宿州啤酒廠污水處理設(shè)備處理的主要方法處理對(duì)象為氟化鈉廢水,沉淀劑為氯化鈣溶液,沉淀劑鈣濃度為0.018~0.050mol/L。基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)條件為:廢水氟質(zhì)量濃度900mg/L,廢水流量17L/h,沉淀劑流量25L/h,回流流量0L/h(上升流速0.0059m/s),Ca/F1.00,反應(yīng)pH7.0。
宿州啤酒廠污水處理設(shè)備處理的主要方法傳統(tǒng)的脫硫廢水處理工藝即“三聯(lián)箱"技術(shù)已經(jīng)較為成熟,該工藝采用物理化學(xué)方法,經(jīng)過(guò)中和、沉降、絮凝和澄清等過(guò)程對(duì)脫硫廢水進(jìn)行處理。但是,該工藝不能有效去除廢水中的高濃度氯離子,處理出水為高含鹽廢水,具有強(qiáng)腐蝕性,無(wú)法回收利用。如若排入自然水系,將會(huì)造成環(huán)境污染。
脫硫廢水排放已經(jīng)是燃煤電廠面臨的嚴(yán)重的環(huán)保問(wèn)題,傳統(tǒng)的脫硫廢水處理工藝達(dá)到的水質(zhì)排放標(biāo)準(zhǔn)越來(lái)越不符合當(dāng)下國(guó)家嚴(yán)格的環(huán)保發(fā)展形勢(shì),電力企業(yè)實(shí)現(xiàn)脫硫廢水的需求越來(lái)越迫切,減排和成為必然趨勢(shì)。近年來(lái)國(guó)內(nèi)脫硫廢水處理領(lǐng)域?qū)嵤┑母啕}廢水蒸發(fā)結(jié)晶處理技術(shù),多采用高品位能源進(jìn)行廢水的蒸發(fā)干燥、鹽分的回收利用,以實(shí)現(xiàn)脫硫廢水該技術(shù)存在嚴(yán)重的腐蝕、結(jié)垢問(wèn)題,對(duì)設(shè)備材質(zhì)防腐性能要求高,且能耗高,投資、運(yùn)行成本高,運(yùn)行控制難度大。
利用煙道煙氣對(duì)脫硫廢水進(jìn)行蒸發(fā)處理,相比較高鹽廢水蒸發(fā)結(jié)晶處理技術(shù)的高造價(jià)、高能耗和高運(yùn)行費(fèi)用相比,可大大降低工程造價(jià)、能耗和運(yùn)行費(fèi)用,且技術(shù)簡(jiǎn)單,理論上可以實(shí)現(xiàn)脫硫廢水的零。因此,受到了越來(lái)越多的關(guān)注。
1、處理技術(shù)分析
1.1 工藝原理
通過(guò)廢水與熱煙氣的有效接觸,利用煙道煙氣的熱量將霧化后的脫硫廢水進(jìn)行蒸發(fā),實(shí)現(xiàn)水與鹽的分離,完成最終的固液分離,從而實(shí)現(xiàn)脫硫廢水的。蒸氣隨除塵后的煙氣進(jìn)入脫硫塔,在脫硫塔的噴淋冷卻作用下,水分凝結(jié)進(jìn)入脫硫塔的漿液循環(huán)系統(tǒng)。廢水中的污染物轉(zhuǎn)化為細(xì)微結(jié)晶顆粒物,隨煙氣中的飛灰一同通過(guò)倉(cāng)泵回收或在除塵系統(tǒng)中被捕獲收集,并隨灰一起外排。
1.2 技術(shù)路線
按脫硫廢水的噴射位置不同,利用煙道煙氣蒸發(fā)脫硫廢水可分為直接煙道噴霧蒸發(fā)技術(shù)和旁路煙道噴霧蒸發(fā)技術(shù)。后者根據(jù)廢水霧化方式的不同,又可分為雙流體噴霧蒸發(fā)塔和旋轉(zhuǎn)噴霧蒸發(fā)塔。
1.3 關(guān)鍵設(shè)備
脫硫廢水的霧化效果是煙氣蒸發(fā)處理技術(shù)的核心,直接關(guān)系到廢水能否蒸發(fā)及電廠煙道和除塵器的安全運(yùn)行。
1.3.1 噴槍
雙流體噴槍是直接煙道噴霧蒸發(fā)和雙流體噴霧蒸發(fā)塔最核心的部分。雙流體噴槍配置氣流式霧化噴嘴,利用高速流動(dòng)的氣體和液體之間的相互作用來(lái)將脫硫廢水霧化。
雙流體噴槍噴嘴結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,磨損小;對(duì)低黏度或高黏度液體均可霧化,適用范圍廣;操作壓力低;霧化粒徑細(xì);可控性較好,通過(guò)控制氣液比可控制霧滴大小的優(yōu)點(diǎn)。
此外,由于脫硫廢水具有較強(qiáng)的腐蝕性,故噴嘴材質(zhì)必須具備耐腐蝕特性。
1.3.2 旋轉(zhuǎn)霧化器
旋轉(zhuǎn)霧化器是旋轉(zhuǎn)噴霧蒸發(fā)塔最核心的部分。脫硫廢水送至高速旋轉(zhuǎn)的霧化器時(shí),由于離心力的作用,廢水伸展為薄膜或被拉成細(xì)絲,在霧化器邊緣破裂分散為液滴,液滴的大小取決于旋轉(zhuǎn)速度和漿液量。旋轉(zhuǎn)霧化器能夠保證在液體流量不發(fā)生很大變化時(shí),霧化霧滴的粒徑分布不發(fā)生顯著改變。
由于液滴脫離霧化器的相對(duì)速率高,達(dá)到160~200m/s,傳質(zhì)系數(shù)較大。同時(shí),每升霧化廢水可以形成200m2的表面積,霧化效果好。因此,保證了脫硫廢水在旋轉(zhuǎn)噴霧蒸發(fā)塔中能夠快速蒸發(fā)干燥。
旋轉(zhuǎn)霧化器除具有高可靠性、易維護(hù)、耐磨、霧化均勻等優(yōu)點(diǎn)外,其噴霧量的調(diào)節(jié)范圍廣,對(duì)煙氣溫度、煙氣成分、煙氣量等變化適應(yīng)性強(qiáng),能快速響應(yīng)機(jī)組工況的變化。
宿州啤酒廠污水處理設(shè)備處理的主要方法2、直接煙道噴霧蒸發(fā)
直接煙道噴霧蒸發(fā)技術(shù)是將脫硫廢水通過(guò)雙流體噴槍進(jìn)行霧化后噴入除塵器入口煙道,利用煙氣余熱使之瞬間蒸發(fā)。廢水蒸發(fā)后產(chǎn)生的結(jié)晶鹽附著在煙氣中的粉煤灰上,在除塵系統(tǒng)中被捕獲收集,并隨灰一起排出。水蒸氣隨除塵后的煙氣進(jìn)入脫硫塔,在脫硫吸收塔內(nèi)冷凝成新鮮水循環(huán)利用。直接煙道噴霧蒸發(fā)流程如圖1所示,圖中SCR為選擇性催化還原法。
含氟廢水主要來(lái)源于氟化工、鋁電解、鋼鐵制造、半導(dǎo)體等行業(yè)的生產(chǎn)過(guò)程。水體中氟的超標(biāo)排放對(duì)人體和動(dòng)植物都會(huì)造成嚴(yán)重危害。目前,高濃度含氟廢水的處理方法主要包括化學(xué)沉淀法、絮凝沉淀法等,沉淀產(chǎn)生的污泥含水率高,品質(zhì)低,難以回用。考慮到螢石等氟資源的緊缺性和重要性,研究人員基于誘導(dǎo)結(jié)晶的思路開發(fā)出了各種型式的流化床反應(yīng)器,將廢水中的氟以氟化鈣的形式回收。
流化床結(jié)晶法處理含氟廢水的主要影響因素包括反應(yīng)pH、反應(yīng)過(guò)飽和度、晶種粒徑、上升流速等。當(dāng)廢水中氟濃度低于150mg/L時(shí),反應(yīng)過(guò)飽和度較低,有利于氟化鈣的誘導(dǎo)結(jié)晶回收。然而,工業(yè)含氟廢水濃度往往高于500mg/L,難以通過(guò)降低反應(yīng)過(guò)飽和度保證反應(yīng)器穩(wěn)定運(yùn)行,導(dǎo)致流化床結(jié)晶除氟的應(yīng)用受限。目前,流化床反應(yīng)器處理高濃度含氟廢水的研究報(bào)道較為少見。
在前期工作中,筆者所在課題組設(shè)計(jì)了一種流化床結(jié)晶反應(yīng)器,用于氟化工行業(yè)高濃度含氟廢水的處理,系統(tǒng)研究了高過(guò)飽和度下流化床結(jié)晶除氟的可行性以及氟化鈣結(jié)晶的動(dòng)力學(xué)。
本工作的主要目的是進(jìn)一步確定該流化床除氟的效率和穩(wěn)定性。以高濃度模擬含氟廢水為處理對(duì)象,采用自制小試規(guī)模的流化床反應(yīng)器,考察了連續(xù)運(yùn)行過(guò)程中廢水氟濃度、廢水流量、反應(yīng)pH、上升流速、鈣與氟的摩爾比(記為Ca/F)等因素對(duì)流化床不同高度出水口氟濃度的影響,為反應(yīng)器的設(shè)計(jì)和優(yōu)化提供依據(jù)。
1、實(shí)驗(yàn)部分
1.1 試劑和材料
廢水:由氟化鈉或氫氟酸與自來(lái)水配制而成。沉淀劑:由氯化鈣或氫氧化鈣與自來(lái)水配制。晶種:氟化鈣顆粒,粒徑范圍200~400目。調(diào)節(jié)反應(yīng)pH的藥劑為氫氧化鈉。實(shí)驗(yàn)所用試劑均為分析純。
1.2 反應(yīng)裝置
流化床反應(yīng)器示意圖見圖1。
反應(yīng)器主要由結(jié)晶反應(yīng)區(qū)和澄清區(qū)構(gòu)成,廢水與沉淀劑從反應(yīng)器底部徑向進(jìn)入。其中:結(jié)晶反應(yīng)區(qū)直徑為50mm,高度為800mm;澄清區(qū)直徑為100mm,高度為750mm。出水口1~4距廢水入口的垂直距離分別為100mm、500mm、895mm和1470mm。
1.3 實(shí)驗(yàn)流程
預(yù)先向反應(yīng)器中加入250g晶種及自來(lái)水,運(yùn)行過(guò)程中同時(shí)開啟廢水泵、沉淀劑泵、回流泵,通過(guò)U型壓力計(jì)監(jiān)測(cè)流化床床層壓力差變化,保證晶種處于流態(tài)化。調(diào)節(jié)回流流量以改變上升流速,向沉淀劑中加入氫氧化鈉以調(diào)節(jié)反應(yīng)pH,間隔一定時(shí)間分別從反應(yīng)器出水口1~4取樣。取樣后離心分離前的水樣為出水原液,離心分離后的上清液為出水清液。分別測(cè)定出水原液及清液的pH后將水樣快速稀釋(以防止繼續(xù)沉淀),測(cè)定氟濃度。