目前國內(nèi)脫硫廢水處理工藝的選定基本都依據(jù)國家排放標準。主要處理類和第二類污染物,采用的主要工藝方法為物化法,該工藝流程是以國外在我國電廠脫硫廢水處理工藝應(yīng)用的基礎(chǔ)上進行縮放的模式。
脫硫廢水pH值一般在5~6范圍內(nèi),呈弱酸性,此時許多重金屬離子仍有良好的溶解性。所以,脫硫廢水的處理主要是以化學、機械方法分離重金屬和其他可沉淀的物質(zhì),如氟化物、亞硫酸鹽和硫酸鹽。調(diào)節(jié)pH值,從而使廢水能達到有關(guān)環(huán)保質(zhì)量標準和排放標準。沉淀分離是一種常用的金屬分離法,除活潑金屬外,許多金屬的氫氧化物的溶解度較小。故脫硫廢水一般采用加入可溶性氫氧化物,產(chǎn)生氫氧化物沉淀來分離重金屬離子。值得注意的是,由于在不同的pH值下,金屬氫氧化物的溶度積相差較大,故反應(yīng)時應(yīng)嚴格控制其pH值。
在脫硫廢水處理中,一般控制pH值8.5~9.0之間,在這一范圍內(nèi)可使一些重金屬,如鐵、銅、鉛、鎳和鉻生成氫氧化物沉淀。國內(nèi)普遍使用調(diào)節(jié)pH值和重金屬離子形成氫氧化物沉淀的藥劑為氫氧化鈉(NaOH)或者氫氧化鈣(Ca(OH)2);NaOH可直接從市場采購;Ca(OH)2則需要市場采購石灰粉進行配置,工藝相對復(fù)雜。但使用Ca(OH)2的優(yōu)勢是,反應(yīng)過程中同時產(chǎn)生CaF2、CaSO3、CaSO4沉淀物,以分離氟化物、亞硝酸鹽、硫酸鹽等鹽類物質(zhì)。采用Steinmuller技術(shù)的波蘭RAFAKO公司認為,使用Ca(OH)2溶液,通過加絮凝劑、助凝劑還可沉淀CaCl2,分離Cl-。而*的原因,困擾濕法脫硫工藝的要難題是Cl-的去除。所以用Ca(OH)2調(diào)節(jié)脫硫廢水pH值是*選擇。
對于汞、銅等重金屬,一般采用加入可溶性硫化物如硫化鈉(Na2S),以產(chǎn)生Hg2S、CuS等沉淀,這兩種沉淀物質(zhì)溶解度都很小,溶度積數(shù)量在10-40~10-50之間。而Na2S本身的毒性會給污泥的培養(yǎng)以及操作運行人員帶來不利影響。而國內(nèi)目前普遍采用15%TMT溶液(Trimer2cap to-s-trianzin)替代Na2S來沉淀汞、重金屬等,取得比較好的效果。用于混凝劑的藥劑為復(fù)合鐵(硫酸氯鐵FeClSO4);用于助凝劑的藥劑為PAM(聚丙烯酰胺);用于調(diào)節(jié)pH出水的藥劑為鹽酸(HCl)。這些工藝操作相對簡單,也是目前國內(nèi)脫硫廢水處理工藝的主流。
添加上述藥劑的廢水在綜合反應(yīng)槽中進行化學反應(yīng)。綜合反應(yīng)槽共分3格,由pH調(diào)整槽、反應(yīng)槽及絮凝槽連通構(gòu)成,分別完成廢水的pH調(diào)整、沉淀反應(yīng)和混凝澄清。澄清器主要用于沉淀前設(shè)備反應(yīng)生成的絮體,由于絮體密度較小,沉降性能較差,因此澄清器采用較低的上升流速和較長的停留時間。澄清池的排泥方式為間斷排泥,泥渣通過泥渣泵外排。設(shè)計排泥時間一般為每天6~8h。
從目前國內(nèi)濕法脫硫廢水處理運行狀況看,經(jīng)上述處理工藝處理后重金屬離子以及氟離子均能穩(wěn)定達標排放,但SS和COD往往不能穩(wěn)定達標排放。脫硫廢水處理出水COD不達標原因主要是廢水中COD濃度高(煤質(zhì)和石灰石產(chǎn)地不同,濃度也不同)。有的廢水COD濃度400mg/L,采用物化法的去除率一般只有45~55%,因此往往超標。SS濃度超標主要原因是澄清和污泥濃縮池合建,當污泥處置不及時,澄清污泥濃縮池中污泥界面上升造成沉降時間不足引起SS超標排放。