脱硫废水的处理毕业论文

太原科技大学毕业设计-0-脱硫废水的处理摘要：石灰石-石膏湿法脱硫是目前世界上技术最为成熟、应用最多的烟气脱硫工艺，但是该脱硫工艺会产生一定量的脱硫废水，本文介绍了脱硫废水的来源，水质特点，主要对脱硫废水的处理流程和构筑物进行了设计和计算。关键词：烟气脱硫，固体接触澄清池，反应澄清池，絮凝剂，重金属离子太原科技大学毕业设计-1-TheTreatmentOfFGDWastewaterInstituteforEnvironmentandSecurityEnvironmentalEngineering051401Director:GuoYabingAbstract:Limestone-gypsumwetFGDtechnologyistheworld'smostmature,themostwidelyusedfluegasdesulfurizationprocess,butthedesulfurizationprocesswillhaveacertainamountofdesulfurizationwastewater,desulfurizationInthispaper,thesourceofwastewater,waterqualitycharacteristics,mainlyonthedesulfurizationwastewaterdealingwithprocessesandstructuresaredesignedandcalculated.KeyWords:FGD,solidscontactclarifiers,reactionclarifiers,flocculants，heavymetalions太原科技大学毕业设计-2-第1章概论1.1设计任务书及内容1.1.1毕业设计题目脱硫废水处理工艺设计1.1.2设计内容1.原始数据与设计参数表1.1进水水质指标废水特性单位设计值范围总进水量m³/h308-20TSDwt.%1.080.5-1.5pH5.74-8温度°C4720-50TDSmg/L28,960---氯化物mg/L12,0008,000-19,000硫化物mg/L5,6002,000-8,000废水比重---1.041.0-1.04表1.2排放标准检测项目单位控制值或最高允许排放浓度值总Hgmg/L0.05总Cdmg/L0.1总Crmg/L1.5总Asmg/L0.5总Pbmg/L1.0总Nimg/L1.0太原科技大学毕业设计-3-总Znmg/L2.0TSDmg/L70氟化物mg/L30pHmg/L6-92．污水处理工艺流程处理流程具体如下：污水→1＃反应罐→2＃反应罐→反应澄清池→均衡池→3＃反应罐→固体接触澄清池→pH调节池→砂滤→出水3.毕业设计的目和要求污水处理毕业设计的目的在于加深理解所学的专业知识，培养运用所学的专业知识的能力，在设计、计算、绘图等方面得到锻炼。针对一个脱硫污水处理流程，要求对主要的污水和污泥处理构筑物的工艺尺寸及工艺参数进行计算，确定污水处理工艺流程和总平面布置图，最后完成设计计算说明书和设计图纸。4.设计内容(1)污水、污泥处理流程确定，对比优化选择经济合理的工艺流程；主要处理工艺参数(药剂及其添加量等)的确定；主要处理构筑物(中和反应槽、絮凝槽、澄清池、浓缩池)设计计算；(2)编制设计计算说明书一份（70页左右）。(3)翻译外文资料一篇（1万字符左右）。(4)绘制图纸：错误!未找到引用源。工艺流程图一张（A0）错误!未找到引用源。总平面布置图一张（A0）错误!未找到引用源。澄清池结构图一张（A1）错误!未找到引用源。浓缩池结构图一张（A1）5.设计要求（1）方案选择应论据充分，具有说服力。（2）设计参数选择有根据，合理全面。（3）计算所选用的公式要有来源依据，计算应有足够的准确性。太原科技大学毕业设计-4-（4）图纸应正确表达设计意图，符合制图要求。（5）设计计算说明书应层次清楚，语言简练，书写工整，说明问题。1.2国内外脱硫除尘废水处理技术概述燃煤烟气脱硫是目前世界上唯一大规模商业化应用的脱硫方式,是控制燃煤锅炉SO2排放的主要技术手段。其中石灰石-石膏湿法脱硫又是目前世界上技术最为成熟、应用最多的烟气脱硫工艺,也是国家环保总局推荐的首选脱硫工艺。石灰石-石膏湿式脱硫工艺,具有脱硫效率高(≥95%),吸收剂利用率高,对煤种适应性好,工艺成熟,运行可靠等优点。运行维护亦较为方便。但该脱硫工艺会产生一定量的脱硫废水,需处理后达标排放。因此,选择合理的废水处理工艺,优化设计,达标排放也是确保脱硫系统正常运行的重要措施。我国是世界上煤炭生产和消费大国,煤炭在中国能源结构中的比例高达76.2%,排放的SO2中90%来自于燃煤。随着社会的发展,人们环境保护意识不断提高,因此,对SO2排放的控制已势在必行。烟气脱硫是目前世界上大规模应用的脱硫方式,是控制二氧化硫污染的主要技术手段。目前我国火电厂烟气脱硫主要采用湿法脱硫(石灰石/石膏法)。锅炉烟气湿法脱硫(石灰石/石膏法)过程产生的废水来源于吸收塔排放水。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。石灰石—石膏法是目前使用广泛的一种烟气脱硫技术,它能高效脱除烟气中的硫。对于湿法烟气脱硫技术,一般应控制氯离子含量小于2000mg/L。脱硫废液呈酸性(pH值为4～6),悬浮物质量分数为9000～12700mg/L,脱硫废水的处理主要是以化学、机械方法分离重金属和其它可沉淀的物质,如氟化物、亚硫酸盐和硫酸盐。1.2.1现行国外典型脱硫除尘废水处理技术国外典型废水处理方法是基于脱硫除尘废水的排放特征而来,针对不同种类的污染物,采用不同的去除方法。(1)酸碱度调节（去除）先在废水中加入石灰乳或其它碱性化学试剂(如NaOH等),将pH值调至6～7,可以有效去除氟化物(生成CaF2沉淀)和部分重金属。然后加入石灰乳、有机硫和絮凝剂,将pH值升至8～9,使重金属以氢氧化物和硫化物的形式沉淀。太原科技大学毕业设计-5-(2)汞、铜等重金属的去除沉淀分离去除汞、铜等重金属沉淀分离是一种常用的金属分离法。脱硫废水一般采用加入可溶性氢氧化物,如氢氧化钠,产生氢氧化物沉淀来分离重金属离子。在脱硫废水处理中,一般控制pH值在8.5～9.0之间,使一些重金属,如铁、铜、铅、镍和铬生成氢氧化物沉淀。对于汞、铜等重金属,一般采用加入可溶性硫化物如硫化钠,使产生Hg2S、CuS等沉淀,这两种沉淀物质溶解度都很小,溶度积数量级在10-40～1050之间。对于汞使用硫化钠，只要添加小于1mg/LS2-，就可对小于10μg/L浓度的汞产生作用。为了改善重金属析出过程，制备一种能良好沉淀的泥浆，一般可使用三价铁盐如FeCl3及一般为阴离子态的絮凝剂。通过以上两级处理，即可使重金属达标排放。以加拿大Lambton电厂为例，一般脱硫废水处理工艺见图1。图1.1加拿大Lambtom电厂脱硫废水处理工艺还有一些工艺,以Ca(OH)2代替NaOH,反应过程中同时产生CaF2、CaSO3、CaSO4沉淀物,以分离氟化物、亚硫酸盐、硫酸盐等盐类物质。采用Steinmullerj技术的波兰RAFAKO公司认为,使用Ca(OH)2溶液,通过加絮凝剂、助凝剂还可沉淀CaCl2分离Cl-。另外,德国一些公司,使用同样有选择作用的TMT替代Na2S来沉淀汞,这种工艺相对操作简单。太原科技大学毕业设计-6-图1.2德国BABCOCK公司典型脱硫废水处理工艺1.2.2国内现行典型脱硫除尘废水处理技术综述在消化、吸收和引进国外先进脱硫技术的基础上，随着环境保护工作的逐年加强，脱硫除尘废水的稳妥达标处理也日益得到高度关注，结合国内电厂脱硫废水的实际情况：1）湿法脱硫废水的主要特征是呈现弱酸性，pH值低于5.7；悬浮物高，但颗粒细小，主要成分为粉尘和脱硫产物（CaSO4和CaSO3）；2）含有可溶性的氯化物和氟化物、硝酸盐等；还有Hg、Pb、Ni、As、Cd、Cr等重金属离子。由此国内的处理技术基本基于如上废水的排放性质，采用物化法针对不同种类的污染物，分别创造合宜的理化反应条件，使之予以彻底去除，基本分为如下几个主要反应步骤：1）先行加入碱液，调整废水pH值，在调整酸碱度的同时，为后续处理工艺环节创造适宜的反应条件；2）加入有机硫化物、絮凝剂和适量的助凝剂，通过机械搅拌创造合适的反应梯度使废水中的大部分重金属形成沉淀物并沉降下来；3）通过投加的絮凝剂和适宜的反应条件，使得废水中的大部分悬浮物沉淀下来，通过澄清池（斜板沉淀池）予以去除；4）加入絮凝剂使沉淀浓缩成为污泥，污泥被送至灰场堆放。废水的pH值和悬浮物达标后直接外排，其大致的工艺处理流程见图3。太原科技大学毕业设计-7-图1.3脱硫除尘废水处理工艺流程（国内）脱硫废水处理包括以下4个步骤：1）废水中和反应池由3个隔槽组成，每个隔槽充满后自流进入下个隔槽，在脱硫废水进入第1隔槽的同时加入一定量的石灰浆液，通过不断搅拌，其pH值可从5.5左右升至9.0以上。2）重金属沉淀Ca（OH）2的加入不但升高了废水的pH值，而且使Fe3+、Zn2+、Cu2+、Ni2+、Cr3+等重金属离子生成氢氧化物沉淀。一般情况下3价重金属离子比2价离子更容易沉淀，当pH值达到9.0～9.5时，大多数重金属离子均形成了难溶氢氧化物。同时石灰浆液中的Ca2+还能与废水中的部分F-反应，生成难溶的CaF2；与As3+络合生成Ca（AsO.3）2等难溶物质。此时Pb2+、Hg2+仍以离子形态留在废水中，所以在第2隔槽中加入有机硫化物（TMT—15），使其与Pb2+、Hg2+反应形成难溶的硫化物沉积下来。3）絮凝反应经前2步化学沉淀反应后，废水中还含有许多细小而分散的颗粒和胶体物质，所以在第3隔槽中加入一定比例的絮凝剂FeClSO4，使它们凝聚成大颗粒而沉积下来，在废水反应池的出口加入阳离子高分子聚合电解质作为助凝剂，来降低颗粒的表面张力，强化颗粒的长大过程，进一步促进氢氧化物和硫化物的沉淀，使细小的絮凝物慢慢变成更大、更容易沉积的絮状物，同时脱硫废水中的悬浮物也沉降下来。4）浓缩/澄清絮凝后的废水从反应池溢流进入装有搅拌器的澄清/浓缩池中，絮凝物沉积在底步并通过中太原科技大学毕业设计-8-立浓缩成污泥，上部则为净水。大部分污泥经污泥泵排到灰浆池，小部分污泥作为接触污泥返回废水反应池，提供沉淀所需的晶核。上部净水通过澄清/浓缩池周边的溢流口自流到净水箱，净水箱设置了监测净水pH值和悬浮物的在线监测仪表，如果pH和悬浮物达到排水设计标准则通过净水泵外排，否则将其送回废水反应池继续处理，直到合格为止。太原科技大学毕业设计-9-第2章处理构筑物的设计计算2.1.污水处理系统烟气脱硫废水水质特点烟气脱硫废水的水量与脱硫工艺、脱硫系统以及烟气成分等因素有关,一般脱硫废水水量为5～20m3/h。脱硫废水中的杂质主要来源于烟气和脱硫剂。由于煤中含有包括重金属元素在内的多种元素,如F、C1、Cd、Hg、Pb、Ni、As和Cr等,这些元素在燃烧过程中产生了多种化合物,这些化合物一部分随炉渣排出炉膛,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。综合比较火力发电厂脱硫废水的水质,脱硫废水的水质特点如下:a.脱硫废水呈弱酸性,pH值一般为4～6,明显低于GB8978-1D996《污水综合排放标准》中pH值为6～9的排放标准。b.悬浮物含量高,实验证明,脱硫废水中的悬浮物主要是石膏颗粒、二氧化硅,以及铁、铝的氢氧化物。c.脱硫废水中的阳离子为钙、镁等离子,含量极高,铁、铝含量较高,其它重金属离子含量不高,但大多数都超过了GB8978-1D996《污水综合排放标准》中规定的排放指标。d.脱硫废水中的阴离子主要有C1-、SO4-2、SO3-2、F-等。e.化学耗氧量与通常的废水不同,在脱硫废水中,形成化学耗氧量的主要因素不是有机物,而是还原态的无机物连二硫酸盐。废水处理系统包括两阶段物理化学处理过程，如下：第一阶段错误!未找到引用源。添加石灰石使大部分重金属以氢氧化物的形式