燃煤电厂脱硫废水零排放技术概述

燃煤电厂脱硫废水零排放技术概述

雷云

上海东硕环保科技股份有限公司上海200233

摘要：现代化建设中，燃煤电厂在我国经济支柱产业中占据着重要地位，可以有效保证人们日常生活用电供应需求，对于推动我国经济长远发展发挥着重要作用。随着环保和节能政策的推广和实施，燃煤电厂的节水减污受到了国家和政府的高度重视，以不断提高水资源的有效利用率，促进企业经济效益不断增长。本文就燃煤电厂脱硫废水的来源和特点进行概述，对燃煤电厂常用的脱硫废水处理方法进行分析，提出燃煤电厂脱硫废水“零”排放的具体处理工艺，以真正实现废水“零”排放目标。

关键词：燃煤电厂；脱硫废水；零排放工艺

燃煤电厂作为水资源消耗大户和排放大户，节水势在必行。谈及减排，无非“开源节流”四字，对废水进行处理后将其引入循环系统中，既可减少新鲜水源的需求量，又可减少污水的排放量，是在不削减用水规模的前提下，一种一举多得的思路。然而电厂产生废水种类众多，其中的脱硫废水由于常规处理后硬度高、腐蚀性强，很难实现回用，一直是制约电厂废水回用的一大难题。

一、现有脱硫废水零排放技术简述

脱硫废水具有悬浮物含量高、含盐量高等特点，同时还含有氟化物、重金属等多种污染物。脱硫废水“零排放”就是通过淡水回收、浓水蒸发、盐分资源化回收等手段，实现水分和盐分杂质等物质全部在电厂内部处理、循环与利用，脱硫废水不外排。脱硫废水零排放技术如图1所示。图1包括以下三个部分：

1.预处理单元。主要是采用化学沉淀法，包括中和、沉淀、絮凝、澄清等步骤。脱硫废水首先通过加入石灰，使其pH值由5.5左右上升至9.5以上，从而导致大量金属离子形成难溶的氢氧化物；其次通过加入有机硫去除重金属汞、铅，在沉淀池中形成沉淀沉降；再者通过加入一定量的絮凝剂，使颗粒和胶体凝聚成大颗粒后在絮凝池沉降，以上俗称“三联箱”工艺；最后通过澄清池，处理后的净水由上部排出，底泥进行压滤处理后处置。

2.浓缩减量单元。脱硫废水排放量较大，如果直接蒸发固化，则设备投资大、处理能耗和运行费用高，这也限制了脱硫废水零排放的应用，因此在蒸发固化处理前有必要根据实际先对脱硫废水进行浓缩减量，有效降低蒸发固化处理成本。脱硫废水浓缩减量主要有膜法及热法两种技术，包括反渗透、正渗透、纳滤、电渗析、膜蒸馏、机械蒸汽再压缩技术和多效蒸发技术等，各种浓缩技术在成本和能耗上各不相同、各有利弊，浓缩工艺设计时应根据脱硫废水水质、水量、回收率等进行选择或组合使用。

3.蒸发固化单元。蒸发固化主要工艺有蒸汽蒸发结晶技术、烟道蒸发结晶技术等。蒸汽蒸发结晶包括多效蒸发结晶(multipleeffectdistillation，MED)和机械压缩蒸发结晶(mechanicalvaporre-compression，MVR)，工艺较为成熟。

二、燃煤电厂脱硫废水的来源

根据我国燃煤电厂的实际运行情况来看，石灰石一石膏湿法脱硫技术，是最常用、最可靠、效率最高的脱硫工艺，在其它国家的脱硫处理中应用也非常广泛。一般情况下，锅炉烟气湿法脱硫过程产生的废水主要是来源于脱硫塔排放废水，在进行湿法脱硫的过程中，煤的燃烧、石灰石的溶解等都会产生大量烟气、悬浮物和杂质，对水会造成一定污染。由于石灰石一石膏湿法脱硫技术可以高效、快速的脱除锅炉烟气中的so：，生成caso，和caso+等，从而有效控制浆液中的cl一、F一和灰尘颗粒等的浓度，降低系统腐蚀程度，并且为了维持脱硫设备中物质的平衡，必须排放一定的废水，将从烟气中吸收的飞灰排出。脱硫废水的主要成分有过饱和的亚硫酸盐、悬浮物和硫酸盐以及重金属，由于大部分物质都是国家环保标准中规定的第一类污染物，对环境污染严重较强，因此，必须对脱硫废水进行有效处理以后才可以排放。

三、煤电厂脱脱硫废水零排放技术

一般情况下，采用强效蒸发和膜法过滤类方法进行燃煤电厂的脱硫废水处理，只能将排放标准中的相关物质除去，但钙离子、钠离子等还会存留在废水中。与此同时，所需设备较多，导致脱硫废水处理的投入成本较高、设备使用寿命得不到有效控制，在实际运行中达不到预期效果，因此，需要不断创新处理工艺，提高脱硫废水处理技术水平。

1.强效蒸发类工艺。（1）烟道蒸发工艺。烟道蒸发工艺是一种基于喷雾干燥技术的工艺，喷雾干燥技术的基本原理是用雾化器将溶液喷人干燥塔内，以雾滴状与高温气体接触，在短时间内将雾滴干燥。最大特征是蒸发和干燥的表面积非常大，这些具有很大表面积的分散微粒，只要与高温气体接触，就发生强烈的热交换，迅速将大部分水蒸发掉，形成含水量较少的固体产物，因而干燥速度非常快。脱硫废水烟道蒸发工艺是指在锅炉尾部空气预热器与除尘器之间的烟道内设置雾化喷嘴，用泵将脱硫废水输送至雾化喷嘴进行雾化，由于经过空气预热器之后的烟气温度较高，雾化后的液滴在高温烟气的作用下在烟道内蒸发，随烟气排出，而废水中的杂质则进入除尘系统被捕集下来，随灰一起外排，从而达到脱硫废水零排放的目的。（2）蒸发浓缩结晶工艺蒸发浓缩结晶工艺是利用蒸发器将脱硫废水进行浓缩。产品水回用，而浓缩水可通过结晶、干燥工艺转化为固体盐进行处置这类技术对废水水质、机组和煤种的适用性广，具备较广的应用前景。预处理。中国燃煤电厂常用的脱硫废水预处理方法是中和混凝沉淀法，主要目的是去除废水中的重金属离子、悬浮物等。废水从调节池进入中和池，加入熟石灰调节pH，使重金属离子生成沉淀被去除，再流入絮凝池，加入絮凝剂，废水中的微粒物絮凝形成较大的絮凝体，最后在澄清池中沉淀下来。一级混凝沉淀工艺具有严重的结垢倾向，为了消除结垢现象，后续增力INa2CO，软化再澄清过程，为两级澄清充分软化处理工艺，该工艺可以最大限度的去除水中的Ca2+、M矿、S042-、r等结垢因子，确保后续工艺的进水水质；b)蒸发结晶。蒸发技术主要有两大类：多效蒸发技术(MED)和机械蒸汽再压缩技术(MVR)。多效蒸发技术(MED)是指将几个蒸发器串联起来，前一级蒸发器所产生的二次蒸汽作为后一级蒸发器的加热热源，使蒸汽热能得到多次利用，从而提高热能的利用率。（3）盐浓缩工艺盐浓缩工艺是一种深度处理工艺，它可以从常规系统处理的脱硫废水中分离出蒸馏水和高度浓缩的盐溶液副产品。首先对脱硫废水进行预加热，通过除气器脱除空气后再次加热并给料至盐溶液浓缩器中，浆液被分配到钛合金管内壁的一层薄膜上。产生的蒸汽通过除雾器到达蒸汽压缩机，将它的饱和温度提高到再循环盐溶液的沸点以上，压缩后的蒸汽即可冷凝为蒸馏水回用。此外，回收盐一部分被旋流器处理，一部分被转移到成品罐中并运往市场。

2．膜法过滤类工艺。由于脱硫废水“零排放”对水盐分离程度要求很高，通常采用多重反渗透过滤工艺。反渗透工艺首先需要经过预处理，反渗透预处理工艺以膜过滤为主，辅以杀菌工艺和沉淀工艺，目的是去除水中的悬浮物和微生物，使处理后的水质能够初步满足反渗透的进水要求。主体工艺通常采用两段反渗透系统，由于二段系统的进水为一段系统的浓水，需用专门的化学药剂对其进行处理，以确保二段系统的进水参数符合要求。

脱硫废水“零排放”的技术途径较多，各燃煤电厂需综合考虑脱硫废水水质、能耗与系统可靠性，因地制宜选取合适的技术路线并加以改造，解决实际用水难题，实现可持续发展。

参考文献：

[1]吴雨红.火电厂废水零排放的技术研究.2015

[2]江小航.燃煤电厂脱硫废水处理技术研究与应用进展.2015

[3]马敏.脱硫废水零排放技术与工艺路线研究.2015