Fenton氧化和DTCR捕集處理煙氣脫硫廢水工藝

　　為減輕燃煤發(fā)電產(chǎn)生的二氧化硫氣體對自然環(huán)境、工農(nóng)業(yè)的危害，新建火電廠都建有燃煤煙氣脫硫系統(tǒng)。煙氣脫硫主流方法是濕法，具有技術(shù)成熟、脫硫效率高、對煤種適應(yīng)性好、運行可靠等優(yōu)點，其中石灰石―石膏法是目前世界上技術(shù)最成熟、實用業(yè)績最多、運行狀況最穩(wěn)定的煙氣脫硫工藝。

　　燃煤煙氣石灰石-石膏法脫硫廢水，其雜質(zhì)主要來源于煙氣、脫硫劑。

　　脫硫廢水的水質(zhì)特點主要是：

　　(1)廢水呈弱酸性;

　　(2)重金屬離子含量高;

　　(3)懸浮物濃度高，脫硫廢水中的懸浮物主要是石膏顆粒、二氧化硅以及鐵、鋁的氫氧化物;

　　(4)陰離子濃度高，主要有氯離子、硫酸根、亞硫酸根、氟離子等。

　　若直接排入水體，會對環(huán)境造成極大損害。通過對脫硫廢水的特點分析可知，需要處理的主要項目有pH值、重金屬、COD，懸浮物。

　　本文針對某熱電有限公司的石灰石-石膏法脫硫廢水，采用Fenton氧化、鈣鹽沉淀以及化學(xué)沉淀+重捕劑螯合分別去除廢水中的COD、氟離子以及重金屬，通過實驗研究確定了相關(guān)工藝參數(shù)，并將實驗結(jié)果應(yīng)用于實際工程，分析了實際工程的運行效果。

　　1、實驗部分

　　1.1 脫硫廢水水質(zhì)及排放標準

　　煙氣脫硫廢水來自某熱電有限公司的石灰石-石膏系統(tǒng)。廢水經(jīng)處理后排入設(shè)置二級污水處理廠的城鎮(zhèn)排水系統(tǒng)，第一類污染物執(zhí)行《污水綜合排放標準》(GB8978-1996)表1標準、第二類污染物執(zhí)行《污水綜合排放標準》(GB8978-1996)表4中三級標準。進水指標及排放標準詳見表1-1。

　　1.2 處理工藝設(shè)計

　　從表1-1脫硫廢水水質(zhì)指標可以看出，脫硫廢水的主要污染因子為COD、氟離子和重金(Cd、As)。根據(jù)實驗室小試并結(jié)合工程經(jīng)驗，我們提出圖1-1所示的處理工藝流程。即采用Fenton氧化工藝處理去除COD、鈣鹽沉淀去除氟化物、化學(xué)沉淀+重捕劑螯合去除重金屬，最終出水達標納管。

　　2、結(jié)果與討論

　　2.1 Fenton氧化去除COD實驗優(yōu)化

　　將硫廢水pH值調(diào)為4.0，投加2.0g/L的H2O2，在反應(yīng)時間120min條件下，F(xiàn)eSO4投加量與COD去除率的關(guān)系見圖2-1。從圖中可以看出，隨著FeSO4投加量的增加，COD去除率先增加后減少，當(dāng)FeSO4投加量為0.8g/L時，COD去除率達到最高值54.0%。因此，F(xiàn)eSO4的適宜投加量為0.8g/L。

　　將硫廢水pH值調(diào)為4.0，投加0.8g/L的FeSO4，在反應(yīng)時間120min條件下，H2O2投加量與COD去除率的關(guān)系見圖2-2。從圖中可以看出，隨著H2O2投加量的增加，COD去除率先快速增加后趨于穩(wěn)定，當(dāng)H2O2投加量為2.5g/L時，COD去除率接近穩(wěn)定，值為59.2%。因此，H2O2的適宜投加量為2.5g/L。

　　2.2 DTCR捕集劑去除重金屬實驗優(yōu)化

　　DTCR是一種高分子重金屬離子捕集沉淀劑。對于脫硫廢水，DTCR投加量與水中Cd和Zn濃度的關(guān)系如圖2-3所示。隨著DTCR投加量的增加，廢水中Cd先迅速降低，再趨于穩(wěn)定，而Zn含量則持續(xù)降低;當(dāng)DTCR投加量為3.0mg/L時，Cd和Zn的濃度分別降低到0.013mg/L和1.5mg/L，均低于排放要求。因此，投加3.0mg/L的DTCR能使脫硫廢水中初始濃度分別為0.3mg/L的Cd和3.0mg/L的Zn降低到排放標準以下。

　　通過上述COD和重金屬去除實驗說明：利用Fenton氧化法可去除部分COD，利用化學(xué)沉淀法+重金屬捕捉聯(lián)合處理工藝能夠有效去除Cd和Zn等金屬離子。因此，本實驗很好的驗證了圖1-1提出的工藝方案是可行的。

　　3、示范工程工藝流程與運行成本分析

　　3.1 工藝流程

　　根據(jù)小試并結(jié)合工程經(jīng)驗，我們提出了3-1所示的處理工藝流程。脫硫廢水首先收集至集水池，在反應(yīng)池內(nèi)加入硫酸亞鐵、雙氧水和酸進行Fenton氧化，再在中和池加入石灰乳調(diào)節(jié)pH至中性并除F，最后在絮凝池加入重捕劑、助凝劑絮凝沉淀去除重金屬，處理出水達標納管。沉淀池產(chǎn)生的污泥機械脫水后外運處理。

　　3.2 運營結(jié)果

　　本工程于2017年11月調(diào)試完成，處理出水中的第一類污染物執(zhí)行《污水綜合排放標準》(GB8978-1996)表1標準。據(jù)表3-1，總鎘和總砷在處理后降低到原水的十分之一，達到了納管標準。處理出水中的第二類污染物執(zhí)行《污水綜合排放標準》(GB8978-1996)表4中三級標準。據(jù)表3-1，氟化物和COD處理后達到了納管指標;其中120h調(diào)試期間，沉淀池出水COD全部達到納管要求(圖3-2)。

　　3.3 運行成本

　　本工程中廢水處理費用主要由電費和藥劑費組成。根據(jù)測算，廢水處理運行過程中，電費為0.42元/m3廢水，藥劑費為4.59kg/m3廢水，合計5.01元/m3廢水，廢水處理費用處于較低水平。

　　4、結(jié)論

　　石灰石-石膏法脫硫廢水中主要超標因子是COD、重金屬和氟離子，通過Fenton氧化、鈣鹽沉淀以及化學(xué)沉淀+重捕劑螯合等組合方法能有效去除上述污染因子。小試實驗表明，F(xiàn)enton氧化中FeSO4和H2O2的最佳投加量為0.8g/L和2.5g/L，同時投加3.0mg/L的DTCR能使脫硫廢水Cd和Zn濃度降低到排放標準以下。而在工業(yè)示范中采用上述方法和優(yōu)化的工藝參數(shù)，使處理出水達到了預(yù)定的納管指標，而且運行費用僅為5.01元/m3廢水。因此，該技術(shù)處理工藝簡單、效果穩(wěn)定、運營成本低，為有效處理石灰石-石膏法脫硫廢水提供了一種可靠的方法。(來源：中機國能江山熱電有限公司，浙江中泰環(huán)保股份有限公司)