chǎn)量過大等問題。所以，在實(shí)際應(yīng)用中，可以考慮增加化學(xué)軟化廢水中的離子交換軟化，進(jìn)一步降低廢水的硬度，并保證后續(xù)系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。少量的再生廢水可以返回到原來的化學(xué)軟化系統(tǒng)，以確保該系統(tǒng)不產(chǎn)生新的污染物，以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)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(diào)整為12~13，沉淀石膏顆粒；在第二步中，脫硫煙氣經(jīng)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(fā)電機(jī)組，配2×1060t/h國產(chǎn)亞臨界、四角切圓燃燒、一次中間再熱、固態(tài)排渣爐，配置石灰石—石膏濕法煙氣脫硫系統(tǒng)和SCR脫硝裝置。脫硫廢水處理系統(tǒng)采用傳統(tǒng)的三聯(lián)箱系統(tǒng)，即通過投加石灰（碳酸鈉）、有機(jī)硫、絮凝劑等處理后進(jìn)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(jìn)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(fā)結(jié)晶工藝的建設(shè)投資和運(yùn)行成本均高于煙道蒸發(fā)工藝，因此近年來煙道蒸發(fā)工藝成為電廠脫硫廢水深度處理的發(fā)展方向和趨勢。但在實(shí)際運(yùn)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(jié)垢、煙氣排放溫度過低等問題。旁路煙道旋轉(zhuǎn)噴霧干燥法是煙道蒸發(fā)工藝中的新型技術(shù)，解決了傳統(tǒng)煙道蒸發(fā)工藝中存在的噴嘴堵塞、煙道結(jié)垢等問題。

2、旋轉(zhuǎn)噴霧干燥法介紹

2.1 技術(shù)原理

噴霧干燥工藝是將溶液、乳濁液、懸浮液或漿料在熱風(fēng)中噴霧成細(xì)小的液滴，在液滴下落過程中，水分被蒸發(fā)，廢水中的鹽類形成粉末狀或顆粒狀干燥產(chǎn)物的過程。噴霧干燥工藝技術(shù)的核心是旋轉(zhuǎn)霧化器（見圖1）。每座噴霧干燥塔配置1臺旋轉(zhuǎn)霧化器，利用旋轉(zhuǎn)霧化器的離心力，使料液在旋轉(zhuǎn)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(yùn)動，離開霧化盤邊緣時，溶液經(jīng)旋轉(zhuǎn)霧化器霧化為直徑為10

n～2h，在一定溫度下進(jìn)行

系統(tǒng)出口煙道溫度調(diào)節(jié)進(jìn)入系統(tǒng)的煙氣量，其他煙道均采用開關(guān)型擋板門。

（2）煙氣進(jìn)入噴霧干燥塔后，經(jīng)煙氣分布器被分布成繞霧化盤旋轉(zhuǎn)流動及繞霧化盤邊緣向下流動的煙氣流，與經(jīng)過旋轉(zhuǎn)霧化器霧化的細(xì)小廢水液滴充分接觸，使液滴中的水分迅速揮發(fā)，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(qū)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(jù)煙氣量和機(jī)組負(fù)荷隨時調(diào)整。

3.3 運(yùn)行效果

3.3.1 改造后運(yùn)行及煙道結(jié)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(tǒng)設(shè)計(jì)處理廢水能力為5t/h，采用BOT方式，機(jī)組100%負(fù)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(jī)組運(yùn)行半年后處理廢水量超過1000

復(fù)合鐵氧體水熱合成反應(yīng)。反應(yīng)過后將圓底燒瓶內(nèi)的溶液采用過濾進(jìn)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(fù)清洗，然后于110℃下烘干，進(jìn)行回收。

1．2．2 復(fù)合鐵氧體的浸出毒性實(shí)驗(yàn)

稱取定量的濾餅粉末，置于具塞三角瓶中，根據(jù)其含水率，按照液固比為10：1(L•kg-1)計(jì)算出所需要浸提劑的體積，加入浸提劑(將質(zhì)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(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速為30r•min-1，于25℃下震蕩20h，反應(yīng)后抽濾，取濾液，測其鎳和鉻含量。

2、結(jié)果與討論

2．1 鐵鹽投加量的影響