超超臨界燃煤機(jī)組廢水氨氮綜合治理新思路

涂石勝

（湖北西塞山發(fā)電有限公司，湖北 黃石 435000）

0 引言

我國(guó)中部某發(fā)電有限公司2×680 MW 燃超超臨界燃煤機(jī)組廢水氨氮來(lái)源主要有表1 中三個(gè)方面：

表1 某發(fā)電公司廢水氨氮數(shù)據(jù) 單位：mg/L

1 脫硫工藝排水

排水工藝為石灰石－石高煙氣脫硫排水法，該方法是中國(guó)某工程（集團(tuán)）有限公司首先提出并實(shí)施，技術(shù)應(yīng)用時(shí)間較長(zhǎng)，應(yīng)用模式相對(duì)成熟，且兼具適用煤種廣、脫硫效率高和機(jī)組適應(yīng)性好等優(yōu)勢(shì)，因此在廢水治理中被廣泛應(yīng)用。但該方法的缺陷也相對(duì)明顯，使用該脫硫技術(shù)在治理過(guò)程中必然會(huì)造成脫硫廢水排出，脫硫廢水的pH 值在4～6 間，水質(zhì)呈酸性，此外廢水中會(huì)存在大量的懸浮物、重金屬等污染物，對(duì)附近的生態(tài)水域造成嚴(yán)重的污染，因此石灰石－石高煙氣脫硫排水法并不適合作為廢水氨氮綜合治理的主要排水技術(shù)。

2 脫硫氨區(qū)卸氨或噴淋排水

液氨區(qū)卸液氨管道余液沖洗產(chǎn)生的大量氨氮超標(biāo)的水，排入化學(xué)工業(yè)廢水儲(chǔ)存池。

3 超超臨界凝結(jié)水精處理高速混床氨化再生廢水

電廠精處理設(shè)備是保證大容量機(jī)組給水水質(zhì)的重要手段，它主要作用是利用精處理混床去除凝結(jié)水中腐蝕產(chǎn)物和各種溶解類(lèi)雜質(zhì)鹽類(lèi)，由于其處理量占鍋爐給水量的70%以上，因此給水加入的氨至凝結(jié)水后基本全部被精處理混床除去，循環(huán)至給水后再次需要加入大量的氨將給水pH 提高至9.0 以上，不僅氨水的消耗量很多，還導(dǎo)致精處理混床再生廢水排出大量的氨氮污染物，其質(zhì)量濃度高達(dá)580 mg/L，這樣的廢水必須通過(guò)處理合格，降至《中華人民共和國(guó)污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB 8978—1996）小于15 mg/L。

超超臨界燃煤機(jī)組廢水氨氮超標(biāo)如何科學(xué)綜合治理才達(dá)到《中華人民共和國(guó)污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB 8978—1996）所規(guī)定的要求？基于這一問(wèn)題，必須積極引入高效適宜的技術(shù)開(kāi)展治理工作。一是回收技術(shù)。氨氮廢水中氨氮質(zhì)量濃度超過(guò)600 mg/L 的濃度時(shí)，建議采取選擇性吸附劑、選擇性透膜富集分離處理氨氮廢水，促進(jìn)資源化循環(huán)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。在回收氨氮廢水并經(jīng)過(guò)純化處理后，即可向生產(chǎn)工藝返回，集中化分離提純處理后，能使消耗的原料量減少。二是破壞性技術(shù)。氨氮廢水中氨氮質(zhì)量濃度處于200～600 mg/L 時(shí)，建議采取光熱技術(shù)、催化劑、微生物等轉(zhuǎn)變氨氮廢水為二氧化碳。破壞性技術(shù)在氨氮廢水治理中的去除率相對(duì)較高，適用于硫化物、苯物質(zhì)等高毒性污染物的處理。三是組合技術(shù)。此項(xiàng)技術(shù)代表組合應(yīng)用回收技術(shù)與破壞性技術(shù)，在治理氨氮廢水方面有著相當(dāng)可觀的效果。氨氮廢水中氨氮質(zhì)量濃度小于600 mg/L 時(shí)，建議采取生物處理技術(shù)或吸附濃縮-燃燒技術(shù)凈化處理氨氮廢水，處理結(jié)束后即可向大氣環(huán)境排放。氨氮廢水總量減排管理中，氨氮廢水治理設(shè)施高效穩(wěn)定運(yùn)行至關(guān)重要?；诖?，需要定期核查生產(chǎn)車(chē)間治理氨氮廢水設(shè)施的運(yùn)行情況及效果，生產(chǎn)車(chē)間自身也需要對(duì)氨氮廢水排放環(huán)節(jié)及工序等展開(kāi)系統(tǒng)梳理，如啟停機(jī)、檢維修作業(yè)等，并加大操作技術(shù)規(guī)程的優(yōu)化改進(jìn)力度[1]。同時(shí)，要落實(shí)內(nèi)部考核制度的調(diào)整與完善，積極開(kāi)展操作管理與技術(shù)培訓(xùn)工作，圍繞氨氮廢水治理設(shè)施展開(kāi)精細(xì)管控，確保其運(yùn)行穩(wěn)定性與高效性。通過(guò)管理臺(tái)賬的建立，完整記錄生產(chǎn)車(chē)間生產(chǎn)及氨氮廢水治理設(shè)施關(guān)鍵運(yùn)行參數(shù)，并安裝廢氣排放連續(xù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)至氨氮廢水治理設(shè)施。此外，要加大工廠內(nèi)生產(chǎn)車(chē)間開(kāi)停工管理規(guī)范力度，盡量規(guī)避突發(fā)性排放。生產(chǎn)車(chē)間本身需圍繞燃燒煙氣、檢維修過(guò)程等非正常工況落實(shí)應(yīng)急卡、應(yīng)急預(yù)案及操作過(guò)程的制定，在檢修裝置前主動(dòng)備案至環(huán)保部門(mén)，且在具體實(shí)踐中嚴(yán)格落實(shí)環(huán)境監(jiān)控工作，事后評(píng)估環(huán)境影響。在生產(chǎn)車(chē)間應(yīng)急預(yù)案體系內(nèi)納入突發(fā)性氨氮廢水泄露防范及處置措施，并建立針對(duì)異常與正常工作的獨(dú)立監(jiān)測(cè)體系。

經(jīng)過(guò)結(jié)合某超超臨界燃煤機(jī)組目前實(shí)際情況，技術(shù)人員通過(guò)小型不斷測(cè)試，最終選取一系列組合方式處理方法。

3.1 氨吹脫法曝氣

氨吹脫法曝氣在堿性條件下（pH＞10.5），將廢水與氣體接觸，將氨氮從液相轉(zhuǎn)移到氣相的方法。該方法適宜用于高濃度氨氮廢水的處理。吹脫是使水作為不連續(xù)相與空氣接觸，利用水中組分的實(shí)際濃度與平衡濃度之間的差異，使氨氮轉(zhuǎn)移至氣相而去除廢水中的氨氮通常以銨離子（NH4+）和游離氨（NH3）的狀態(tài)保持平衡而存在，從而脫除水中的氨氮（具體見(jiàn)圖1）。

圖1 某發(fā)電公司廢水池曝氣筒裝置

3.2 氨氮去除劑

氧化法通過(guò)小型試驗(yàn)確定氨氮去除劑最佳用量，該電廠采用的是氨氮去除劑（見(jiàn)圖2）由多種無(wú)機(jī)化合物、鰲合劑、助劑等原料復(fù)配而成，是一種高效、無(wú)毒、無(wú)污染的新型水處理藥劑。在處理過(guò)程中充分發(fā)揮催化氧化、絮凝、吸附、共沉等協(xié)同作用，具有生物分解性和安全性等。

圖2 氨氮去除劑

從表2 小型實(shí)驗(yàn)結(jié)果來(lái)看，氨氮去除劑效果好，加入同樣的藥劑對(duì)氨氮含量越高，氨氮含量值越低，氨氮去除率越高對(duì)脫色也有一定輔助作用，同時(shí)對(duì)重金屬離子也有一定的去除效果。

表2 氨氮去除劑小型實(shí)驗(yàn)表

3.3 使用次氯酸鈉氧化法

小型試驗(yàn)污水中氨氮質(zhì)量濃度在幾百mg/L 以下，適合次氯酸鈉氧化法。加氯法最佳廢水pH 為6～7，加次氯酸鈉后，反應(yīng)1 h 為最佳時(shí)間，次氯酸鈉最佳投加量計(jì)算方法：

m（氨氮，mg）∶m（次氯酸鈉，質(zhì)量分?jǐn)?shù)10%，g）=1∶（0.08～0.088），都可以使氨氮達(dá)標(biāo)，1∶0.088 時(shí)處理效果最好。籠統(tǒng)計(jì)算每噸水投加1～2 kg 次氯酸鈉（有效質(zhì)量分?jǐn)?shù)10%）即可。除氨氮后，再曝氣幾個(gè)小時(shí)去除余氯即可。以上幾種方式可根據(jù)氨氮大小組合，超超臨界燃煤機(jī)組廢水氨氮綜合治理后,始終將全公司廢水氨氮控制在《標(biāo)準(zhǔn)》的一級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)要求以下，脫硫廢水中的氨氮質(zhì)量濃度在15mg/L 以下。

4 未來(lái)展望

1）尿素作為原料制取氨氣相對(duì)于氨水蒸發(fā)及液氨蒸發(fā)技術(shù)具有較高的安全性，隨近幾年國(guó)家對(duì)安全運(yùn)行要求的提高，已逐步代替液氨作為還原劑制備原料。

2）脫除出來(lái)的氨氣通過(guò)氨氣回收部制成氨水，氨水回收至爐內(nèi)加藥系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)資源循環(huán)使用，具有氨氣去除效率高、阻力小、成本低的特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)氨氮回收利用，以此減少循環(huán)水損耗，節(jié)省水流量，減少氨氮廢水對(duì)環(huán)境的污染，既經(jīng)濟(jì)又環(huán)保。

5 結(jié)語(yǔ)

超超臨界燃煤機(jī)組廢水氨氮的治理無(wú)論采取哪種方法，最終要實(shí)現(xiàn)廢水的零排放。電廠必然將實(shí)現(xiàn)最大程度節(jié)水，發(fā)展國(guó)民經(jīng)濟(jì)，保護(hù)生態(tài)環(huán)境。