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大型燃煤发电机组普遍采用石灰石-石膏法脱硫工艺，该工艺技术成熟、脱硫效率高、适用煤种范围广、脱硫剂来源丰富且廉价，是目前世界上应用广泛的一种脱硫技术。石灰石-石膏脱硫系统在运行中由于工艺水循环会产生一定量的高浓废水，该废水具有水量水质波动大、可溶性离子（Cl-、SO42-）浓度高、重金属离子种类较多等特点，采用普通方法很难使处理后的脱硫废水达标排放。随着国家相关水污染防治政策的陆续出台，燃煤电厂对脱硫废水零排放技术的需求日渐增多，脱硫废水零排放技术也成为近些年行业内的研究热点。

目前，国内燃煤电厂脱硫废水零排放的技术主要有：预处理-传统蒸发结晶、预处理-膜浓缩-传统蒸发结晶、预处理-烟道喷雾干燥技术，下面主要讨论喷雾干燥法烟气蒸发脱硫废水技术。

1、烟气蒸发脱硫废水工艺

烟气蒸发脱硫废水工艺根据蒸发位置的不同分为烟道内蒸发和烟道外蒸发，根据烟气温度的高低又分为高温烟气蒸发和低温烟气蒸发。烟道内蒸发工艺通常采用雾化喷嘴将电厂预处理后的脱硫废水进行雾化，喷入电厂空预器与电除尘器之间的烟道内，利用烟道内120℃～140℃的烟气将雾化后的废水液滴蒸干（低温烟气蒸发），形成细小固体颗粒结晶随烟气灰尘进入除尘器被捕捉，进入除尘器灰斗随灰外排，达到脱硫废水零排放的目的。烟道外蒸发工艺通常抽取空预器前的高温烟气（300℃～350℃），与脱硫废水一同送入干燥装置进行传热蒸发，高温烟气在干燥装置内将废水液滴蒸干后被引出干燥装置，送入空预器后的烟道中，形成的细小固体颗粒结晶一部分落在干燥装置底部，大部分随着烟气进入除尘器，被除尘器捕集于灰斗内。烟道外蒸发工艺相比烟道内蒸发工艺而言，其烟气温度达到300℃以上，能够将废水完全蒸干且受负荷变动影响小；其蒸发过程在锅炉烟道外进行，锅炉烟道和烟气系统设备基本不受液滴粒径和雾化效果的影响。

如图1所示，从空预器前抽取的热烟气经过分散进入干燥塔顶部，废水溶液通过旋转雾化器雾化成平均直径10μm~120μm的精细浆雾滴与热烟气进行接触，在气液接触过程中，水分被迅速蒸发，通过控制烟气量与分布、液体流速、雾滴直径等，使雾化后的雾滴到达干燥塔壁之前，雾滴已被蒸发干燥，干燥产物在蒸发塔底部高速涡流后，随烟气进入除尘器处理。进入干燥塔的脱硫废水可以是未进行预处理（来自三联箱前）的，也可以是预处理减量后的废水。干燥塔外形见图2。

喷雾干燥工艺技术的核心是旋转雾化器，每个干燥塔配置一个旋转雾化器，烟气通过烟气分布器后进入干燥塔，保证烟气与雾滴充分混合，实现传热、传质反应。通过控制雾化器的转速，保证终产物干燥的前提下，避免“湿壁”现象的产生。由于喷雾干燥系统的工作温度总是在露点温度以上，所以塔体及烟道等与烟气介质接触的材料无需进行防腐处理，采用普通碳钢即可。因脱硫废水Cl含量高，与脱硫废水接触的雾化盘采用哈氏合金材质。

旋转雾化器与烟气分布器均位于干燥塔顶部，旋转雾化器由变频电机通过增速齿轮带动，其转速在10000rpm～15000rpm之间可调。利用旋转雾化器的离心力，使料液在旋转表面上伸展为薄膜，并以不断增长的速度向雾化盘的边缘运动，离开雾化盘边缘时，实现溶液转化成细小雾滴。旋转雾化器与烟气分布器外形见图3和图4。

聚醚是以环氧乙烷环氧丙烷和环氧丁烷等为原料，在催化剂作用下开环均聚或共聚制得的线型聚合物，在纺织印染航空航天等领域有较广泛的应用近年来，随聚醚工业快速发展，聚醚废水排放量越来越大聚醚废水是典型的难降解工业废水，由于含有大量原料产物和一些中间体，导致其呈现成分复杂有机物含量高可生化性差的特点，传统污水处理工艺难以对其实现有效处理

UV-Fenton法是一种高效的废水预处理技术，通过产生具有强氧化能力的OH，可将大分子难降解有机物转化成小分子物质同时，结合在大分子中的有机氮可被转化为无机氮，对废水的高效处理和深度脱氮具有积极意义UV-Fenton法已广泛用于难降解有机废水的处理，与Fenton法相比，紫外光的引入可与Fe2+协同促进H2O2的分解，降低Fe2+用量，提高H2O2利用率，从而强化有机物的降解然而，利用UV-Fenton法处理实际聚醚废水的研究报道较少，已有的研究大多只限于单一因素对处理效能的影响，没有考虑各自变量之间的交互作用，且缺少对废水中特征污染物在处理过程中降解机理的研究

基于此，本研究采用UV-Fenton法处理实际聚醚废水，考察H2O2投加量FeSO47H2O投加量和处理时间对处理效能的影响，应用Design-Expert软件进行响应曲面实验设计，分析各因素之间的交互作用，获得优操作参数组合同时，通过气相色谱(GC)/质谱(MS)分析处理前后聚醚废水中特征污染物组成及丰度变化，为该类废水的处理提供技术支持和理论指导

1材料和方法

1.1 实验用水

聚醚废水取自无锡市某化工厂的生产废水，该厂主要产品为聚醚胺其废水主要水质指标：CODBOD5TNTP氨氮分别为(7640±1366)(376±115)(65.7±17.4)(1.7±1.4)(0.7±0.2)mg/L，B/C(质量比)为0.05±0.01，pH为7.3±1.7，色度为4.0倍该废水COD较高，而B/C仅有0.05，可生化性较差，不具备直接生化处理的条件此外，废水中氮元素主要存在于难降解的大分子中，常规脱氮工艺难以发挥作用

1.2 试剂仪器与分析方法

主要试剂：乙酸乙酯(99.9%，高效液相色谱(HPLC)级)甲醇(99.9%，HPLC级)纳氏试剂(碘化汞-碘化钾-氢氧化钠溶液碱性过硫酸钾-钼酸盐溶液)哈希COD试剂FeSO47H2O30.0%(质量分数，下同)H2O2溶液50.0%NaOH溶液和50%硫酸溶液

pH采用HQ40D型手持式pH计测定；COD采用DR3900型哈希分光光度计进行测定；TN氨氮TPBOD5和色度均参考文献

主要仪器：C18SPE型固相萃取小柱，AUTOSPE-06D型自动固相萃取仪；QP2020型四极杆GC/MS联用仪；SDE-055型过流式紫外反应器

1.3 实验方法

1.3.1 UV-Fenton法运行参数优化

取500mL聚醚废水于烧杯中，首先用50%硫酸溶液调节水样pH至3.0，加入FeSO47H2O和H2O2，然后将反应液转移至紫外反应器进行处理，一定时间后，取出反应液加50%NaOH溶液将反应液pH调节为7.0，静止1h后取上清液，测定指标

(1)针对H2O2FeSO47H2O投加量和处理时间进行单因素实验，以COD去除率作为考察指标，确定合适的参数范围以FeSO47H2OH2O2质量比(FeSO47H2O/H2O2)和H2O2COD质量比(H2O2/COD)表征FeSO47H2OH2O2投加量一般实验条件为FeSO47H2O/H2O20.50处理时间60minH2O2/COD1.00，单因素考察时相应改变单因素范围

(2)根据单因素实验结果，利用响应曲面法对UV-Fenton法进行参数优化，采用Design-Expert8.0软件提供的中心组合设计(CCD)法根据单因素实验结果，设置3个自变量(H2O2/COD(A)FeSO47H2O/H2O2(B)处理时间(C))两个响应值(COD去除率(YCOD)和出水氨氮浓度(Y氨氮))

1.3.2 GC/MS解析特征污染物

(1)水样预处理

取5mL乙酸乙酯以1mL/min的流速过柱，分别用10mL甲醇和10mL去离子水以2mL/min流速过柱，活化固相萃取小柱将500mL水样以10mL/min的流速通过固相萃取小柱，用高纯氮气将固相萃取小柱在真空状态下吹干然后用10mL乙酸乙酯进行洗脱，流速控制在1mL/min；收集洗脱液，用氮气吹脱将样品浓缩至1mL

(2)GC/MS实验操作

GC条件：毛细管柱(DB-5MS，30m×0.25mm×0.25μm)；高纯度氢气做载气；进样口温度250℃；进样量1μL，不分流进样，流速1mL/min；柱子初温40℃，保留2min，然后以10℃/min升温至120℃，保留2min，再以10℃/min升温至280℃，保留5min

MS条件：单离子扫描模式(SIM)，电轰击电离(EI)离子源，能量70eV，接口温度280℃，离子源温度280℃，溶剂延迟3min，质量扫描范围质荷比0~450

检测结果与美国国家标准与技术研究院(NIST)数据库比对，以确定物质的种类

2结果与讨论

2.1 单因素实验结果

单因素变化对UV-Fenton效能的影响见图1随H2O2投加量增多，COD去除率先增大后减小，当H2O2/COD=1.00时COD去除率高，可达52.2%过高的H2O2投加量导致COD去除率低，可能是因为H2O2对于OH具有捕捉作用，当H2O2投加量过多时，H2O2对于OH的捕捉能力增强，生成的部分OH会损失；同时H2O2会与OH发生副反应生成OOH，并且释放出O2，阻碍反应的进行从而降低处理效率随FeSO47H2O投加量增多，COD去除率亦呈现先增大后减小的趋势，且当FeSO47H2O/H2O2=1.00时，COD去除率大FeSO47H2O投加量过多，多余的Fe2+会捕捉OH，减少参与氧化降解有机污染物的OH量，降低H2O2的利用率随处理时间延长，COD去除率逐渐增加，并在60min后趋于平稳，此时废水中H2O2和Fe2+基本消耗完全，继续延长处理时间对COD去除率提升作用不显著