烟气脱硫废水“零排放”技术应用李晋

烟气脱硫废水“零排放”技术应用李晋

李晋

大唐太原第二热电厂山西太原030002

摘要：随着火电厂污染防治要求越来越高，脱硫废水零排放技术关注度也越来越高。对目前火电厂常见的脱硫废水处理工艺进行了简单介绍，并指出目前脱硫废水处理系统常见的问题，提出了脱硫废水处理需要根据电厂自身实际进行工艺选择和优化的建议。

关键词：火电厂；脱硫废水；零排放

为有效控制燃煤电厂大气污染物排放，改善环境空气质量，电厂加装了一系列炉后环保设施（如脱硝、脱硫、除尘设施等），其中对于烟气二氧化硫的控制，90%以上的机组都采用石灰石一石膏湿法脱硫技术川。机组运行过程中，烟气中的重金属、氯化物等不断被洗涤下来，在脱硫塔内富集，为保障脱硫系统的高效稳定运行，需定期排出一部分脱硫废水，以维持浆液密度的稳定和各种离子的平衡。脱硫废水含有大量的溶解性离子和悬浮物，是典型的高含盐、高硬度、高固含物的废水团。

1脱硫废水水质特点

目前燃煤电厂主要采用石灰石—石膏湿法烟气脱硫工艺。该工艺中脱硫循环浆液由于不断吸收来自烟气及石灰石中的氯化物，导致氯离子浓度不断增高，其浓度的增高会带来诸多不利影响，如：抑制石灰石的溶解，使浆液的pH值降低，影响二氧化硫的吸收效果，使硫酸钙（CaSO4）易于结垢，还易导致金属材料的腐蚀等。此外，氯离子浓度过高也会影响脱硫副产物石膏的品质。为保证脱硫系统的正常运行，一般应控制吸收塔中氯离子含量低于20000mg/L。另外，与氯离子一样，粉尘也会在循环浆液中不断积累，脱硫系统的微细粉尘主要来自烟气中携带的粉尘、石灰石中的惰性物质、停止生长的小石膏晶体及工艺水中的杂质等。为保证商用石膏的纯度和系统浆液正常的物理化学性质，需要对系统内的微细粉尘浓度进行控制。因此，为了保证脱硫系统的正常运行和脱硫副产物石膏的品质，必须排放一定量的脱硫废水。脱硫废水水量、水质受煤质和脱硫系统工艺用水的水质影响很大，且水质和水量随上述影响因素的变化而出现较大变化，基本上是一厂一水量、水质。

2脱硫废水零排放技术

传统的脱硫废水常规处理工艺，即采用石灰中和处理、混凝、澄清沉降后回用或达标排放，无法做到近零排放，且出水仍含浓度较高的盐、Cl-，F-等。一般采用预处理、膜浓缩、蒸发的工艺。

2.1脱硫废水预处理

火电厂的脱硫废水，由于水质特点复杂，因此往往需要因厂制宜，探寻合理有效的预处理工艺，确保后续处理效果和回用工序的正常运行。在软化预处理中二级沉淀软化最为常用，主要通过投加石灰乳、碳酸钠和液碱等药剂去除水中硬度离子、悬浮物等，保证系统运行过程中不产生无机垢类。如可结合脱硫废水预处理试验，针对实际工程中的水质采用CaSO4晶种法、FS-66、Ca（OH）2+Na2CO3等工艺或组合。

2.2膜浓缩

常用的膜浓缩处理技术有反渗透、正渗透、电渗析和膜蒸馏等，若电厂产生废水量较大，可通过采取合理膜浓缩技术降低废水量，再进入废水终端处理达到废水零排放。根据常规处理后脱硫废水的水质，可采用反渗透和正渗透的工艺对脱硫废水进行水处理。反渗透工艺已比较成熟，近年来，其针对高含盐废水的反渗透技术之一———DTRO也开始在脱硫废水深度处理中得到应用，如废水中杂质沉积致使膜污染、氧化，膜的截留性能也需进一步提高等问题，需要进一步研究及积累技术、经验。正渗透使用半透膜，利用自然渗透压差，使水分子从待处理的浓盐水中自然扩散到汲取液中，且将原水中的其他溶质截留，然后采用其他工艺将水从被稀释的汲取液中分离出来，最终获得纯净的水，汲取液可循环利用。正渗透的运作过程不需要高压泵，系统能耗低，但投资和运行成本较高，工艺流程长，并存在氨泄漏的可能性，有运行维护复杂等问题。

2.3蒸发技术

应用于火电厂脱硫废水处理中的蒸发技术，目前主要是蒸发结晶法和烟道气蒸发法。蒸发结晶法利用蒸汽对废水进行蒸发浓缩，通过结晶器或喷雾干燥进行蒸发，可根据实际情况设计成多效蒸发（MED）或机械蒸汽压缩（MVC）工艺，目前该技术在国外及国内均有运用，在各种难处理的废水中得到运用，但这种处理工艺的处理过程蒸汽和电能消耗大，占地空间大，建设维护成本高，且水质如果变化大或变化频繁，运行控制难度高。此外，结晶分离出来的固化物往往成为二次污染物，还要设法进行最终处置。烟道气蒸发法是将脱硫废水输送至除尘器前烟道内，雾化后利用烟道内高温烟气，在烟道内蒸发，废水中不溶物与无机盐与飞灰一起被除尘器捕捉收集。烟道气蒸发工艺的优点是投资及运行费用较低，无需单独处理固体盐，但要求除尘器前烟气温度较高，存在雾化效果差、运行不稳定等问题，西安热工研究院在解决该方面问题获得突破，其专利技术在近几年进行转化推广。但总体上看来，真正意义上的脱硫废水零排放技术仍然任重道远。

3国内火电厂脱硫废水零排放工程应用

火电厂脱硫废水零排放技术目前在国内案例屈指可数，随着政策的实施和引导，将会不断有新技术、工艺、设备、示范工程涌现，目前部分工程案例介绍如下：

3.1广东河源电厂

广东河源电厂采用“预处理+四效多级蒸发+结晶”工艺，预处理通过絮凝、沉降和中和，减少废水中的悬浮物和提高废水的pH值，从而为后续的深度处理做好准备；深处理采用4效立管降膜蒸发系统+结晶系统，脱硫废水处理量约20m3/h。

3.2佛山三水电厂

佛山三水电厂脱硫废水采用预处理+蒸发结晶系统进行零排放处理，其蒸发结晶主体采用卧管喷淋MVC低能耗蒸发系统，最后采用固废干燥/包装系统，处理后产生的蒸馏水可作为循环水的补给水。

3.3华能长兴电厂

华能长兴电厂采用“三联箱+树脂软化+反渗透+正渗透+蒸发结晶”膜处理工艺。运用脱硫废水浓缩结晶技术后，华能长兴电厂废水处理系统运行正常。在机组负荷改变时，即废水水量变化较大的情况下，该系统同样可完成各工况的废水处理，实现了废水的零排放，废水浓缩结晶系统可将废水中的难去除离子全部转化为结晶盐，并且产盐含水率小于5%，达到了工业杂盐的标准。

3.4焦作万方铝业热电厂

焦作万方铝业热电厂采用盛发环保开发的WHUS新型余热利用脱硫废水零排放系统。该系统工艺主要为软化预处理+双膜法+蒸发结晶，采用电絮凝反应器耦合双碱法进行预处理，对水质进行软化，采用双膜法生成的淡水回用，实现废水减量，浓水利用烟气余热蒸发结晶，从而实现零排放的同时节能降耗。

结束语：综上所述，由于目前电厂脱硫废水的水质比较复杂，应对于不同的工况情况下选用合适的工艺组合，使废水零排放系统在做在做到系统安全稳定运行的同时尽可能低的降低运行成本，从而使电厂真正意义上实现废水零排放，系统出水可以作为工艺水回用，结晶的盐可以封装出售产生经济效益，污染的物质变废为宝。真正的使燃煤电厂达到环境效益、经济效益及社会效益共赢的局面。

参考文献：

[1]胡松如，崔亚兵，王万林.无旁路湿法脱硫废水的水质分析及处理技术[J].浙江电力，2012，31（11）：61-64.

[2]胡松如，金东春，陈彪.脱硫系统取消旁路烟道后的问题及应对措施[J].浙江电力，2012，31（11）：69-72.

[3]乐园园，李治国，汤治，等.火电厂废水回用作脱硫工艺水的可行性研究[J].浙江电力，2011，30（12）：63-66.