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石灰石一石膏湿法烟气脱硫技术用于火电厂脱硫废水氨氮去除工艺

来源: 北京莱金源水处理技术有限公司

石灰石一石膏湿法烟气脱硫技术用于火电厂脱硫废水氨氮去除工艺
 目前,石灰石一石膏湿法烟气脱硫技术以其技术成熟、适用煤种广、脱硫效率高和对机组的适应性好而成为国内外火电厂应用最广泛的脱硫技术,但该过程中不可避免的会有脱硫废水排出。脱硫废水水质一般呈酸性(PH为4-6),含有大量的悬浮物、氨氮和重金属污染物,以及Ca2+, Mg2+,F-,SO42-,Cl-,S2-等。若脱硫废水无法达标排放将会存在较大的环保风险。近年来为满足火电厂节水工作要求,脱硫系统工艺水已逐步采用城市中水、循环水排污水等氨氮含量较高的废水,同时由于H常运行中脱硝后逃逸的氨会随烟气进入脱硫吸收塔被洗涤.最终进入脱硫废水,导致较多电厂脱硫废水中氨氮超标。但是目前电厂常规的脱硫废水处理工艺(CaO调PH→Na2S沉淀→PFS絮凝→助凝→沉淀)并未考虑对氨氮的去除,导致出水不能满足《污水综合排放标准》(GB8978-1996)对氨氮的排放要求。因此及需分析并掌握电厂脱硫废水的氨超标现状,进一步针对脱硫废水水质特点,开发适合脱硫废水脱氨处理的工艺。
  目前处理废水中氨氮的方法主要有生物法和物化法。吹脱或汽提精馏工艺去除氨氮存在经济性差的问题;吸附法存在吸附材料用大、再生频繁等问题;生物法需要补充大量碱度和碳源,且脱硫废水的高含盐量对微生物的活动和繁殖有抑制作用,运行维护困难,出水容易超标。相对而言,鸟粪石化学沉淀法适于氨氮浓度较高的脱硫废水处理,处理效果稳定。
  本研究结合火电厂脱硫废水水质复杂、水量大等特点,考虑低能耗、低成本等因素,选择化学沉淀法去除脱硫废水中的氨氮。化学沉淀去除氨氮常用方法为磷酸铵镁法,反应式见式。脱硫废水含有丰富的Mg2+,仅需适当补充磷酸盐就可去除废水中的氨氮,回收的鸟粪石是一种农业用缓释肥,具有较高的经济价值,降低了脱硫废水处理成本。该方法适于处理各种浓度的氨氮废水,且出水水质稳定。
 2 火电厂脱硫废水实验材料与方法
  2.1火电厂脱硫废水试验材料及仪器
  氢氧化钠、碳酸钠、磷酸氢二钠,均为分析纯;盐酸,优级纯。
  SG23便携式多参数分析仪,梅特勒一托利多;JJ- 4A恒温六联搅拌器,常州国华仪器有限公司;XS105电子天平,梅特勒一托利多;Specord 210紫外-可见分光光度计,德国耶拿分析仪器股份公司。
  2.2火电厂脱硫废水实验方法
  各取500mL混合脱硫废水上清液,分别调节不同NH3-N浓度(加NH4Cl调节),Mg2+浓度(加NaOH调节),n(PO43--P):n(NH3- N)(加Na2HPO4调节)、起始pH(加NaOH调节),以150 r/min搅拌30 min,静置测定pH,取上清液测定NH3-N、PO43-和Mg2+浓度。
  2.3火电厂脱硫废水分析方法
  采用DL/T502.16-2006纳氏试剂分光光度法测定水样的氨氮;采用GB/T691-2008钥酸铵分光光度法测定磷酸盐;采用络合滴定法测定Mg2+。
  3 火电厂脱硫废水结果与讨论
  3.1火电厂脱硫废水正交试验结果
  考虑pH,n(Mg):n(N),n(P):n(N)及水温4个因素对氨氮去除率的影响,采用L9正交试验法进行实验,
 3.2火电厂脱硫废水实验中反应pH对氨氮去除率的影响
  pH是影响MAP沉淀法最重要的因素,不仅影响MAP的生成量,也影响其成分。MAP是碱性盐,其沉淀过程必须在碱性条件下才能发生,酸性条件下会完全溶解。在碱性pH范围内,MAP在溶液中的溶解度随pH的升高呈先降低后升高的趋势,因此存在一个最优pH范围。 
 3.7火电厂脱硫废水试验中搅拌速度对氨氮去除率的影响
  在室温、反应时间为20 min,pH为8.5,n(P):n(N)为2.0:1,n9Mg):n}N)为5.0:1条件下,考察搅拌速度对化学沉淀工艺去除氨氮的影响。由实验结果可以得出,搅拌速度偏高或偏低都会使氨氮去除率有所降低。当搅拌速度从50r/min增加到150r/min时,水样中的氨氮从72mg/L降到45mg/L,当搅拌速度>150r/min后,废水中剩余氨氮的量升高,氨氮去除率下降。由此可知,适宜的搅拌速度可以提高MAP沉淀法对氨氮的去除率,而搅拌速度过高时,部分MAP沉淀会被打散,使氨氮去除率降低。 因此确定该沉淀物主要为磷酸氨镁盐。从图5可以看出,沉淀物为斜方形晶体结构,排列较为紧密,这与纯磷酸铵镁盐晶形相近。此外,图中沉淀物表面含有杂质,这是因为脱硫废水水质复杂,反应过程中可能会生成副产物附着在磷酸铵镁盐的表面。
  4火电厂脱硫废水试验结论
  (1)化学沉淀工艺能有效去除火电厂脱硫废水中的氨氮,由正交试验得出反应PH是影响氨氮去除率的最主要因素。(3)在化学沉淀工艺去除氨氮基础上,联合使用次氯酸钠氧化法能使脱硫废水中的氨氮含量满足《污水综合排放标准》(GH8978-1996 )的一级排放标准要求,当次氯酸钠投加量为7.5g/L时,脱硫废水中的氨氮在15mg/L以下。
  (4)化学沉淀工艺对脱硫废水中氨氮的去除率较高,工艺操作简便,无二次污染,无需外加镁源的投入,药剂成本低;磷酸铵镁沉淀是一种农业用缓释肥,具有一定经济价值。
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