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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
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3.3.2 InfilcoDegremont公司的 IBIO技术

IBIO生物处理方法是由InfilcoDegromont公司2007年开发出来的一种生物处理脱硫废水的方法。该法在原理上和GE的ABmet技术是一致的,都是采用两级缺氧厌氧的方式达到硒酸根的还原。但GE采用的是生物膜的形式,IBIO采用的是微生物悬浮生长的模式。

IBIO也采用两级厌氧处理装置,第一个反应器主要用来去除硝酸根,第二个反应器用来处理硒酸根。

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图3 IBIO技术中试 (美国佐治亚州某电厂)

该技术优点:

1. 反应器不需要反冲洗。因为是悬浮生长型的生物反应器,液料混合均匀,没有液流短路等问题;

2. 不需要媒介,如粒状活性炭;

3. 造价相对GE的ABmet技术低一些。

该技术缺点:

1. 处理效果不如GE 的ABmet技术;

2. 反应微生物未经过精细筛选(相对ABmet而言);

3.3.3 人工湿地

人工湿地是由人工建造和控制运行的与沼泽地类似的地面,将污水有控制的投配到经人工建造的湿地上,主要利用土壤、人工介质、植物、微生物的物理、化学、生物三重协同作用,对污水进行处理的一种技术。一般的人工湿地主要是好氧反应,需要种植植物等作物加强水中的氧气供应。脱硫废水的处理过程中因为需要缺氧厌氧反应一般不种植植物,而采用投放木屑、牛马粪等固体物质。

为达到缺氧厌氧,处理脱硫废水的人工湿地水流采用纵向流动。

优点:

1. 造价低,运行方便;

2. 容易管理;

3. 能够处理重金属含量低的脱硫废水。

缺点:

1. 对重金属含量高的脱硫废水很难达到美国脱硫废水排放标准;

2. 对土地的需求量大;

3. 天气条件影响较大;

4. 一旦由于某种原因微生物大量死亡,处理效率的恢复需要较长时间。

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图4 纵向流人工湿地示意图

3.4 铁法

铁法是采用零价铁以及铁化合物的还原特性,对溶解性重金属离子进行还原,吸附和沉淀的方法。之前提到过,在治理脱硫废水的过程中,硒的去除是最困难的。这里仍然以除硒为例讨论铁法的工艺技术。

3.4.1 Kurida铁化学技术

日本Kurida公司在2001年以零价铁做还原剂,实现了对硒酸根的还原反应工程性使用。主要的反应为:

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图5 铁原子还原硒酸根的过程

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图6 Kurita铁技术处理流程

该技术在至少6家日本电厂用于处理脱硫废水。日本对脱硫废水的排放标准是0.1ppm。采用该方法可以把含0.5-0.6ppm硒的脱硫废水降解到0.1ppm以下。但是,对于美国标准的12ppb,该方法没有办法达到。另外,该技术需要加入大量的酸和碱进行pH值的调整,以利于铁的溶解和铁的沉淀。为了达到比较快的反应速度以减小反应器的尺寸,该公司设计的进水温度为70°C,实践中采用蒸汽加热脱硫废水。由于铁颗粒的大量溶解,经沉淀后产生了大量的污泥。这些都显著增加了运行成本。

3.4.2活性铁技术

零价铁(铁粉)用于处理废水过程中,铁粉表面容易形成铁锈钝化层,致使铁粉媒介迅速失活失效,成为零价铁技术应用的主要障碍。美国Texas A&M大学黄永恒教授通过界面化学控制铁的锈蚀反应,生成具有高度还原活性的铁氧化物相,并与零价铁互动形成协同效应,生成活性铁反应媒介(Activated Iron Media),不但解决了铁粉钝化失活问题,而且极大地提高了其对各类重金属污染物的去除反应效率。

美国Evoqua水技术公司(原Siemens waters)获得该技术授权开发活性铁技术,目前已经开始规模化应用于脱硫废水的处理。

优点:

1. 对各类重金属污染物,包括硒,汞,砷等都能高效去除,可以稳定达到美国排放标准;

2. 对汞的去除效果尤其出色,出水通常都低于10 ppt的痕量;

3. 成本比较低,不需要高效的物化法处理;

4. 相对生物处理技术,不产生硫化氢等有害气体。

缺点:

1. 对含硝酸根浓度高的脱硫废水除硒酸根的反应速度比较慢;

2. 硝酸根转化成铵根离子而不是氮气。

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图7 活性铁技术16升/秒的处理系统(佐治亚州某电厂)

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