火电厂脱硫废水零排放技术探讨

火电厂脱硫废水零排放技术探讨

赵宁

华电国际邹县发电厂山东邹县273522

摘要：随着2015年国务院发布《水污染防治行动计划》、2016年11月国务院办公厅印发《控制污染物排放许可制实施方案》，对工业企业节水和控制污染物外排提出更严格的要求，2017年6月底完成火电行业排污许可证发放工作，必须按期持证排污、按证排污，不得无证排污，各地区陆续对火电行业的废水排放提出了更高的要求；2017年1月，环保部发布《火电厂污染防治技术政策》公告，提出：“脱硫废水应经中和、化学沉淀、絮凝、澄清等传统工艺处理，鼓励利用余热蒸发干燥、结晶等处理工艺”。因此，电力企业实现脱硫废水零排放是脱硫废水处理的技术导向，也符合政策引导趋势。

关键词：火电厂；脱硫废水；零排放技术

前言

水资源和水环境问题不仅是制约我国工业发展的瓶颈，同时已成为生态文明建设亟待解决的关键问题。近年来，随着《新环保法》、《国务院办公厅关于推行环境污染第三方治理的意见》、《水污染行动计划》等一系列法规政策的出台和实施，提高用水效率，实现节水和废水的有效再利用已成为必然的选择。寻求处理效果更好、工艺稳定性更强、运行费用更低的水处理工艺，实现废水零排放的目标，已成为产业发展的内在需求。2016年9月30日，环保部发布征求《火电厂污染防治技术政策》和《火电厂污染防治最佳可行性技术指南》意见函，对于废水鼓励循环使用不外排，特别重点指出重点研发“脱硫废水零排放工艺”。火电厂废水控制工作应“因地制宜、一厂一策、节水优先、分类治理、统筹规划、分步实施”。

1火电厂脱硫废水特性

目前，湿法脱硫（石灰石/石膏法）仍是火电厂锅炉烟气处理的主要方法，系统中必然会排放一定量的脱硫废水。该类废水主要污染物包括悬浮物、过饱和的亚硫酸盐、硫酸盐及重金属，其中很多是国家环保标准中要求控制的第一类污染物。在火电行业，脱硫废水因其浓度高、成分复杂，处理难度较大，而随着污染物排放限制和火电厂超低排放的提出，其零排放技术逐渐受到关注。

2脱硫废水零排放技术

2.1浓缩减量+蒸发方案

该方案首先采用NaOH或者Na2CO3为软化剂，添加絮凝剂，去除废水中的Ca2+，Mg2+离子，达到软化预处理的效果：废水进入废水缓冲罐，在初步沉淀后，进入反应器，加入NaOH、Na2CO3和絮凝剂，充分搅拌反应后进入絮凝沉淀箱，沉淀箱中沉淀分层，上层清液先进入浓缩减量工艺系统，可采用反渗透工艺（预浓缩工艺-不分盐）、纳滤工-艺（预浓缩工艺-分盐）或电渗析工艺，下层污泥由排污泵排入压滤机或者脱水机。浓缩减量工艺系统出来的浓盐水进入机械蒸汽再压缩（缩写MVＲ）系统或多效蒸发器进行蒸发结晶，浓缩减量工艺系统的净水可作为锅炉补给水回用。MVＲ装置或多效蒸发器蒸发的净水与反渗透膜的净水一起回用，结晶产物是以NaCl为主的结晶混盐，外送有需求的化工厂处置。该方案投资运行成本较高，需要一定的运行管理水平。目前河源电厂、汉川电厂等都采用的类似路线。

2.2高温旁路烟道蒸发方案

脱硫废水首先通过传统三联箱系统进行预处理，去除大部分悬浮物和重金属，出水箱清水经过保安过滤器，直接进入高温旁路烟道蒸发系统。高温烟道旁路蒸发系统是从脱硝出口引入高温旁路烟道将高温烟气接入蒸发塔，浓盐水经过雾化后，喷入蒸发塔内部，废水经高温烟气加热，蒸发成水蒸气，污染物盐分结晶成固体颗粒，随着烟气又被排入除尘器前的烟道中，最后被除尘器捕捉进入干灰中，水蒸发随烟气进入脱硫吸收塔。该方案会略微降低锅炉热效率。烟气速度10-20m/s范围内，整体上气相速度的改变对液滴完全蒸发时间的影响很小。气相温度的改变对液滴达到临界蒸发温度的时间以及完全蒸发时间的影响很大。烟气从较高温度和较低温度分别下降相同幅度的温度时，液滴在烟气中的完全蒸发时间按不同的倍数在增加，烟气温度越低，液滴完全蒸发时间增加的越多。焦作万方电厂、长兴电厂等都采用的类似路线。

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

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。

结语

现有脱硫废水零排放技术能够满足脱硫废水零排放要求。经过技术经济对比，废水零排放技术路线影响因素众多，除废水本身的性质外，还需要考虑结合技术经济性、周边环境和当地政策导向综合考虑。目前需要结合项目实际情况具体分析，选择最佳方案。

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