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氧化镁湿法脱硫废水处理工艺流程探讨
编辑:氧化镁发布:2018-05-27已访问:
氧化镁湿法脱硫水处理系统简述
 
两台氧化镁湿法脱硫塔,脱硫工艺原理基本与氧化钙湿法脱硫工艺一致,烟气从脱硫反应塔的下部径向进入反应塔,在反应塔内上升的过程中与氢氧化镁浆液相接触,烟气中二氧化硫与氢氧化镁反应生成亚硫酸镁以达到脱硫的效果,亚硫酸镁物理性质属于难溶物质,其在氧化风机的作用下部分转化为硫酸镁。
 
SO2+Mg(OH)2+2H2O→MgSO3+3H2O
 
2MgSO3+O2→2MgSO4
 
同时烟气中含有的SO3、HCl和HF等有害气体也在吸取塔中被吸取而溶入浆液。随着脱硫塔内氢氧化镁的消耗,pH值将降低,需要不断补入新鲜浆液至脱硫塔内,经脱硫反应的产物需要定期排出。由于氧化镁湿法脱硫的产物主要成分为亚硫酸镁与硫酸镁,不同于钙法脱硫的硫酸钙,硫酸钙溶解度低可通过旋流后采用真空皮带机产出纯度较高的石膏,且石膏市场广阔。然而对于氧化镁湿法脱硫产物为亚硫酸镁及硫酸镁,硫酸镁溶解度高,亚硫酸镁含量随着氧化风机的运行工况变化较大,无法实现提取纯度较高的硫酸镁或亚硫酸镁,且提取产物由于纯度达不到要求,市场前景堪忧。所以企业两台脱硫塔排出浆液处理系统未设置真空皮带机以提取产物达到综合利用的目的,而脱硫塔排浆直接进入脱硫废水处理系统,而排出浆液中的固含量较大、温度较高(53℃)、pH低、废水量大等不利因素给脱硫废水的处理工艺带来了很大的难度。
 
氧化镁湿法脱硫废水处理工艺
 
脱硫废水处理系统工艺采用目前湿法脱硫中较主流的处理工艺,废水处理的主要目的为去除脱硫废水中悬浮物、重金属离子、COD(亚硫酸根引起),并同步调节pH值至6-9。
 
氧化镁湿法脱硫废水处理工艺流程
 
脱硫废水处理工艺主要由以下基本过程完成:
 
脱硫塔浆液经浆液排出泵进入废水缓冲池,废水提升泵将缓冲池废水提升至中和箱,在中和箱加入石灰乳,水中的氟离子变成不溶解的氟化钙沉淀,使废水中大部分重金属离子以微溶氢氧化物的形式析出。随后,废水流入反应箱中,在反应箱中加入FeClSO4和有机硫使分散于水中的重金属形成微细絮凝体。第三步,微细絮凝体在缓慢和平滑的混合作用下在反应箱中形成稍大的絮凝体,在反应箱出口加入助凝剂PAM(聚丙烯酰胺),在下流过程中助凝剂与絮凝体形成更大的絮凝体。既而在澄清池中絮凝体和水分离,絮凝体在重力浓缩作用下形成浓缩污泥,澄清池出水(清水)流入清水池内并进行加酸调节pH值到6-9后进行回收系统回用,澄清池底部产生污泥采用厢式压滤机进行压滤产生泥饼。
 
4  废水处理系统运行中出现的问题
 
4.1 废水固含量大易出现设备堵塞问题
 
    根据脱硫塔设计浆液排出能力,当二氧化硫排放浓度达到50mg/m3时,浆液排出将达到34m3/h,氧化风机正常运行时,可将排出浆液中MgSO3氧化成MgSO4,从而降低固含量,可控制排出浆液中的固含量小于5%。如脱硫塔排出浆液未被氧化不充分,排出浆液中的MgSO3成分较高,固含量将超过15%。固含量的增高将直接影响脱硫废水系统的处理效果,固含量如大于10%时,系统管道阀门极易容易出现堵塞现象,堵塞现象主要集中于中和箱、沉降箱及反应箱,将直接堵塞废水箱的溢流孔,导致出水不畅。同时,固含量的增加将直接使澄清池的运行压力增加,压滤机工作压力增加。
 
4.2 澄清池出水悬浮物控制问题
 
脱硫废水处理所加药剂主要为Ca(OH)2、PAM(聚丙烯酰胺)、FeClSO4、有机硫四种水处理药品。Ca(OH)2的主要作用为提升pH值,并结合重金属离子进出沉淀;PAM(聚丙烯酰胺)为一种高分子凝聚剂,主要作用为助凝作用;FeClSO4也是凝聚剂的一种。澄清池澄清效果的好坏主要取决于PAM及FeClSO4的投加量,如投加量太高将直接时出水颜色变深,水的粘性增加,出水含有药剂量增加,导致出水水质超标;药剂投加量太少,澄清池中无法形成矾花,固含量沉降效果降低,导致出水悬浮物大于70mg/m3。当然,加药适量的前提是用Ca(OH)2水的pH值调整至9.0左右。
 
4.3 厢式压滤机运行中出现的问题
 
目前污水处理过程中,液固分离的最有效的措施仍然是过滤及离心脱水,而目前水处理使用最为广泛的仍是过滤机产品。脱硫废水系统中所使用过滤机为125m2厢式压滤机,目前厢式压滤机运行中出现的主要问题有:
 
1) 滤布的选型,滤布通常分为涤纶、棉纶、锦纶等材质,不同滤布的性能对废水的pH值,固含量大小等指标的适应程度不一,而压滤机运行效果的好坏最主要选取合适的滤布,如选取不合适的滤布将出现滤布短时间内破损,过滤通道堵塞,粘板等问题。针对365bet官网最新网址司脱硫浆液中存在污泥量较大,对过滤材质要求,经试用选型为涤纶材质,其强度高,透水性较好。
 
                     表一  厢式压滤机滤布的性能特点分析
 
 
 
1) PAM加药量的调整,PAM时一种有机高分子凝聚剂,澄清池污泥中PAM含量过高将直接使污泥的粘结性升高,进入压滤机有将使污泥压成泥饼后的粘性大幅提升,从而使泥饼粘在滤布上而无法正常卸出,同时PAM极易使滤布的过滤通道堵塞,使过滤能力大幅下降。
 
4.4 污泥泵选取问题
 
 目前脱硫废水处理系统污泥输送泵较常用的为螺杆泵,其抗腐蚀能力差、易磨损、修理难度及成本高是目前公认的缺点。脱硫废水污泥输送泵采用气动隔膜阀泵进行尝试,污泥循环泵仍采用螺杆泵,经过气动隔膜泵相对于螺杆泵主要有以下几方面的优点,气动隔膜泵采用压缩空气为动力源,隔膜组件采用进口PTFE、橡胶等材质,抗腐蚀性能大幅提升,同时磨损程度较小,更换隔膜简便。而螺杆泵运行中易出现螺杆腐蚀,由于脱硫废水中的Cl离子含量通常比较高,根据实际化验监测脱硫废水中的Cl离子含量通常都大于5000mg/L,同时污泥中结晶物含量较多,螺杆泵的磨损同样是不能忽视的。但气动隔膜泵的价格较高,流量略低于螺杆泵,且对气源的要求较高,气源压力需稳定,含水率及杂质需有保障。 
 
5  对策实施
 
5.1 降低脱硫废水的固含量
 
    由于365bet官网最新网址厂脱硫塔采用氧化镁湿法脱硫工艺,且脱硫排出浆液中并未设置真空皮带机等去除固含量的设备,运行中无法进行固含量的脱除,而根据MgSO3氧化成MgSO4的溶解度,如需降低排出浆液中的固含量,必须降低MgSO3的含量,而氧化风机的作用巨大,氧化风机对脱硫浆液的氧化程度将直接影响到排出浆液中的固含量。所以,保持氧化风系统的正常运行可直接降低脱硫排出浆液的处理难度,降低管道堵塞、箱低结块等情况的发生。
 
5.2 加药量的控制
 
加药量是否得当将直接影响澄清池的出水水质。而在脱硫废水处理过程中,加药量比较难以调整的主要为PAM及FeClSO4,其加药量的大小直接影响澄清池混凝效果的好坏,也影响着过滤装置的过滤性能。同时加药量过大反而会污染出水水质,导致污泥中助凝剂含量过高,从而影响压滤机的压滤效果。所以加药量需根据排出浆液的流量大小不断进行调整,以最合适的加药量达到最优的处理效果。
 
5.3 压滤机使用过程中的注意事项
 
压滤机虽原理简单,使用操作简便,但操作不当极易导致整个废水系统运行中断,在压滤机使用操作中,主要需要注意以下几点:
 
1) 压滤机保压时必须确保滤板平整,滤板间无杂物,滤布均匀。由于压滤机保压时压力将达到20MPa,如压滤机滤板参差不齐极易导致在保压过程中使压紧装置大轴弯曲损坏,滤板出现损坏等情况,同时滤板的杂物可使污泥泵运行中泥浆泄漏,从而无法进行压滤操作。
 
2) 滤布的清洗,压滤运行的效果主要看滤布过滤是否顺畅,泥饼干化程度是否良好,这就要求滤布在使用一定的时间周期后进行清洗,由于滤布在使用过程中滤眼会随着运行时间的加长而出现堵塞,导致滤布过滤能力逐步下降。滤布的选择需参照照过滤污泥特性、pH值,污泥输送量等参数确定滤布种类。
 
5.4处理效果的提升
 
5.4.1 水质处理效果:经对氧化镁湿法脱硫废水处理系统的摸索,优化调整,总结系统流程中出现的问题并逐步改造,整个废水系统的水质及脱硫污泥干化处理效果得以提升。
 
表二  脱硫废水处理前后化学分析指标对比
 
5.4.2  压滤机压滤效果:废水系统压滤机工作也经优化滤布的选型,过滤效果得以提升,厢式压滤机压出泥饼含水率小于35%,处置难题得以解决。
 
6  结论
 
与石灰石湿法脱硫废水处理工艺相比,氧化镁湿法脱硫废水处理工艺中并无废水回流装置及石膏脱除装置,废水处理难度相对较高。但针对氧化镁脱硫废水处理工艺流程中出现的一系列问题,进行优化调整,并总结废水处理过程中的运行经验,不断改善运行方法,镁法脱硫废水处理的效果可得到明显提升,但废水处理工艺流程中固含量高导致易结晶堵塞等问题仍不可忽视。
 
 
参  考  文  献 
 
[1]《石灰石-石膏湿法烟气脱硫废水的处置》 电力环境保护 2004,20(3); 47-48,56
 
[2]《脱硫废水处理设备》 中华人民共和国工业和信息化部 2013-09-01实施
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