重金属

铅酸蓄电池能量比较低，电池重量重，占地面积大。 铅酸蓄电池对运行环境温度要求高，电池使用寿命受环境温度影响大。 阀控式铅酸蓄电池易出现热失控、电解液干枯、容量不足等。 铅酸蓄电池组失效模式为开路，会造成电池组无容量输出或发生容量短时间内“跳水”崩溃。 铅酸蓄电池组现场充放电时间长，造成运维人员工作量大。 铅酸电池使用重金属铅，对人体和大气环境造成危害和污染。

以脱硫废水和酸碱再生废水为代表的火电厂高盐末端废水的处理回用是火电厂废水综合治理工作的核心和难点，本项目针对火电厂高盐末端废水的浓缩减量、低成本零排放的环保需求和技术需求，首先开发了“高效混凝-精密过滤-管式膜除浊”的高效预处理工艺。通过高效混凝反应可有效去除废水中各种重金属离子、COD等污染物，形成的紫体致密易沉，降低处理设施的占地面积。精密过滤装置将废水中的紫体过滤去除，产生的清水进入管式膜系统进一步除浊处理，降低管式膜除独系统的运行压力。具有系统简单，运行维护工作量小的优点，并可以对“三联箱”系统进行利旧改造，降低系统投资成本。 本项目研究成果已成功应用于华电集团内哈发电厂、土右电厂、潍坊电厂#3机组等多个脱硫废水“零排放”处理改造项目，废水处理量总计超过13万m/年。采用烟道雾化蒸发处理工艺，相比其它蒸发结晶工艺吨水处理成本降低约55元/m，年节约处理费用715万元/年。本项目有效实现了低成本的高盐末端废水浓缩减量及“零排放”处理，为电力行业高盐末端废水的处理回用提供了强有力的技术支撑，也为其它行业（煤化工、钢铁等）高盐废水的处理回用提供了借鉴，具有显著的经济和社会效益。

燃煤电厂脱硫污泥中重金属富集显著，降低脱硫污泥中重金属含量十分必要。 方法 提出利用电厂飞灰固化脱硫污泥重金属的思路，并和常见固化剂开展对比。 结果 以铅为对象，在水泥、飞灰、螯合剂二硫代氨基甲酸酯(dithiocarbamate，DTC)和螯合剂三聚硫氰酸三钠盐(TMT-15)中，飞灰对脱硫污泥中铅固化效果最好；不同飞灰及脱硫污泥固化效率在40%~100%。机理分析表明，类似于水泥，飞灰化学成分主要含有SiO2、Al2O3、CaO、Fe2O3等，可与脱硫污泥发生水化反应等，生成对重金属固化稳定有利的水化硅酸钙C-S-H等水化产物及钙矾石等物质，同时生成物对重金属铅等具有吸附作用。 结论 在燃煤电厂脱硫污泥中掺入一定比例的飞灰可以实现铅的固化稳定，为脱硫污泥从危险固废降低为一般固废提供了方法。

本项目研究利用粉煤灰为原料合成了3种高效节能环保吸附材料，并对每种吸附材料进行了合成工艺优化及吸附性能测定；对其中低温碱处理法合成高性能吸附材料进行了百公斤级放大试验，并对反应条件、反应机理进行了深入研究，最终选取灰碱比5：1；400摄氏度下煅烧2h后研磨的产品工艺路线，并将本产品应用于湖南省郴州市桂阳县镉污染农田修复，研究分析稻米中镉含量及增产原因，并测定了产品自身重金属风险。 本项目解决了粉煤灰资源化利用过程中存在的适用范围窄、二次固废产生量高、“吃灰量”小等问题，创新性的提出将固体氢氧化钠与粉煤灰（碱灰质量比1:5）研磨混合在400摄氏度下煅烧得到粉煤灰基土壤调理剂，可100%利用粉煤灰原料，适用原料范围广，并将产品应用于治理酸性土壤中重金属污染治理中，在改善农田土壤微生物环境、提高土壤pH值得同时，为水稻提供硅元素，取得了良好的增产效果。

目的 燃煤电厂湿法烟气脱硫技术产生了大量含有重金属的废水，为脱除废水中的重金属，提出了氧化钙和偏铝酸钠沉淀耦合活性炭吸附法。 方法 在实验室研究沉淀法投料比、温度和pH值对吸附特性的影响，并对吸附剂种类和吸附层高参数进行优化。基于此，在三河电厂300 MW燃煤机组进行工程实验，在现场设备基础上加沉淀剂给料机与吸附装置并考察吸附效果。 结果 在最佳投料速度为160 kg/h、流速为1 m3/h、吸附高度为10 cm时，重金属脱除效率整体有明显提升。对比电厂原出口重金属含量，加装混合沉淀吸附装置后，铅、铬、铜、镍脱除效率分别提高了33.24%、81.93%、35.22%、57.52%。 结论 氧化钙和偏铝酸钠沉淀耦合活性炭吸附法能够有效地促进脱硫废水中重金属的脱除，为燃煤电厂废水的深度脱除提供了数据指导。

本项目旨在研究京及周边地区环境空气中重金属污染现状及趋势，建立一套具有自主知识产权的燃煤电厂气态重金属Pb、cd、cr、As、Hg等重金属污染物的测试方法。基于此测试方法，通过现场测试和样品采集，结合实验室分析数据，得出三河电厂烟气重金属含量，计算不同点位的相关重金属排放浓度。计算得出电除尘器、石灰石-石膏湿法脱硫装置对烟气中不同形态重金属的去除效率，分析不同大气污染控制设施对烟气重金属排放特征的影响。基于现场测试和实验室分析结果，计算烟气重金属排放量及其排放因子，得出火电厂烟气重金属排放特征。三河电厂自2009年以来开展的汞排放特征测试和控制技术研究为今后进一步开展烟气重金属污染物排放特征研究积累数据、奠定了雄厚的研究基础，通过开展大气汞测试和控制研究，与中国环科院等国内知名科研院所和高等院校建立了以产学研结合为特色的环保新技术研发合作模式，为进一步提升国华集团公司绿色环保形象、增强企业综合竞争力、满足首都圈越来越严格的环保要求、实现可持续发展，在三河电厂继续深入开展烟气重金属排放特征等相关研究具有重要意义和良好的发展趋势。三河电厂烟气重金属排放特征研究的开展，得出了三河电厂超净排放机组的烟气及颗粒物重金属的排放特征和排放规律，分析了脱硫，除尘和湿式电除尘对烟气中重金属含量的影响，进而得出各类重金属在超净排放机组的赋存规律，为今后开展重金属污染控制，改善排放水平，提高空气质量打下了基础，打开了超低排放燃煤电厂烟气重金属测试的先河，为超低排放机组环保性能的研究提供了基础材料。

2018年全国失活脱硝催化剂量约25万m3（占全国总需求量的90%以上），失活催化剂因富集汞、砷、铍等重金属产生了强大毒性，被环保部认定为危险固废。欧美国家普遍采用的填埋处理方案会造成土壤及水体的永久性污染，并占用大量钒钛及土地资源；现有钒钛资源回收技术能耗高、三废多，经济社会效益差：我国复杂的煤质导致催化剂失活程度及类型多样，加大了处置难度。先进失活催化剂再生技术亟待研发及应用。 项目历时9年产学研联合攻关，在有害物种近中性定向清除、活性组分精确负载、再生装备升级等多项技术上取得重大突破，解决了国内失活催化剂再生难的问题。中科院上海科技查新咨询中心评估认为整体技术水平国际先进；朱利中院士等专家鉴定认为整体技术水平国内领先，其中羟基乙叉二膦酸（HEDP）配方及其清洗技术水平国际先进。

项目通过对“火电厂水资源综合利用技术研究及应用”立项研究内容的理论和实验研究、电厂现场模拟试验、装置研发、中型试验、系统调试、系统优化及生产应用实践。建立了火电厂水质梯次高效利用系统，节水效益显著。解决了城市污水处理厂尾水难降解有机污染物、氨氮和细菌等有效去除的关键技术问题，开发了臭氧-牡蛳壳生物固定床-MBR深度处理集成技术对COD、氨氮、总磷和细菌的去除率分别达到81%、99%、65%和99%，形成城市污水处理厂尾水深度处理全面回用于火电厂工业用水的集成技术；研发了沸石分子筛、氧化石墨烯膜和淀粉改性重金属整合捕集剂等新型材料，突破了火电厂脱硫废水重金属离子高效去除的技术瓶颈，对废水中重金属离子和浊度的去除率可达95%以上；研发适用于火电厂终端废水处理的电化学装置，攻克电厂终端废水处理技术难题，实现废水中多种污染物的高效去除，实现了废水减排及零排放示范应用。随着国家各项环境保护政策、法规的逐步实施，对各新电源项目水源的取水限制越来越严。提高水的重复利用率和废水资源化程度，既符合国家节能减排、发展循环经济、建设资源节约型社会的宗旨，又促进了污水资源化与健康可持续发展，更重要的是为火电行业的可持续发展拓展了空间：对企业周边社会的稳定产生了积极作用，为地方经济的发展腾出了环境空间。

本技术成果属于水电/水电工程施工及航道港口工程中的河湖污染底泥处理处置领域。当前，我国正在全面推进生态文明建设，大力开展城市黑臭水体治理攻坚，治理任务重、要求高、难度大、时间紧，本技术是针对典型黑臭河道受重金属和氮磷等严重污染的底泥进行“工厂化处理”——即“减量化、稳定化、无害化、规模化”处理和“资源化”处置问题而研究开发的。本技术创新性地集成开发了垃圾分选系统、泥沙分离系统、泥水分离系统、调理调质系统、脱水固化系统和余水处理系统等一系列模块化作业系统，采用高集成度、高冗余度模块化设计理念和自动控制技术开发了污染底泥工厂化处理处置与资源化利用技术体系、系列集成设施设备和全套生产工艺，自主配套开发了重金属污染底泥无害化处理——调理调质复合材料，开发了余土陶粒、陶粒透水砖制备技术和工艺。

项目属环保领域，经中国电机工程学会组织鉴定，成果居国际领先水平。 环保政策标准日益严格，重金属汞（Hg）和三氧化硫（S03）等非常规污染物已成为煤电机组下步减排治理的重点。烟气中Hg浓度低、形态分布复杂，检测和控制难度大；加装SC后SO3浓度升高导致空预器堵塞、设备腐蚀、有色烟羽等问题凸显，严重影响机组安全、经济运行，但$03源头治理在国内尚未引起重视。现有活性炭脱汞、湿式电除尘脱$03等单一脱除技术存在系统复杂、建设投资大、运行成本高等问题，采用一套设备同时脱除Hg和S0，因两者理化特性差异大而一直难以实现，亟需在排放预测、基础理论、工艺设备等方面取得突破。项目开发了Hg和S03排放预测与协同脱除技术，首次完成了工程示范，为煤电机组多污染物协同脱除提供了完整的理论依据、技术路线和工程实现方法。