堿性廢水用作脫硫劑 節(jié)能減排效果超預(yù)期
將堿性的印染廢水作為中小型熱電鍋爐脫硫劑，在實現(xiàn)煙氣達(dá)標(biāo)排放的同時，還完成了印染廢水預(yù)處理，降低污水處理成本。這一工藝已經(jīng)在浙江航民股份有限公司3家熱電企業(yè)持續(xù)、穩(wěn)定運行了一年半，節(jié)能減排效果超過預(yù)期。
中國環(huán)保產(chǎn)業(yè)協(xié)會鍋爐爐窯除塵脫硫委員會副主任委員莊德安告訴記者，“以廢治廢”是國家提倡的污染防治理念，對于中小熱電聯(lián)產(chǎn)機組來說，要因地制宜、因爐制宜、因煤制宜來選擇多元化的煙氣處理方式，實現(xiàn)污染綜合防治和廢棄物綜合利用。
利用印染廢水脫硫，全國不乏先例，但能夠?qū)崿F(xiàn)長期、穩(wěn)定、達(dá)標(biāo)運行的案例極少，這一思路也曾引發(fā)不少爭議。浙江航民的項目運行情況到底如何？其工藝技術(shù)與其他項目有何不同？
為什么選用印染廢水作脫硫劑？
廢水中含有較高濃度的氫氧化鈉等堿性物質(zhì)，不但節(jié)省了購買脫硫劑的費用和水電費，經(jīng)過脫硫后排放的廢水也完成了預(yù)處理
中小型熱電機組是目前我國中小城市和經(jīng)濟開發(fā)區(qū)、工業(yè)園區(qū)的主要集中供熱設(shè)施，總裝機容量已占火電機組總裝機容量的18％左右。新修訂的《火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》對二氧化硫、煙塵排放濃度限值提出了更嚴(yán)格的規(guī)定。對小型供熱機組來說，滿足新標(biāo)準(zhǔn)要求有較大難度。
“雖然石灰石－石膏法具有脫硫效率高、運行可靠、適應(yīng)性強等特點，占據(jù)了國內(nèi)脫硫市場的大部分份額，但其技術(shù)系統(tǒng)電耗大，運行成本高，特別是副產(chǎn)物——脫硫石膏的處置已成為一個行業(yè)難題。”莊德安說，“尋找多元化的技術(shù)已經(jīng)勢在必行”。
“以廢治廢”是很好的思路。據(jù)北京紡織環(huán)保中心研究員楊書銘介紹，印染行業(yè)廢水產(chǎn)生量較大，一般每印染1噸紡織品，需耗水100～200噸，其中80％～90％成為廢水，廢水中含有較高濃度的氫氧化鈉等堿性物質(zhì)。早在上世紀(jì)80年代，就有利用印染廢水處理鍋爐煙氣的實踐，但當(dāng)時的主要目的是除塵而非脫硫。若以堿性印染廢水作為脫硫劑，不但節(jié)省了購買脫硫劑的費用和水電費，經(jīng)過脫硫后排放的廢水也同時完成了中和、過濾等預(yù)處理，其pH值降到8左右，無需加酸中和便可直接進行生化處理，可有效降低污水處理成本。
雖然印染廢水脫硫有不少失敗案例，但善于算經(jīng)濟賬的浙商仍開始了新一輪嘗試。上海綠澄環(huán)保科技有限公司、浙江航民實業(yè)集團有限公司、上海環(huán)境保護科學(xué)研究院設(shè)計所等單位聯(lián)合開發(fā)了利用印染廢水進行煙氣脫硫除塵的技術(shù)，并在浙江航民股份公司熱電分公司4×75t/h循環(huán)流化床鍋爐試用成功。此后，這一技術(shù)又被應(yīng)用到航民集團的另外10臺鍋爐以及新疆金疆化纖等多家單位的燃煤鍋爐上。
據(jù)上海綠澄環(huán)保科技有限公司董事長徐全林介紹，印染廢水作為二氧化硫的吸收液，其吸收強度大，反應(yīng)速度快，較小的液氣比可達(dá)到較高的脫硫效率。相關(guān)技術(shù)負(fù)責(zé)人向記者展示了1000毫升不同pH值印染廢水脫硫容量的試驗數(shù)據(jù)值。pH值為10.5的水樣，當(dāng)pH值降到8時，二氧化硫吸收量為0.72克；pH值為11的水樣，當(dāng)pH值降到8時，二氧化硫吸收量為1.25克。
以往的實踐為何難以達(dá)標(biāo)？
成敗取決于細(xì)節(jié)，以往不少項目的除塵和脫硫工序都在同一座塔內(nèi)進行
“脫硫塔1進出口二氧化硫濃度分別為732mg/Nm3、23mg/Nm3，煙塵出口濃度為23.7mg/Nm3；脫硫塔2進出口二氧化硫濃度分別為686mg/Nm3、23mg/Nm3，煙塵出口濃度為20.0mg/Nm3；脫硫效率分別為97.7％、96.4％。”
這是杭州市環(huán)境監(jiān)測中心站去年5月對杭州航民熱電有限公司7臺35t/h鏈條爐排鍋爐進行監(jiān)測的參數(shù)。同樣的工藝思路，為何此前大多數(shù)印染廢水脫硫項目中，二氧化硫去除率僅50％左右且難以穩(wěn)定運行？
“成敗取決于細(xì)節(jié)。”莊德安說，“通過對多個同類案例的調(diào)研發(fā)現(xiàn)，不少項目采用除塵脫硫一體化技術(shù)，即除塵和脫硫工序都在同一座塔內(nèi)進行。而國家相關(guān)技術(shù)已經(jīng)明確，20噸以上的鍋爐煙氣處理必須先除塵再脫硫。”據(jù)介紹，目前國內(nèi)此類項目規(guī)模較小，多數(shù)應(yīng)用于35t/h及以下燃煤工業(yè)鍋爐，設(shè)備簡陋，脫硫塔大多在原水膜除塵器基礎(chǔ)上改造而成。此外，在技術(shù)應(yīng)用過程中，由于印染廢水中的大量纖維雜質(zhì)難以分離去除，脫硫系統(tǒng)堵塞現(xiàn)象比較嚴(yán)重，也影響了脫硫系統(tǒng)的連續(xù)穩(wěn)定運行。
而且，這一工藝的特點決定了其只適用于中、低硫煤，難以適應(yīng)高硫煤。“這也是不少企業(yè)難以連續(xù)、穩(wěn)定、達(dá)標(biāo)運行的原因之一。”莊德安說。
如何提高脫硫效率？
增設(shè)平衡堿罐補充鈉堿脫硫劑，整個過程采用DCS自動控制系統(tǒng)控制
“找準(zhǔn)已有問題并通過技術(shù)集成加以解決，印染廢水脫硫工藝技術(shù)已經(jīng)具備了推廣應(yīng)用的條件。”莊德安表示。
浙江航民股份公司旗下有6家規(guī)模以上印染企業(yè)，2009年，印染廢水日均排放量達(dá)6萬噸以上，而其下屬3家熱電公司配置了7×75t/h循環(huán)流化床鍋爐和7×35t/h鏈條爐排鍋爐及發(fā)電機組，年耗煤近60萬噸。
在浙江航民4×75t/h循環(huán)流化床鍋爐煙氣脫硫工程現(xiàn)場，技術(shù)人員向記者介紹了煙氣和印染廢水“相互凈化”的過程。一方面，煙氣經(jīng)過7.2萬伏三電場電除塵器除塵后，由引風(fēng)機送至脫硫吸收塔，經(jīng)過預(yù)噴淋處理后，在吸收塔內(nèi)與印染廢水逆向接觸，煙氣中的二氧化硫被吸收，凈煙氣通過除霧器后由煙囪排放。另一方面，印染廢水經(jīng)氣吹式超細(xì)柵網(wǎng)過濾機過濾后，進入pH調(diào)節(jié)池，均勻水質(zhì)后，通過脫硫液循環(huán)泵打入吸收塔，經(jīng)噴嘴霧化后與煙氣逆向接觸。吸收二氧化硫后的廢液流入沉淀池，經(jīng)沉淀后上清液流入氧化池曝氣，曝氣氧化后的廢液進入回流池，排入污水處理廠處理。
“考慮到印染廢水堿度不穩(wěn)定會影響脫硫效果，所以增設(shè)平衡堿罐補充鈉堿脫硫劑，整個過程采用DCS自動控制系統(tǒng)控制。”技術(shù)人員介紹說。
據(jù)介紹，浙江航民4×75t/h循環(huán)流化床鍋爐煙氣脫硫系統(tǒng)自投運以來，運行穩(wěn)定，在液氣比小于2.0時，二氧化硫排放濃度在50mg/m3左右，煙塵濃度在20mg/m3左右，全年減排二氧化硫5000余噸。
浙江航民集團董事長朱重慶給記者算了一筆賬，因為省去了購買脫硫劑和處理副產(chǎn)物的費用，加上節(jié)省的電耗，利用印染廢水脫硫的運行成本僅為石灰石—石膏法的20％~30％。同時，這一工藝對廢水完成了預(yù)處理，每年可節(jié)省治污成本1000余萬元。
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