火電廠(chǎng)工業(yè)廢水氨氮無(wú)害化處置技術(shù)

　　引言目前各發(fā)電廠(chǎng)幾乎都通過(guò)往給水加氨來(lái)調(diào)節(jié)水質(zhì)pH，抑制腐蝕，而電廠(chǎng)精處理系統(tǒng)陽(yáng)樹(shù)脂將凝結(jié)水系統(tǒng)中的氨離子吸附，精處理樹(shù)脂再生時(shí)，大量氨離子被置換下來(lái)，再生廢水中氨氮含量高，另外電廠(chǎng)鍋爐保養(yǎng)及脫硝氨區(qū)也會(huì)產(chǎn)生一部分含氨氮廢水。上述廢水中氨氮含量遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)?污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)?(GB8978-1996)中規(guī)定15μL/L排放限值，而含氨氮廢水排放至自然界水體，會(huì)造成水體富營(yíng)養(yǎng)化。因此，需要對(duì)電廠(chǎng)工業(yè)廢水中的氨氮進(jìn)行處理。本文以金灣電廠(chǎng)2×600MW環(huán)化系統(tǒng)為研究對(duì)象，對(duì)比分析主要工業(yè)廢水氨氮去除技術(shù)，介紹了一種利用火電廠(chǎng)現(xiàn)有設(shè)備實(shí)現(xiàn)火電廠(chǎng)工業(yè)廢水氨氮無(wú)害化處理技術(shù)，該方法無(wú)需進(jìn)行技術(shù)改造，具有較大推廣意義。

　　一、廢水氨氮去除方法

　　1.1 折點(diǎn)氯化法

　　將氯氣或次氯酸鈉通入廢水中使廢水中的NH3-N氧化成N2的化學(xué)脫氮工藝。折點(diǎn)氯化法運(yùn)行費(fèi)用高，副產(chǎn)物氯胺和氯化有機(jī)物會(huì)造成二次污染，適用于處理低濃度氨氮廢水。

　　1.2 吸附法

　　吸附法是利用具有較大比表面積的多孔材料作為吸附劑，將廢水中的各種有機(jī)物和離子吸附在吸附劑的表面，從而進(jìn)行廢水處理的方法。與吸附法相近的有離子交換法。該法適用于中低濃度氨氮廢水(<500mg/L)，其再生液仍然含有較高濃度氨氮，并未從根本上解決廢水氨氮問(wèn)題。

　　1.3 生物法

　　傳統(tǒng)的生物脫氮工藝通常把硝化反應(yīng)和反硝化反應(yīng)分開(kāi)獨(dú)立進(jìn)行，目前應(yīng)用最為廣泛。該法在低濃度氨氮廢水的處理方面有較好的應(yīng)用，氨氮去除率可達(dá)70%以上。缺點(diǎn)是運(yùn)行操作復(fù)雜，周期長(zhǎng)，易受溫度、pH、有毒有害物質(zhì)等影響。同時(shí)，由于微生物的氨氮承受能力有限，過(guò)高的氨氮濃度會(huì)抑制微生物活性，制約了其對(duì)高濃度廢水的處理效果。為了克服傳統(tǒng)的生物脫氮工藝的缺點(diǎn)，新型高效的生物脫氮工藝逐漸被開(kāi)發(fā)應(yīng)用。

　　1.4 吹脫法

　　空氣吹脫法的基本原理是亨利定律，利用氣液相平衡的關(guān)系來(lái)進(jìn)行氮分離，是一個(gè)傳質(zhì)過(guò)程。該法工藝簡(jiǎn)單，效果穩(wěn)定，適用性強(qiáng)，投資較低，高濃度氨氮廢水處理效果不錯(cuò)，但能耗大，吹脫出來(lái)的氨氣若不妥善處理極易造成二次污染。

　　綜上所述，目前去除廢水中氨的方法各有優(yōu)缺點(diǎn)。其中吹脫法只是氨的一種轉(zhuǎn)移，即從一相轉(zhuǎn)入另一相中，并沒(méi)有消除水中氨，反而有可能給另一相帶來(lái)不同程度的污染，產(chǎn)生二次污染。而且不論哪一種處理方式，都需要上一套新設(shè)備，存在投資大且周期長(zhǎng)，控制繁瑣等一系列弊端，而目前電廠(chǎng)氨氮廢水具有濃度變化大，來(lái)水量不穩(wěn)定、含鹽量高等特點(diǎn)，上述處理方法均無(wú)法滿(mǎn)足電廠(chǎng)廢水氨氮處理要求，需要多種方法綜合處理。

　　二、廢水氨氮去除試驗(yàn)

　　2.1 試驗(yàn)原理

　　氨氮是指水中氨離子與游離氨形式存在的氮，不同廢水中的氨氮有不同的處理方法。火電廠(chǎng)精處理再生氨氮廢水具有含鹽量高、氨氮含量高、pH低等特性，化學(xué)人員經(jīng)過(guò)對(duì)各主流氨氮方法進(jìn)行篩選，最終利用吹脫法作為研究對(duì)象。

　　如式(1)，廢水中的氨氮以銨離子和游離氨的形式保持平衡狀態(tài)，是一種動(dòng)態(tài)的可逆反應(yīng)。當(dāng)水中氫氧根含量增加的時(shí)候，銨離子會(huì)不斷向游離氨的形式轉(zhuǎn)變，如式(2)。當(dāng)溫度升高時(shí)，氨水極不穩(wěn)定，其中的氨就會(huì)呈氣態(tài)逃逸出來(lái)，如式(3)，依據(jù)亨利定律，若降低廢水表面氨氣分壓，可加速式(1)向右側(cè)轉(zhuǎn)變。因此廢水中pH、溫度、吹脫氣液比是影響氨氮吹脫效率的最主要的三大要素。

　　2.2 試驗(yàn)過(guò)程

　　為驗(yàn)證上述結(jié)論，進(jìn)行了兩組試驗(yàn)，第一組試驗(yàn)取精處理再生廢水水樣10份，調(diào)pH值從8.5至13(即每份水樣pH增加0.5)，在同樣溫度下攪拌5min后測(cè)氨氮值；第二組試驗(yàn)，把同樣pH的精處理再生廢水，加熱至不同溫度，攪拌5min后測(cè)氨氮值。試驗(yàn)結(jié)果與楊世東等人結(jié)果一致，即pH越高氨氮含量越低。而在同樣pH的廢水中，廢水氨氮的去除率主要取決于溫度，提高溫度有助于脫氨效率的增加。

　　三、工程應(yīng)用

　　3.1 系統(tǒng)簡(jiǎn)介

　　3.1.1 凝結(jié)水精處理系統(tǒng)

　　金灣電廠(chǎng)2×600MW機(jī)組為上海電氣電站集團(tuán)典型超臨界機(jī)組，給水采用AVT(O)工況處理，設(shè)置凝結(jié)水、給水和閉冷水3個(gè)加氨點(diǎn)，控制給水pH為9.2~9.6。精處理系統(tǒng)采用中壓凝結(jié)水精處理系統(tǒng)，每臺(tái)機(jī)設(shè)置兩用一備三個(gè)混床，周期制水量約13萬(wàn)t/床，體外再生。陽(yáng)樹(shù)脂再生采用5%濃度鹽酸，再生完成每次約產(chǎn)生80t氨氮廢水，氨氮濃度約1500μL/L。

　　3.1.2 灰渣水處理系統(tǒng)

　　金灣電廠(chǎng)灰渣水系統(tǒng)清水池內(nèi)的干凈工藝水，由高低壓沖洗水泵往石子煤斗沖洗及撈渣機(jī)刮板沖洗與水封槽補(bǔ)水，最終匯總在撈渣機(jī)內(nèi)，經(jīng)渣漿泵打往灰渣水處理系統(tǒng)(含沉砂池、反應(yīng)池、斜管沉淀池、濾池、回收池)，經(jīng)混凝澄清過(guò)濾后又回到清水池循環(huán)利用。

　　3.1.3 鍋爐底渣系統(tǒng)

　　金灣電廠(chǎng)鍋爐為上海鍋爐廠(chǎng)有限公司生產(chǎn)的SG-1913/25.4-M960型超臨界參數(shù)變壓螺旋管圈直流鍋爐，采用SCR脫硝工藝，其底渣系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示，灰渣水處理系統(tǒng)的干凈水補(bǔ)充至水封槽，由水封槽溢流回?fù)圃鼨C(jī)內(nèi)。

　　由于日常運(yùn)行時(shí)爐膛內(nèi)部負(fù)壓維持在100Pa左右，受不斷融入燃燒后的高溫煤渣影響，灰渣水系統(tǒng)pH在12左右，滿(mǎn)足高pH、高溫度、負(fù)壓抽吸幾大要素，等同于一個(gè)氨氮吹脫塔模型。

　　3.2 應(yīng)用情況

　　精處理再生氨氮廢水排入灰渣水系統(tǒng)處理后，運(yùn)行一個(gè)月期間，測(cè)試灰渣水系統(tǒng)氨氮含量和pH值指標(biāo)，結(jié)果如圖2所示。因水量相對(duì)灰渣水系統(tǒng)來(lái)說(shuō)不大，因此灰渣水系統(tǒng)pH變化不大，2臺(tái)機(jī)組正常運(yùn)行時(shí)，峰谷時(shí)為排入氨氮廢水，約經(jīng)過(guò)4d灰渣水系統(tǒng)循環(huán)處理后，灰渣水系統(tǒng)內(nèi)水質(zhì)氨氮檢測(cè)值可低于?污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)?(GB8978-1996)中氨氮15μL/L排放限值，實(shí)現(xiàn)氨氮無(wú)害化排放。本技術(shù)自2017年6月應(yīng)用于金灣公司2臺(tái)超臨界燃煤機(jī)組，氨氮去除效果良好。

　　四、結(jié)語(yǔ)

　　本技術(shù)將氨氮廢水堿化，加熱揮發(fā)出氨氣，充分利用電廠(chǎng)現(xiàn)有系統(tǒng)設(shè)備，幾乎無(wú)投資成本及控制要求，不產(chǎn)生二次污染，無(wú)需額外添加藥劑，實(shí)現(xiàn)對(duì)不同濃度的氨氮廢水進(jìn)行無(wú)害化處理的同時(shí)，還提高了灰渣水系統(tǒng)水質(zhì)，減少管道及泵結(jié)垢，特別適用于水力沖渣的燃煤發(fā)電廠(chǎng)含氨氮廢水處理，尤其是爐內(nèi)加氨調(diào)節(jié)、凝結(jié)水采用高速混床處理、SCR脫硝的發(fā)電廠(chǎng)，極具推廣價(jià)值。（來(lái)源：廣東珠海金灣發(fā)電有限公司）