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美国燃煤电厂脱硫废水环保法规和处理技术

2017-04-17 16:46
人在旅途20
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3.美国脱硫废水处理技术

从2000年以后燃煤电厂脱硫废水的污染在美国逐渐引起了重视,针对脱硫废水的一些特性,很多国际性公司和美国本土公司加强了脱硫废水处理的研发。以下介绍目前美国正在使用和正在研发的处理技术。针对不同的水量水质特征,结合电厂的实际情况,可以选用不同的处理技术。

应该强调的一点是:硒,尤其是硒酸根(SeO32-)是目前最难以处理的重金属离子。所以很多处理技术(零排放除外)主要是针对硒的处理进行优化设计的。

3.1 自然沉淀法

自然沉淀法一般采用人工水塘或水池,沉淀脱硫废水中的悬浮性固体,其中主要是硫酸钙,硫酸镁。一般采用两个水塘或水池轮流运作的方式,即在一个水塘或水池接受脱硫废水的时候,清理另外一个水塘或水池的固体沉积物。

水塘或水池的出口部分的出水一般很清澈,可以和其他水,比如冷却水混合稀释排放。在脱硫废水标准出台之前,这个方法在美国被很多电厂采用。此种方法成本低,而且这些电厂有大量土地资源可以使用。有的电厂在脱硫废水流入水塘或水池之前添加氯化铁等絮凝剂增加固体沉淀。

3.2 传统物理化学沉淀法

物理化学沉淀法(简称物化法)通过添加化学药剂,调整pH值,经过脱饱和,絮凝,混凝,沉淀的方式达到去除固体和溶解性重金属离子的目的。普遍使用的药剂有氢氧化钙,氢氧化钠,氯化铁,氯化亚铁,无机硫化物(比如Na2S),有机硫化物(如TMT)等。

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图1物理化学沉淀法流程

该法优点:

1. 可以除掉大部分重金属;

2. 该处理法经过很多年的实践,是目前运行最成熟的脱硫废水处理技术;

3. 成本相对较低;

4. 可以作为后续处理的预处理。

该法缺点:

1.  无法满足最新的排放标准;

2.  对待脱硫废水,仍然有一些运行上的问题, 尤其是管道阻塞问题。

3.3 生物处理法

生物处理法是一种有效的处理重金属和例如硝酸根、亚硝酸根等营养物质的方法。这一部分介绍三种在美国应用于实践的生物处理方法。一般生物处理法并不单独使用,而是和物理化学沉淀法或自然沉淀法一起使用。

3.3.1 GE ABmet技术

ABmet是美国GE水处理公司(GE Waters)的一项生物处理技术。该技术是一种厌氧生物膜处理技术。该技术采用两个反应器,反应器里面填充多孔活性炭作为媒介,在活性炭上让选择好的微生物生长形成生物膜。GE声称这种微生物是为处理脱硫废水特殊培养的。

该方法除硒分两个步骤:第一步降低氧化还原电位,主要去除硝酸根或亚硝酸根,同时去除一部分汞,砷和其他重金属,第二部分去除硒酸根,并进一步去除其他金属离子。

第一个反应器的主要反应为:

NO3-+organic C → NO2-+organic C →  N2↑+ CO2↑+H2O

第二个反应器的主要反应为:

SeO4-+organic C → SeO3-+organic C → Se↓+CO2↑+H2O

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图2 物化法装置和ABmet生物处理装置(美国北卡罗来纳州某电厂)

该技术优点:

1. ABmet技术是脱硫废水处理领域比较先进的方法。该法经过10多年的实践和改进,在去除硒,汞,砷,和氮氧化物有很好的处理效率。在管理和维护上也取得了很多经验;

2. 处理后,废水中硒含量可以稳定的达到美国脱硫废水排放标准;

3. 可以有效去除硝酸盐或亚硝酸盐,处理后废水排放稳定达到美国脱硫废水排放标准;

4. 和物化法联合使用可以有效去除砷和汞,达到美国脱硫废水排放标准;

5. 和物化法联合使用可以有效去除其他重金属,如镍,铅,镉等。

该技术缺点:

1. 产生硫化氢;

2. 对汞的处理效率不十分稳定,需要有一个处理效率高的预处理系统(物化法)协助汞的处理;

3. 操作上要严格控制反冲洗,既要防止生成大量气体造成短路,也要防止微生物过度流失。

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