垃圾焚燒鍋爐煙氣脫硫廢水混凝處理研究

李游 徐璜 江景杰 孔芹 朱浩

摘 要：隨著科技水平的提高，垃圾焚燒已經成為工業企業處理固體廢料的主要方法，同時在燃燒技術不斷改善的今天，對于脫硫脫硝技術的重視程度也有了明顯增強。但是，以脫硫廢水排放問題為首的污染問題仍沒有得到徹底解決，尤其是在脫硫廢水混凝處理上的研究仍有所不足。基于此，本文從垃圾焚燒鍋爐煙氣脫硫現狀出發，結合脫硫廢水的構成特點對混凝法處理脫硫廢水分別進行了理論研究和試驗分析，以希冀給予相關研究人員一些可行的幫助和建議，進而推動垃圾焚燒鍋爐煙氣脫硫廢水污染問題的有效改善。

關鍵詞：垃圾焚燒鍋爐；煙氣脫硫廢水；混凝處理；試驗研究

引言

垃圾焚燒技術是針對生活垃圾、工業垃圾等垃圾的一種全新處理工藝，可以借助焚燒爐將垃圾進行加溫脫水來使垃圾中的有機物氧化，最終將垃圾轉變為易處理的少量灰燼。從當前垃圾焚燒爐的研究現狀來看，雖然已經就垃圾焚燒爐的垃圾處理方法有了較深研究，但針對焚燒后的產物即煙氣脫硫廢水的研究仍十分不足，尤其是脫硫廢水中含有的硫酸鹽、亞硫酸鹽、氯化物及微量重金屬，均為國家要求控制的重點污染物，如果不加以處理，便會直接對環境造成極大污染。由此可見，研究脫硫廢水混凝處理工藝，具有較強的現實意義，需要我們給予足夠高的重視。

1 垃圾燃燒鍋爐煙氣脫硫現狀

進入二十一世紀以來，人們的生活質量有了顯著提高，但與此同時也使得生活垃圾日益增多，以我國為例，目前我國已有將近70%的城市被垃圾所包圍，且多于25%的城市已經不具備合適的垃圾堆放場所。數據指出，我國的垃圾增長率為10%左右，高于世界垃圾平均增長率約1.56%，同時，我國每年會產生1.5億噸城市垃圾，占據世界總垃圾產量百分之三十左右。可以確定的是，目前我國的垃圾問題已經迫在眉睫，如果還不能廣泛應用更加先進的垃圾處理工藝，那么未來我國的城市環境將不容樂觀。在此背景下，垃圾焚燒工藝越來越被人們所看好，從1992年起，我國采用焚燒技術處理生活垃圾量越來越多，已由一開始的10%提高到如今的38%左右，實踐已經證明垃圾焚燒技術確實為當前處理城市生活垃圾的最有效手段，且其對于硫、硝等污染元素的處理確有實效，因此不僅值得我們大力推廣，更值得我們進一步展開理論研究。

2 垃圾焚燒鍋爐煙氣脫硫廢水特點

以目前來看，現有燃煤電廠最常用的脫硫工藝均為石灰石-石膏濕法脫硫技術，這種技術所產生的廢水一般包括硫酸鹽、亞硫酸鹽、氯化物以及微量重金屬等污染成分，且脫硫廢水往往具有以下特點：

2.1懸浮物高

從數據來看，目前我國多數煤燃電廠采用石灰石-石膏濕法脫硫工藝所產生的脫硫廢水懸浮物均在10000mg/L左右，且由于電廠脫硫過程的管理不當，部分電廠脫硫廢水的懸浮物甚至能夠達到50000mg/L以上。

2.2硬度較高，易結垢

脫硫廢水中往往具有較多的鈣離子、鎂離子和硫酸根離子，且由于反應生成的硫酸鈣往往處于飽和狀態，因此在加深濃縮過程中很容易結垢。

2.3成分易變，腐蝕性強

脫硫廢水的含量往往與煤燃電廠的原料成分有關，當電廠垃圾原料產地發生變化時，脫硫廢水中的成分也會發生變化，同時，部分廢水會具有較強的鹽分，含鹽量甚至可達60000mg/L，因此很容易與氯離子等發生反應生成具有酸性的溶液，從而對脫硫設備和管道造成腐蝕。

表一：某垃圾焚燒熱電廠脫硫廢水實測參數表

2.4成分復雜，重金屬含量高

對比普垃圾焚燒鍋爐所產生的廢水往往具有更加復雜的成分，究其原因主要是垃圾、垃圾的成分構成要遠復雜于普通煤原料。此外，脫硫廢水中往往會包含大量的重金屬，尤其以CODcr最多，一般可達2500mg/L左右，這里我們就某垃圾焚燒熱電廠的實際參數進行了測試，得出表一參數表。

3 垃圾焚燒鍋爐煙氣脫硫廢水混凝處理試驗分析

3.1試驗準備

本次試驗分為三組，分別使用了三種混凝劑，包括三氯化鐵、聚合氯化鋁以及聚合硫酸鐵。

3.2試驗方法

試驗方法為對照試驗，首先將試驗水樣分別攪拌均后放入試驗試管之中，并從中取出一定樣品記錄初始濃度，然后放入混凝劑開始沉降，準確記錄沉降時間及對應殘留濃度，計算各沉降時間下的沉降率，通過繪制沉降曲線進行比較分析，得出最適合的混凝劑。

同時，同樣采用對照試驗方法，采用同種混凝劑試驗在不同投加量及不同PH環境下試驗水樣的沉降量，計算所用混凝劑的最佳投放量和最佳適用環境。

3.3試驗分析

3.3.1氯化鋁試驗分析

通過比對分析，氯化鋁可用于4.0到9.0的環境，且在弱堿性環境中沉降效果較好，一般最好控制在7.0到9.0之間。同時，沉降率會隨著氯化鋁的添加呈遞增關系，當投加量達到10mg/L時沉降率會達到頂峰，約為85%，基本達到國家要求的廢水排放標準。

3.3.2聚合硫酸鐵試驗分析

聚合硫酸鐵試驗曲線如圖1，可以看出，當聚合硫酸鐵投加量在25mg/L附近時，樣品沉降率同樣會達到一定峰值，約為96%，但與氯化鋁的不同之處在于當聚合硫酸鐵投放量高于25mg/L后，沉降量會有所下降。此外，聚合硫酸鐵同樣適用于弱堿性環境，PH過高或過低都會導致沉淀時間大大增長。

圖一：聚合硫酸鐵投加量試驗曲線

3.3.3三氯化鐵試驗分析

三氯化鐵試驗曲線與聚合硫酸鐵試驗曲線大致相同，沉降峰值皆為96%左右，且同樣在超出峰值對應投加量后，沉降率會有所下降。

3.4試驗結果

通過對比分析可以看出，聚合硫酸鐵和三氯化鐵的沉降效果要高于氯化鋁，但二者都存在最佳投加范圍，其中聚合硫酸鐵投加范圍應控制在15到30mg/L之內，三氯化鐵投加范圍應控制在10到30mg/L之內。

結束語

綜上，本文結合脫硫廢水的構成特點，針對常用混凝劑進行了對比試驗分析，確定了垃圾焚燒鍋爐煙氣脫硫廢水混凝處理的最佳混凝劑。同時，可以確定的是，目前脫硫廢水處理工藝仍有很大不足，本文所進行的對照分析也僅針對聚合硫酸鐵、三氯化鐵和氯化鋁三種混凝劑，因此還需要廣大研究專家進行進一步的研究和分析。

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