A. 粉煤灰的作用是什么
1、粉煤灰作农业肥料和土壤改良剂:
粉煤灰具有良好的物理化学性质,能广泛应用于改造重粘土、生土、酸性土和盐碱土,弥补其酸瘦板粘的缺陷,粉煤灰中含有大量水溶性硅钙镁磷等农作物所必需的营养元素,故可作农业肥料用。
2、从粉煤灰中回收工业原料:
回收煤炭资源,利用浮选法在含煤炭粉煤灰的灰浆水中加入浮选药剂,然后采用气浮技术,使煤粒粘附于气泡上浮与灰渣分离;回收金属物质粉煤灰中含有Fe2O3、Al2O3、和大量稀有金属.
分选空心微珠,空心微珠具有质量小、高强度、耐高温和绝缘性好,可以用于塑料的理想填料,用于轻质耐火材料和高效保温材料,用于石油化学工业,用于军工领域,坦克刹车。
3、粉煤灰作环保材料:
利用粉煤灰可制造分子筛、絮凝剂和吸附材料等环保材料;粉煤灰还可用于处理含氟废水、电镀废水与含重金属例子废水和含油废水,粉煤灰中含有的Al2O3、CaO等活性组分。
能与氟生产配合物或生产对氟有絮凝作用的胶体离子,还含有沸石、莫来石、炭粒和硅胶等,具有无机离子交换特性和吸附脱色作用。
4、粉煤灰可用作生产原料:
粉煤灰是无机防火保温板保温板生产原料的一种,绿能无机防火保温板的原料为70%的普通水泥,30%的粉煤灰。
5、粉煤灰可做造纸原料:
在国外,一些研究将粉煤灰作为一种新的造纸原料,并通过电子显微镜分析粉煤灰提高纸张抗拉强度和内部粘结强度的原理。
(1)粉煤灰与高盐废水扩展阅读:
一、外观特征
粉煤灰外观类似水泥,颜色在乳白色到灰黑色之间变化。粉煤灰的颜色是一项重要的质量指标,可以反映含碳量的多少和差异。在一定程度上也可以反映粉煤灰的细度,颜色越深粉煤灰粒度越细,含碳量越高。
粉煤灰就有低钙粉煤灰和高钙粉煤灰之分。通常高钙粉煤灰的颜色偏黄,低钙粉煤灰的颜色偏灰。粉煤灰颗粒呈多孔型蜂窝状组织,比表面积较大。
具有较高的吸附活性,颗粒的粒径范围为0.5~300μm。并且珠壁具有多孔结构,孔隙率高达50%—80%,有很强的吸水性。
二、相关性质
1、物理性质
粉煤灰的物理性质包括密度、堆积密度、细度、比表面积、需水量等,这些性质是化学成分及矿物组成的宏观反映。由于粉煤灰的组成波动范围很大,这就决定了其物理性质的差异也很大。
2、化学性质
粉煤灰是一种人工火山灰质混合材料,它本身略有或没有水硬胶凝性能,但当以粉状及水存在时,能在常温,特别是在水热处理(蒸汽养护)条件下。
与氢氧化钙或其他碱土金属氢氧化物发生化学反应,生成具有水硬胶凝性能的化合物,成为一种增加强度和耐久性的材料。
B. 解析农药废水有哪些处理方法
在我国,80%的农药品种是有机磷农药,该类农药具有品种繁多,生产工艺复杂,副产物多,三废排放量大、含盐量高、色重、味臭、难生化等特点。以乐果废水为例,该水味奇臭,COD 高达200000 mg /L,有机磷含量1000 ~ 18000 mg /L,含盐量15%。目前国内有机磷生产厂家往往对该类废水未经处理或处理不达标就向外排放,严重地污染了环境,因此研究并实施有机磷农药废水处理方法是治理农药行业污染的重点。
1 有机磷农药的分类、生化特点及废水共性
1.1 有机磷农药按化学结构大致分为
(1) 磷酸酯类,如敌百虫、草甘膦等,该类化合物生化处理比较容易,如南通农药厂生产的敌百虫,久效磷等废水直接稀释进生化,COD 去除率可达85%左右[1]。
(2) 一硫代磷酸酯类,如甲基对硫磷、甲基嘧啶磷、丙溴磷等,该类化合物因含硫而味臭,不能被微生物降解,与可生化降解物混合,可部分降解为正磷酸。
(3) 二硫代磷酸酯类,如乐果、马拉硫磷等,该类化合物因含多硫味特臭,不能被微生物降解,与可生化降解物混合,极少部分降解为正磷酸。
由以上可知,硫代磷酸酯类有机磷农药是该类农药预处理的重点和难点,只有通过预处理降解才能进一步进生化池生化。
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2.2 有机磷农药废水共性成分
通过对有机磷废水的成分分析可知,废水中95% 以上不是农药本体,而是它们的中间体及不同阶段的降解产物(图2)中含量较多的有:
3 有机磷农药废水预处理的方法
近年来对有机磷废水的处理,基本围绕着分解和去除废水中的有机硫、磷进行,大体可分为物理处理法和化学处理法。物理处理法包括: 吸附、萃取、气提、絮凝沉降等方法,化学处理法包括: 氧化、还原、水解等方法。
3.1 物理处理
3.1.1 吸附
吸附是一种物质附着在另一物质表面的过程。目前采用较多的吸附剂有大孔树脂、活性炭、粉煤灰及膨润土。其中大孔树脂及活性炭因价格昂贵,使用受到一定的限制,且存在活化再生的问题,而粉煤灰吸附虽效果不及前者,但处理简便、成本低廉,可达到以废治废的效果、目前得到广泛应用。如文献报道[2]采用季铵盐改性粉煤灰处理有机磷废水,磷的吸附率可达97%。
3.1.2 萃取
萃取: 采用与水不溶而能很好溶解污染物的萃取剂,使其与废水充分接触,利用污染物在水及溶剂中溶解度的不同,达到分离和净化废水的目的。使用比较多的有络合萃取、液膜萃取。在处理丙溴磷废水时采用TBP 与环己烷形成络合剂萃取回收水中的氯酚,氯酚回收率可达98%。沈阳化工院采用液膜萃取含酚废水,也达到很好的效果[3]。
3.1.3 气提、吹脱
气提、吹脱法是将气体吹入废水,使溶解性气体或易挥发性物质变成气体,从而净化废水的过程。湖南海利集团采用蒸汽气提回收乐果硫磷酯工段废水中的氨氮,氨氮去除率可达85%,大大提高了废水的可生化性。
3.1.4 絮凝、沉降
絮凝沉降是采用加入絮凝剂破坏废水悬浮颗粒的稳定性,消除颗粒间的斥力,使颗粒接触并吸附在一起,再通过絮凝剂进行架桥及网捕,形成大颗粒从水中分离的方法。该方法因简单,成本低广泛应用在废水处理中。现有絮凝剂主要有无机絮凝剂及有机絮凝剂两大类,无机絮凝剂主要有硫酸铝,聚合氯化铝、聚合硫酸铁等,有机絮凝剂主要有聚丙烯酰胺和甲醛-双氰胺类。
3.2 化学处理
3.2.1 化学氧化法
化学氧化法主要包括电催化氧化、芬顿氧化、及湿式氧化法。
(1) 电催化氧化处理技术
电催化氧化处理技术是一种高级的电化学氧化工艺,是利用外加电场作用,在特定的电化学反应器内,通过一系列设计的化学反应、电化学过程或物理过程,达到预期的去除废水中污染物或回收有用物资的目的。在反应过程中一般是直接氧化和间接氧化同时进行。现在应用较多的电催化氧化技术是以活性碳、惰性金属(Ag,Pt,Ti 等) 和表面涂覆PbO2,SnO2,Sb2O5等氧化膜的惰性金属为阳极,以铁板为阴极,通过电极的直接和间接作用,达到去除污染物、净化水质的目的[4]。湖南海利集团将这一技术运用到硫磷酯废水及甲基嘧啶磷的废水处理中,COD 去除率可达45%,可生化性得到大幅的提高。
(2) 芬顿氧化法
Fenton 法是一种高级氧化工艺。通过Fe2 + 和H2O2结合生成高反应活性的羟基自由基,它可有效处理绝大多数难降解有机废水。与其他高级氧化工艺相比,具有操作简单、反应快速等优点。由于使用双氧水,成本还比较高,限制了该法的广泛应用。如李荣喜等将芬顿法运用到降解湖南天宇化工农药有限公司的三唑磷农药废水,COD 去除率高达95%[5]。为提高芬顿试剂的效率,目前有报道采用UV/Fenton 及超声(微波) /Fenton 的方法,能使COD 去除率提高10% ~ 20%[6]。
(3) 湿式氧化法
湿式氧化法简称WAO,是以空气及氧气为氧化剂将溶解及悬浮于水中的有机物或还原性无机物,在高温高压下进行液相氧化分解,大幅去除COD/BOD/SS 的方法。该方法氧化彻底,如处理硫磷酯废水,能将其完全无机化,但该法对设备要求高,反应条件苛刻、设备成本高,在国内使用尚不普遍[7]。
3.2.2 化学还原法
铁/炭微电解属电化学还原技术,利用铁一炭体系形成的微原电池对水中难降解污染物进行处理。微电解作用机理主要包括:(1) 铁屑的吸附作用; (2) Fe 的还原作用; (3) 微电解产物Fe2 +、氢的还原作用; (4) Fe2 + /Fe3 + 的絮凝作用。匡蕾、扬庚等将此法用在处理有机磷农药中间体乙基氯化物生产废水中,处理后水的COD、硫化物、总磷的去除率分别高达90.2%、99.4%、95.0%,废水的可生物降解性明显提高,为进入生化创造了条件[8]。
3.2.3 水解法
有机磷农药水解分碱式水解、酸式水解[9]。碱式水解机理为OH-进攻P 原子,发生Sn2取代。碱性条件下从三酯水解成二酯容易,再继续水解困难,因此一般停留在一级水解阶段。在酸性条件下水解反应的机理一般认为首先使连酯的氧原子上质子化,然后碳原子受到攻击发生Sn2取代反应,经不断取代,最终水解为无机磷。化学水解法处理有机磷农药废水从理论上看是可行的,从实际应用看是有效的,尤其适宜处理高浓度有机磷废水处理。如在酸性条件水解水胺硫磷,有机磷、硫化物、NH3- N 和总磷去除率均大于90%,COD 去除率达50%以上[10]。
4 结论
有机磷废水种类很多,依结构分,共同的中间体有同样的废水,但因农药缩合的另一半差异,不同的废水要采取不同的处理方法,单独采用任何一种方法处理高浓度有机磷农药废水在经重点难点贯穿于课堂讨论中去,加强教学效果使学生能够牢固掌握复合材料的一些基本概念方法,还能对大学生创新能力的培养起到重要作用。
C. 废弃资源综合利用业 包括哪些
废弃资源综合利用主要是指在矿产资源开采过程中对共生、伴生矿进行综合开发与合理利用;对生产过程中产生的废渣、废水(液)、废气、余热余压等进行回收和合理利用;对社会生产和消费过程中产生的各种废物进行回收和再生利用。
回收的产品:
1、煤系伴生的高岭岩(土)、铝钒土、耐火粘土、膨润土、硅藻土、玄武岩、辉绿岩、大理石,花岗石、硫铁矿、硫精矿、瓦斯气、褐煤蜡、腐植酸及腐质酸盐类、石膏、石墨、天然焦及其加工利用的产品;
2、黑色金属矿山和黄金矿山回收的硫铁矿、铜、钴、硫、萤石、磷、钒、锰、氟精矿、稀土精矿、钛精矿;
3、有色金属矿山回收的主要金属以外的硫精矿、硫铁矿、铁精矿、萤石精矿及各种精矿和金属,以及利用回收的残矿、难选矿及低品位矿生产的精矿和金属;
4、利用黑色、有色金属和非金属及其尾矿回收的铁精矿、铜精矿、铅精矿、锌精矿、钨精矿、铋精矿、锡精矿、锑精矿、砷精矿、钴精矿、绿柱石、长石粉、萤石、硫精矿、稀土精矿、锂云母;
5、黑色金属冶炼(企业)回收的铜、钴、铅、锌、钒、钛、铌、稀土,有色金属冶炼(企业)回收的主要金属以外的各种金属及硫酸;
6、磷、钾、硫等化学矿开采过程中回收的钠、镁、锂等副产品;
7、利用采矿和选矿废渣(包括废石、尾矿、碎屑、粉末、粉尘、污泥)生产的金属、非金属产品和建材产品;
8、原油、天然气生产过程中回收提取的轻烃、氦气、硫磺及利用伴生卤水生产的精制盐、固盐、液碱、盐酸、氯化石腊和稀有金属。
《废弃资源综合利用业环境管理体系实施指南》的意义价值
《废弃资源综合利用业环境管理体系实施指南》(GB/T 29750-2013)更好地应用于回收加工行业的环境管理工作中,围绕回收加工企业环境因素、环境影响、污染物治理技术、主要设施设备及运行控制的特点;
建立回收加工业收集、运输、贮存、拆解和处理全过程管理和控制的环境管理体系要求是非常必要的,这无疑将大力提升中国回收加工行业的环境管理水平,更好地提高自然资源利用效率,实现修旧利废、物尽其用。
实现科学回收、高效收集、合理安全处置,避免环境风险;积极推动废旧物资的无害化、资源化处理产业的健康发展;助推资源节约型、环境友好型社会建设,经济社会的可持续发展,循环经济。
D. 怎样处理废水脱色的问题
色度超标的原因
色度也是衡量水体干净与否的一个重要指标,对正常的河流中:水体中的植物如藻类需要阳光进行光合作用,产出氧气可供应给动物。同时植物也是生物(当然是食草的咯)的粮食。色度高,光进不去,植物不能光合作用。久而久之,该地段水体中的植物死去,破坏该地段生态,如食物链。另外工厂排放的废弃废水对河流污水色度也产生很大影响,污水色度高还有一个原因铁、铜还有一些重金属污染都也可能导致色度偏高,对人们的生活用水产生很大影响。
降低色度的方法
一、粉煤灰吸附法
粉煤灰吸附法分为物理过程和化学过程。物理吸附过程是指粉煤灰与吸附质间通过分子间阴历产生吸附作用。这一作用取决于粉煤灰的多孔性和表面积,表面积越大,吸附效率约高约好。化学吸附是指粉煤灰表面存在大量的铝、铁、硅等活性点,能与吸附质通过某种化学作用发生结合,行程离子交换和离子对的吸附,另一方面,粉煤灰中的
一些成分还能与废水中的有害物质发生吸附、絮凝沉淀协同作用而使得废水可以得到净化。
缺点:去除率不算太高
二、电化学氧化还原法
电化学法的实质就是直接或间接利用点解作用,把水中的污染物去除,或者把有毒物质变成无毒或者低毒物质。电解槽阳极可分为可溶性阳极与不溶性阳极两类,不溶性阳极大多数是用铂或者石墨制成的。由于电化学氧化还原法反应彻底,去除率还是比较高的。
缺点:操作时候危险,通电成本过高,维护成本过高。
三、生物法
生物法是利用微生物酶来氧化或还原染料分子,破坏其不饱和键及发色基团,从而达到处理目的的一种废水处理方法。由于生物法操作简单,运行费用低,无二次污染等有点,尤其是在印染废水的处理中得到了广泛的应用。生物法的缺点在于微生物对营养物质、温度等条件有一定的要求,传统的生物法难以适应类似与印染废水的水质波动大、染料种类多、毒性高的特点,同同时还存在占地面积大、一次性投入大、对色度去除率低邓特点。
缺点:占地面积大、去除率低、适应水质波动的能力差。
四、化学法
絮凝沉淀法,是新一代的无机高分子絮凝剂,是一种多核络合物,在水处理过程中具有吸附力强、絮凝体形成速度快、矾花密实、沉降速度快、过滤性能好、使用PH值范围广、对低温高浊度原水处理效果特好的特点,而且还能去除水中的少量有机物、悬浮物、重金属、硫化物及致癌物,、脱色除油、除臭除菌效果显著。广泛应用于生活饮用水、工业污水、环保污水处理等,具有投加使用方便。处理后水质优良,处理成本低等特点。使用是用原液稀释成10%的溶液,结合少量的PAM和PAC加入废水工艺的搅拌池中,待沉淀完成后,即可达标!
E. 火电厂废水及废水处理
火电厂废水及废水处理具体内容是什么,下面中达咨询为大家解答。
1、火电厂废水的特点和分类
1.1废水的特点
与化工、造纸等工业废水相比,火电厂的废水有以下特点:水质水量差异很大,划分的废水的种类较多;废水中的污染成分以无机物为主,有机污染物主要是油;间断性排水较多。
1.2废水的分类
同一类废水可以采用同一类处理工艺实现回用。所以合理的分类是废水综合利用的基础,根据火电厂各类废水的水质水量特点,以处理回用为目标,可以将火电厂的废水分为以下几类:
1.2.1含盐浓度较低的废水。这类废水包括机组杂排水、工业冷却水系统排水、生活污水等。在使用过程中盐的含量不会明显的升高,废水处理不考虑脱盐,废水处理成本低。处理后的水质可以达到或接近工业水的水质标准,可以替代新鲜水源。该类废水是电厂中回用比例较高的废水。
1.2.2含盐浓度较高的废水。水在使用过程中因为浓缩或者加入了酸、碱和盐而使含盐的浓度提高很多,回用需要脱盐。如反渗透浓排水、离子交换设备再生废水、循环水排污水等。这种废水可以直接用于冲灰、除渣和煤场喷淋。回用必须进行脱盐处理,因脱盐成本较高,目前该类废水回收利用率较低。
1.2.3简单处理可回用的废水。包括含煤废水、冲灰除渣废水。这类废水悬浮物很高,处理工艺以沉淀为主,目的是除去水中的悬浮物。含煤废水的悬浮成分主要是煤粉,冲灰除渣废水则主要是灰粒。由于组分比较特殊,通常不与其他废水混合处理,而是单独处理后循环使用。
1.2.4不能回用的极差的废水。这些废水所含的成分比较复杂,处理成本很高,但水量较小,一般单独处理后达标排放。例如脱硫废水。还有一些间断废水,如化学清洗废水、空预器烟气侧冲洗废水等都经过处理后达标排放。
2、火电厂废水处理
2.1火电厂冲灰水处理
冲灰水是火电厂主要污水之一,冲灰水中超出标准的主要指标是pH值、悬浮物、含盐量和氟等,个别电厂还有重金属和砷等。冲灰水处理的思路一是减少水的用量,二是废水处理再利用或达标排放。如何处理,发电厂根据环保和经济的双重效果来抉择。具体的一些处理的方法是:
2.1.1浓缩水力除灰。浓缩水力除灰是将原灰水比1:(15—20)降至1:5左右,灰水比例应根据全厂水量平衡及灰场水量平衡综合考虑来确定。实际生产中就是在不影响产量和其他指标的前提下降低灰厂的用水量。浓缩水力除灰既减少厂区水补给量,又减少了水的排放量。可谓是经济环保双赢的好方法。
2.1.2冲灰水中悬浮物去除。冲灰水的悬浮物含量主要与灰场(沉淀池)大小等因素有关。解决冲灰水中悬浮物超标,应重点考虑冲灰废水在沉淀池中有足够的沉淀时间。
2.1.3冲灰水pH值超标治理。冲灰废水的pH值与煤质、冲灰水的水质、除尘方式及冲灰系统有关。国外一般采用加酸、炉烟CO2处理(降低pH)和直流冷却排水中和等方法。炉烟CO2的处理既减少了CO2向大气的排放又降低了冲灰废水的pH值。炉烟CO2处理的化学反应原理:
CO2+H2O=H2CO3 H2CO3=H++HCO3- H++OH-=H2O
2.1.4冲灰水中氟处理;一般用钙盐沉淀法和粉煤灰法等,钙盐沉淀法处理时要加入氢氧化钙和氯化钙,处理后的pH值达到9~12,且氟浓度仍>30mg/L,达不到废水综合排放标准,还需要加酸降低pH值。粉煤灰处理含氟废水,具有工艺简单、以废治废,氟的去除率达90%上。钙盐沉淀法的离子反应原理:
Ca(OH)2=Ca2++2OH- CaCl2=Ca2++2Cl- 2F-+Ca2+=CaF2↓
H++OH-=H2O
3、火电厂脱硫废水处理
3.1中和
中和处理的主要包括两个方面:一是发生酸碱中和反应,调整pH在6—9之间。二是沉淀部分重金属,使锌、铜、镍等重金属盐生成氢氧化物沉淀。常用的碱性中和剂有石灰、石灰石、苛性钠,酸性中和剂是碳酸钙等。反应原理:
H++OH-=H2O CaCO3+2H+=Ca2++CO2↑+H2O
CaO+H2O=Ca(OH)2 Ca(OH)2=Ca2++2OH-
NaOH=Na++OH- Cu2++2OH-=Cu(OH)2↓
Zn2++2OH-=Zn(OH)2↓ Ni2++2OH-=Ni(OH)2↓
3.2化学沉淀
废水中的重金属离子、碱土金属常用氢氧化物和硫化物沉淀法去除,常用的药剂分别为石灰和硫化钠。离子反应原理:
CaO+H2O=Ca(OH)2 Ca(OH)2=Ca2++2OH-
Cu2++2OH-=Cu(OH)2↓ Zn2++2OH-=Zn(OH)2↓
Na2S=2Na++S2- Cu2++S2-=CuS↓
Zn2++S2-=ZnS↓ Mg2++2OH-=Mg(OH)2↓
3.3混凝澄清处理
经过化学沉淀处理后的废水中,含有许多微小的悬浮物和胶体物质,必须加入混凝剂使之凝聚成大颗粒而沉降下来。常用的混凝剂有硫酸铝、聚合氯化铝、三氯化铁、硫酸亚铁等;常用的助凝剂有石灰、高分子絮凝剂等。形成混凝剂的有关化学反应原理:
Al2(SO4)3=2Al3++3SO42- AlCl3=Al3++3Cl-
FeCl3=Fe3++3Cl- FeSO4=Fe2++SO42-
Fe2++3H2O=Fe(OH)3↓+3H+ Al3++3H2O=Al(OH)3↓+3H+
Fe3++3H2O=Fe(OH)3↓+3H+ Fe2++3H2O=Fe(OH)2↓+3H+
4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3↓
4、火电厂化学废水、含油废水处理
4.1化学废水处理
4.1.1酸碱废水处理:先将酸性废水(或碱性废水)排人中和池,然后再将碱性废水(或酸性废水)排人,搅拌中和,使pH值达到6—9后排放。离子反应原理:
H++OH-=H2O
4.1.2无机废水处理:主要污染物为酸或碱、悬浮物、溶解盐等。酸或碱可采用中和法处理,浓度较高时,可回收利用。悬浮物或胶体可采用沉淀、混凝等方法去除。溶解盐主要靠吸附、离子交换、电渗析等方法除去。
4.1.3有机废水处理:是锅炉有机酸洗的废水,利用蒸发池进行蒸发处理。
4.2含油废水处理
含油废水处理有多种处理方法,下面介绍期中的一种——沉淀法。
该法采用薄层沉淀组件的聚结装置,这种装置克服了聚结过滤器每单位体积的分离表面大的缺点,主要优点是当薄板间隙或管径和倾斜角度选择合理时,漂浮的和沉降的微粒能自行排走而不需任何强制清理。
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F. 分析火力发电厂(燃煤)对环境有哪些方面污染相应应该采取什么措施防止、减轻污染
1、 粉尘。
它是随着烟气进入大气的微小固体污染物,它包括燃料燃烧后的飞灰和未燃烧的完全炭粒,分飘尘和降尘二种,以飘尘的有害最大。治理的方法是采用各种的除尘设备来消除烟尘。较好的有水膜除尘,除尘率70-80%;电除尘的除尘率最高,可达到并保持在99.9%.
2、 二氧化硫。
这是燃料中的硫燃烧后生成的污染物,随着烟气排入大气,是形成酸雨的主要物质之一。目前我国的火力发电厂二氧化硫排放基本上处于失控状态,将是制约电力发展的主要因素。防治二氧化硫的措施有燃烧前燃料的脱硫、燃烧中(炉内喷钙或者硫化床)脱硫和燃烧后的(烟气)脱硫。
3、 粉煤灰
它包括燃烧后的煤灰、炉渣、和收集的飞灰。是电厂排放量最大的一种固体污染物。粉煤灰目前以灰场贮存为主,浪费土地资源,并随其扩散、迁移、积累而污染水、土壤环境。但粉煤灰可以用来填充山沟、低洼地和矿井等,在其上面覆盖土地造田可防治二次污染。另外,粉煤灰也是十分宝贵的资源。可以回收利用,可做建筑材料、筑路、肥料等,用途广泛。
4、 热污染
它是指火电厂部不采用冷却塔的直接水系统的温排水。(如建在海边的珠海、沙角电厂没有冷却塔。连州电厂有,除了烟囱之外的四个高高的塔就是。经常有冒着水蒸气,所以有人误以为也是烟囱)这类电厂的热量50%排入水中,会破坏水生物的正常温度环境,影响其生存和繁殖。冷却塔的作用就是把水冷却到一定的温度,进行再利用,从而减少了对水资源的依赖。
5、 噪音
这一污染主要是针对电厂的工人。随着自动化水平的提高。工人基本上不用在现场长期工作,故影响较少。此外,还有冲灰水的污染,随着电厂实现了废水的零排放,故影响较小。
G. 燃煤电厂高盐脱硫废水固化基础实验
实验将模拟高盐水与水泥、粉煤灰和河砂拌合,制得固化体,养护至特定龄期后,对其抗压强度和结合氯离子能力进行检测。
通过控制单变量的方法,实验探究了不同组分材料的配比对固化体的抗压强度和结合氯离子能力的影响,并利用XRD对固化体粉末进行了产物表征。
结果表明:在水泥配比为1.08时固化体的抗压强度最高,粉煤灰配比大于0.25后固化体的抗压强度提升明显,模拟高盐水配比越大,固化体的抗压强度越低,河砂量对固化体的抗压强度影响小。
实验中制得的固化体在养护28天后,其抗压强度值在30MPa以上,能达到《混凝土路缘石》标准中路缘石的最低抗压强度要求。随着水泥配比的增大,固化体的结合氯离子能力增大21.7%,且受水泥水化所需水量的限制,其增大趋势渐缓;由于粉煤灰在水化过程中的产物与氯离子生成的s盐量较少,随着粉煤灰配比的增大,固化体的结合氯离子能力仅增大4.9%。XRD的结果验证了水泥固化过程中s盐的存在。
石灰石/石膏湿法脱硫工艺作为当前燃煤电厂主流脱硫技术,具有脱硫效率高,技术成熟,运行稳定等优点,但为了防止循环浆液系统氯离子等元素的过度富集,脱硫系统需要定期外排一定量的脱硫废水。脱硫废水具备以下特点:
1)水质受多种因素影响,且易随工况及煤种变化而变化;
2)pH在4.5-6.5之间,呈弱酸性,氯离子含量高;
3)以石膏颗粒、二氧化硅、铁铝化合物为主要成分的悬浮物含量较高;
4)总溶解性固体含量较高,且变化范围大,一般在30000-60000mg/L,Ca2+和Mg2+等硬度离子含量高;
5)汞、铅、砷等重金属第Ⅰ类污染物超标。因此,脱硫废水处理倍受业内关注。
随着《水污染防治行动计划》(又称为“水十条”)和《火电厂污染防治可行技术指南》的先后发布,脱硫废水零排放成为燃煤电厂环保的重中之重。目前常用的处理工艺是神咐碧传统化学沉淀方法,脱硫废水经过中和沉淀、沉降、絮凝以及浓缩澄清过程,大部分悬浮物和重金属离子会被去除,这一工艺能满足废水行业排放标准(DL/T997-2006),但无法去除迁移性较强的氯离子等可溶性盐分,对硒离子去除效果也不佳,无法实现真正的脱硫废水零排放。
以蒸发结晶和蒸发技术为主的零排放技术是当前脱硫废水处理领域的研究热点。蒸发结晶技术工艺复杂,运行成本高,通过简单预处理后得到的混盐无利用价值,采用分盐工艺能得到纯度较高的结晶盐,但会进一步加大运行成本;低温烟道蒸发以及旁路烟道蒸发技术增加飞灰中含尘量,将处理压力转移至电除尘器,粉煤灰中盐分过高会影响水泥品质。
本研究涉及一种脱硫废水烟气浓缩减量及水泥化固定工艺。如图1所示,在电除尘器后设置带有液柱喷管系统的烟气浓缩塔,利用电除尘器后10%-15%的热烟气与脱硫废水液柱循环换热,实现脱硫废水5-10倍的减量浓缩。浓缩后的高盐废水与水泥、粉煤灰等胶凝材料经混合搅拌机搅拌后进入成型设备,随后转入恒定温度及湿度的养护室中进行养护,根据性能可将养护后的固化体用作混凝土或路缘石等材料。
图1脱硫废水烟气浓缩及水泥化固定工艺图
上述工艺的有益效果为:
1)充分利用电除尘器后烟气,与脱硫废水接触进行传质传热,达到脱硫废水浓缩减量的效果,是对电厂余热资源的充分利用;
2)液柱喷管系统能减少喷淋层设置造成的喷嘴堵塞问题;
3)脱硫塔前烟气含湿量增加,大幅度减少脱硫系统的工艺补充水;
4)水泥固定脱硫废水中的盐分和重金属离子,将流动性的脱硫废水转化为物化性能稳定,不易弥散的固化体,有效避免二次污染;
5)充分利用电厂副产品粉煤灰。
水泥固化技术具有工艺简单,原材料简单易获取,固化体性能稳定的优简神点,被广泛应用于放射性废物、重金属污染废水及污泥等废弃物处理领域。但固化技术用于脱硫废水处理的研究较少,且主要利用粉煤灰的火山灰反应来实现固化稳定化,考虑到脱硫废水水量巨大,固化体中水泥掺入少甚至不掺入,因此,制得的固化体抗压强度性能差,一般只能作填埋处置。Renew等研究了同时固化脱硫废水浓缩液和粉煤灰后的重金属浸出性能,水泥占总混合物的10%,用量较少,所得固化体重金属离子浸出率较低。
然而,对于固化稳定化脱硫废水后固化体的氯离子迁移问题,还鲜有研究。在混凝土行业中,氯离子引起的钢筋锈蚀是钢筋混凝土耐久性能下降的主要原因,氯离子在水泥基材料中主游举要存在三种形式:
1)与水泥中C3A相化学结合形成Friedel’s盐;
2)被物理吸附在水化产物C-S-H凝胶上;
3)游离在孔溶液中。
其中,化学结合和物理吸附形式的氯离子统称为结合氯离子,孔溶液中的游离氯称为自由氯离子。自由氯离子会造成钢筋锈蚀,可用结合氯离子能力来评价混凝土中氯离子存在形式。因此,考虑到固化体的用途,实验利用模拟高盐水与水泥、粉煤灰等材料拌合制得固化体,同时探究了水泥,粉煤灰等不同组分材料对固化体抗压强度及结合氯离子能力的影响。
1实验部分
1.1固化胶凝材料
矿渣硅酸盐水泥(425#);普通建筑用河砂;粉煤灰,取自华北地区某热电厂;模拟高盐水,实验室配制的Cl-浓度为30000mg/L的NaCl溶液;脱硫废水,某电厂经三联箱处理后的脱硫废水,热浓缩后测得其Cl-浓度为30692mg/L。
1.2实验方法
(1)固化体制备将水泥、河砂和粉煤灰按一定配比拌合,加入适量模拟高盐水或脱硫废水搅拌均匀后转移至40mm×40mm×40mm的六联立方体试模,静置24h成型后置于饱和Ca(OH)2溶液中养护;
(2)抗压强度检测固化体养护至规定龄期后,对其进行抗压强度试验。恒应力压力试验机(河北昌吉仪器有限公司,DYE-300B)以恒定速度移动,当固化体达到最大承受力时,机器停止,通过最大承受力计算抗压强度;
(3)结合氯离子能力检测取养护至28d龄期的固化体粉末,分别用去离子水和硝酸浸泡,利用佛尔哈德法测得硝酸溶液中的氯离子浓度,可求得到单位质量浆体中总氯离子量Pt(mg/g);利用莫尔法测得水溶液中氯离子浓度,可求得单位质量浆体中自由氯离子量Pf(mg/g)。结合氯离子量Pb=总氯离子量Pt-自由氯离子量Pf。结合氯离子能力:
2实验结果与分析
2.1组分材料对固化体抗压强度的影响
抗压强度是固化体的重要性能,也是固化体再利用的一个重要指标,为了研究各组分材料对固化体抗压强度的影响,实验选用水泥,粉煤灰,高盐水以及河砂作为固化材料,分别设计了水泥量组,粉煤灰量组,高盐水量组以及河砂量组。通过改变单一材料的掺入量,来探究各材料对固化体抗压强度的影响,各组固化体配合比见表1。
表1各组固化体配合比
固化体养护至7d,14d,28d龄期后,对其进行抗压强度检测,3个平行样品作为一组,选择每组检测的平均值作为该龄期下固化体抗压强度值。
(1)水泥量对固化体抗压强度的影响
图2为水泥配比在0.92,1.00,1.08以及1.17时,四组固化体在不同龄期的抗压强度变化趋势图。
图2水泥量对固化体抗压强度的影响趋势图
由图2可以看出,7d和28d的固化体抗压强度值随水泥量增加呈现先增大后减小的趋势,且都在配比为1.08时达到最大值,但7d抗压强度总体变化幅度小,28d抗压强度变化幅度大;14d固化体抗压强度一直随水泥量增大而增大,但上升趋势越来越小,这说明水泥量的增加对固化体前期抗压强度影响小,对后期抗压强度影响大。
结合总体趋势,水泥配比低时固化体在3个龄期的抗压强度都很小,而配比过高会影响抗压强度,这是由于在高盐水量一定的条件下,水泥量的增加意味着水灰比的下降,在高盐水量能满足水化要求时,增加的水泥能充分水化,水泥浆内水化产物增多,浆体内毛细孔隙少,胶凝体积增加,因而抗压强度高。随着水泥量逐渐增加,高盐水量不足以提供水泥浆充分水化所需水量时,多余的水泥使得固化体内未结合的颗粒增多,浆体内毛细孔隙增加,抗压强度下降。当水泥配比为1.08时,固化体抗压强度性能最佳。
(2)粉煤灰量对固化体抗压强度的影响
图3为粉煤灰配比在0.15,0.20,0.25以及0.30时,四组固化体在不同龄期的抗压强度变化趋势图。
由图3可以看出,7d固化体抗压强度随粉煤灰量增加先增大后减小,说明粉煤灰量过高会影响固化体早期抗压强度;14d和28d固化体抗压强度仅在粉煤灰比例大于0.25后有明显提升,配比低时抗压强度变化小。
图3粉煤灰量对固化体抗压强度的影响趋势图
粉煤灰掺量过高会削弱固化体前期抗压强度,提升后期抗压强度。这是由于掺入粉煤灰的水泥拌水后,水泥在数量上和能量上占优势,因而先发生水泥熟料的水化,释放出Ca(OH)2等水化产物,与粉煤灰中的活性成分SiO2和Al2O3反应。
而粉煤灰中玻璃体结构稳定,表面致密性较强,前期与Ca(OH)2的火山灰反应缓慢,未反应的粉煤灰使浆体内孔隙增多,固化体强度下降;随着养护龄期的增加,粉煤灰的水化逐渐占主导作用,粉煤灰本身存在的形态效应,活性效应以及微集料效应相互影响,粉煤灰表面会生成大量的水化硅酸钙凝胶体,可以作为胶凝材料的一部分起到提高抗压强度的作用。
(3)高盐水量对固化体抗压强度的影响
图4为高盐水量配比在0.62,0.67,0.72以及0.77时,四组固化体在不同龄期的抗压强度变化趋势图。
图4高盐水量对固化体抗压强度的影响趋势图
由图4可以看出,在7d、14d以及28d三个龄期,固化体抗压强度都随着高盐水量的增加而减小,且在14d以及28d龄期时抗压强度的减小趋势越来越明显。在水泥量一定的条件下,高盐水量增加会导致浆体内水量过大,超过水泥充分水化所需的水量,多余的水分会在水泥凝结硬化过程中蒸发,在浆体内部留下气孔,影响固化体的抗压强度,且提供的水量越大,可蒸发的水量越大,固化体抗压强度减少的越明显。
(4)河砂量对固化体抗压强度的影响
图5为河砂量配比在0.62,0.67,0.72以及0.77时,四组固化体在不同龄期的抗压强度变化趋势图。
由图5可以看出,在7d、14d和28d三个龄期固化体抗压强度随河砂量的增大总体变化不大,分别在21MPa、30MPa和36MPa左右波动。因此,河砂量的增加对固化体抗压强度影响较小,这是由于河砂在浆体内中主要起骨架或填充作用,不发生明显的化学反应。
图5河砂量对固化体抗压强度的影响趋势图
由图2-图5中各组固化体抗压强度数据可知,固化体28d龄期抗压强度绝大部分在30MPa以上,而这符合《混凝土路缘石》(JC/T899-2016)标准中路缘石最低抗压强度要求。因此,水泥固化工艺制得的固化体能满足标准中抗压强度要求。
2.2组分材料对固化体结合氯离子能力的影响
结合氯离子能力能直观反映固化体中化学反应和物理吸附的氯离子能力,是评价钢筋混凝土钢筋锈蚀的重要指标。为了研究组分材料对固化体结合氯离子能力的影响,在实验3.1中选择水泥量组以及粉煤灰量组固化体,测定其28d龄期下的结合氯离子能力。
(1)水泥量对固化体结合氯离子能力的影响
图6为水泥配比在0.92,1.00,1.08以及1.17时,四组固化体在28d龄期时结合氯离子能力的变化趋势图。
图6水泥量对固化体结合氯离子能力影响趋势图(28d)
由图6可知,28d龄期时固化体结合氯离子能力随水泥配比的增大而增强,但增强幅度越来越小,说明水泥量对固化体结合氯离子能力的提升效果是有限的。水泥配比从0.92增大至1.08,结合氯离子能力由0.668增大为0.813,增大了21.7%。这与固化体水化过程有关,水泥用量增大,水化产物随之增多,对氯离子的化学结合和物理吸附能力增强,因此结合氯离子能力增强,但受水化水量限制,水泥量过高时提升效果有限。
(2)粉煤灰量对固化体结合氯离子能力的影响
图7为粉煤灰配比在0.15,0.20,0.25以及0.30时,四组固化体在28d龄期时结合氯离子能力的变化趋势图。
从图7的总体趋势可以看出,28d龄期时固化体结合氯离子能力随粉煤灰配比的增大而增强,但增强幅度小,粉煤灰配比从0.15提高至0.30时,结合氯离子能力从0.733增大至0.769,仅增大了4.9%。这是因为粉煤灰在水泥水化过程形成的碱性环境中会生成少量水化铝酸钙,可以与氯离子反应生成Fredel’s盐,但生成量较少。
图7粉煤灰量对固化体结合氯离子能力影响趋势图(28d)
2.3不同水样制得的固化体XRD分析
利用模拟高盐水与浓缩脱硫废水分别制得固化体,养护至28d后对其粉末进行XRD衍射分析,结果如图8所示。
由XRD衍射图可知,除了常见的水泥水化产物SiO2和Ca(OH)2,两种水样制得的固化体中还存在Friedel’s盐,这证明模拟高盐水以及浓缩脱硫废水中的氯离子与水泥中的C3A相确实发生反应生成了Friedel’s盐,说明水泥固化过程中生成的Friedel’s盐起到了重要作用。
图8不同水样制得的固化体XRD图
3结论
(1)本文提出了一种脱硫废水烟气浓缩减量及水泥化固定工艺,将烟气浓缩后的脱硫废水与水泥、粉煤灰等材料拌合后制得固化体,从而实现污染物的水泥化固定;
(2)固化体抗压强度随养护龄期增加而提高,水泥配比为1.08时抗压强度达到最高值,粉煤灰配比大于0.25后对抗压强度提升明显,高盐水配比越大,抗压强度越低,河砂量对固化体抗压强度影响小;
(3)水泥配比从0.92增大至1.08,结合氯离子能力增大21.7%,粉煤灰配比从0.15提高至0.30时,结合氯离子能力仅增大了4.9%;
(4)XRD的结果验证了水泥固化过程中Friedel’s盐的存在。
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