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废水零排放处理技术之烟道处理法

烟道处理法是在烟道内对废水进行喷雾蒸发处理的一种方法。喷雾蒸发法在食品、化工等领域应用广泛,但在废水处理中应用较少。采用烟道蒸发法处理脱硫废水时,首先采用一定的喷射方式将脱硫废水雾化后喷入电除尘器之前的烟道内,废水以小液滴的形式经过高温烟气加热后迅速蒸发气化,其中的悬浮物和可溶性固体形成细小固体颗粒,然后在气流的夹带作用下进入电除尘器并被电极捕捉去除,最终实现脱硫的废水近零排放处理。
 
  与现行脱硫废水处理技术相比,蒸发法具有众多优点:设备简单,无需添加化学药剂,可以有效克服现有废水处理系统设备多、投资大、运行成本高和设备检修维护工作量大的缺点;运行操作简单,废水中的污染物以灰分形式排出,无污泥处置问题;由于废水向烟道内引入,可以适当提高烟气湿度,从而降低烟气中灰尘颗粒的比电阻,有利于提高除尘效率。
 
  康梅强等采用计算流体动力学(CFD)方法建立废水液滴在烟道内的运动和蒸发等过程的数学模型,开展了烟道结构、烟气温度以及喷雾粒径等参数对废水蒸发影响的研究。张志荣等还提出了针对国产机组特性的脱硫废水烟道蒸发处理方案,对液滴群蒸发质量及其关键影响因素、液滴气动破碎特性和蒸发特性等进行了系统的研究,并计算得到与废水排放量对应的烟道中喷嘴具体布置方式和数量。
 
  值得注意的是,向脱硫废水中加入适当的化学药剂后再进行烟道蒸发处理,还可以起到协同效应,促进烟气中其他污染物的去除。向脱硫废水中加入聚合氯化铝、聚合硫酸铁、聚硅硫酸铝等团聚剂后再经过烟道蒸发处理,不仅可以实现废水零排放处理,还可以有效提高烟气中PM2.5的去除效率,工艺除尘效率可提高37%。
 
  唐念等向脱硫废水中加入卤素添加剂和脱汞催化剂,然后将废水送入烟道处理,通过与烟气中的粉尘充分接触,可以有效提高汞去除率。
 
  在实际应用方面,采用烟道法处理脱硫废水的报道很少,只有美国Bailly电厂采用了该技术,国内尚无实际应用报道,大多停留在实验室研究阶段。主要原因包括烟道蒸发工艺中存在许多潜在问题尚未解决,如废水组成对烟气组成等特性的影响、废水水质成分的变化可能对烟气后续处理产生的影响,以及由于污染物在烟道内壁吸附可能引起烟道腐蚀等问题。
 
  结论与展望
 
  综上所述,为了避免高含盐废水污染环境并回收水资源,脱硫废水零排放处理越来越受到重视。脱硫废水零排放处理技术主要包括两种:
 
  第一种是DTRO膜浓缩+蒸发结晶法,该方法可以回收水资源和结晶盐,完全符合政府要求废水“零排放”要求。DTRO膜系统对废水的高倍浓缩大大降低了零排放成本。此外,为了确保蒸发结晶器正常运行和保证结晶盐品质,需要对脱硫废水进行严格的预处理,如去除废水中的硬度、有机物和重金属等。因此,要实现蒸发结晶法的大规模应用,必须注重强开发废水减量化预处理技术的研发,以期降低蒸发工段的建设和和运行成本,同时还要研究高效的脱硫废水预处理技术。
 
  第二种是烟道蒸发处理法,该工艺操作简单,运行成本低,但是烟道处理法不能回收水资源,而且尚有大量潜在影响不能确定,包括对后续除尘等工艺的影响,以及可能引起的烟道腐蚀问题等。因此,在烟道蒸发处理脱硫废水方面,应注重废水进入烟道后对烟气排放和烟气处理系统的影响研究。烟道处理法要得到广泛应用,还要进行大量、长期、全面的经济技术研究和评价。
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