燃煤电厂脱硫废水零排放处理技术

燃煤电厂脱硫废水零排放处理技术

敖刚

国家能源集团内蒙呼贝电厂 内蒙古 呼伦贝尔 021025

摘要：为了实现国家对烟气超低排放的要求，国内大多数燃煤机组均加装了烟气脱硫系统。在诸多脱硫技术中，石灰石-石膏湿法烟气脱硫技术由于脱硫效率高和适应性强等优点得到了最广泛的应用，据统计全国约有90%以上的燃煤电厂均采用了该技术，其工作原理是通过吸收浆液与烟气的充分接触，将烟气中的二氧化硫吸收转化为石膏。在系统运行过程中，随着浆液的循环使用，其盐含量和杂质含量逐渐增大，为了防止对相关设备和管道造成腐蚀，需定期排出废液将氯离子浓度控制在20000mg/L以下，由此产生了成分复杂和处理难度大的脱硫废水。该废水的水质较为复杂，受机组燃煤品质、石灰石品质、脱硫系统设计及运行、脱硫塔前污染物控制设备以及脱水设备等多种因素的影响，一般呈弱酸性，氯离子和悬浮物含量极高（分别能达到1万～2万mg/L和数万mg/L），且含有多种有害重金属（如Hg、Pb、Cr、Cd等），直接排放会对生态环境造成严重的污染。
　　关键词：燃煤电厂;脱硫废水;处理技术;发展趋势

1燃煤电厂脱硫废水的来源
  大多数情况下，采用该脱硫工艺技术生成的工业废水是来自于脱硫塔排出的生产废水。采用湿法脱硫时，煤炭的燃烧、石灰石溶解时会形成数量较多的烟气、悬浮物以及各种杂质，对水体会形成一定程度的污染。因为该脱硫工艺技术可以高效率地对锅炉排放烟气中二氧化硫进行滤除。形成硫酸钙以及亚硫酸钙，为了对浆液内的氯离子、氟离子以及灰尘颗粒的浓度实现有效的控制，减小系统的腐蚀能力，为了保证脱硫装置内的物质平衡情况，必须要排放一定数量的废水，把从烟气内吸纳的有害物质进行排放。
  2脱硫废水零排放技术
  2.1预处理技术
  总结脱硫废水特点可知，水质成分复杂，并且回收处理难度较高，基于此，应选用适合的预处理技术，以便为接下来的工序运行起到铺垫作用。预处理技术具有多样性，其中，应用频率最高的当属软化预处理技术，具体指的是二级沉淀软化法，沉淀方式有两种，分别为化学沉淀和混凝沉淀，化学沉淀即适量添加药剂，如碳酸钠、石灰乳，借此减少无机垢，但化学沉淀法稳定性较差，至今尚未发现成功工程案例。混凝沉淀即添加适量混凝剂，待絮凝体形成、沉淀、分离操作后去除杂质，这种方法虽然能够去除大体积悬浮物，但仍停留小体积悬浮物，并且处理稳定性得不到保证，受水质波动影响较大。最后针对废水过滤处理，以此减轻废水浑浊度，最为常用的过滤技术主要有介质微滤、介质过滤、介质纳滤、介质超滤等，内压错流式管式微滤自动化效果显著，并且运行稳定性较强，在高固体废水中利用率较高，对比于其他过滤技术，内压错流式管式微滤技术应用优势较明显。应用纳滤技术能够高效回收废水资源，并且支持药剂制备。
  2.2蒸发固化技术
  蒸发技术处理脱硫废水，主要以蒸发结晶法，以及烟道气蒸发法为主，前者应用原理为：废水蒸发处理后，提炼可用水资源，在这一过程中，蒸发处理装置主要有结晶器，通过蒸发浓缩、喷雾干燥等操作提高废水利用率，这为机械蒸汽压缩工艺应用起到奠基作用。这种蒸发技术应用期间会消耗大量电能，并且需要为相关设备及装置准备足够空间，同时，设备维修养护操作需要投入大量资金，废水水质控制难度相对较大。蒸发结晶法使用过后产生的固化物仍需二次处理，意味着整体操作环节较繁琐。
  2.3膜浓缩减量技术
  膜浓缩减量技术应用的过程中，主要凭借正渗透工艺、反渗透工艺完成废水零排放目的。其中，正渗透工艺根据渗透压差实现水分引导，待水分引至汲取液后，针对溶质截留处理，同时，完成水分汲取、分离操作，在这一过程中，需要其他工艺提供辅助支持，最终获取杂质较少水资源。需要注意的是，汲取液能够重复使用，该工艺运行期间，无需高压泵设备，意味着点能耗费较少。

3燃煤电厂脱硫废水处理技术的运用
  3.1水力排渣工艺
  该处理工艺的原理是将废水直接排入渣水系统，使其产生化学反应，再经过过滤系统，彻底脱除脱硫废水中的杂质。此外，脱硫废水中的水可对渣水系统进行补充，达到了节约水资源的目的。这种工艺技术的好处是不需要对水力除灰系统进行改造，也不必增设其他废水处理设备，节省了投资，操作起来也十分方便。如果脱硫废水的流量比较小，应用此项工艺技术就可实现脱硫废水零排放目标。当前，这种处理方式已被广泛应用于湿法排渣的电厂废水处理中，但需要注意的是，在运用该处理方式时，会对排渣方式有所限制，并不应用于国内所有电厂。如果脱硫废水的流量比较大，就不能与渣水系统保持水量平衡，在特定环境下，不得不将废水直接外排。此外，由于脱硫废水中含有高浓度的氯离子，使渣水系统管道受到侵蚀，必须要引起重视。
  3.2粉煤灰脱硫废水处理
  国内外对于粉煤灰处理废水的应用研究较多，包含很多对于处理废水中重金属处理的研究。大量实践经验表明，在燃煤电厂废水处理工作中应用粉煤灰工艺是一种非常高效的方式。粉煤灰一般具有水处理剂的两大特质：①粉煤灰中大量易溶于水的碱性物质，这些碱性物质对去除废水中重金属及悬浮物非常有帮助；②从粉煤灰自身结构来看，其内部孔隙较多，这种多孔物质本身具有很强吸附功能。由于脱硫废水水量较小，经过粉煤灰这一处理程序后，各项指标都达到了排放标准，在与其他废水同时排放前，不再需要添加酸性物质降低其酸碱度，节省大量药品，投资成本也减少了很多。应该注意的是，参与废水处理后的沉淀粉煤灰应单独存放，这是因为相较于其他处理方式，运用粉煤灰处理方式会使大量污泥沉淀于粉煤灰之中，单独存放能避免其污染其他物质。

  3.3三联箱工艺
  当前，在处理燃煤电厂脱硫废水工作过程中，运用最多的工艺技术是三联箱工艺，这种工艺技术主要包括“絮凝—沉淀—中和”三个步骤。通过在脱硫废水中添加碱性物质及有机硫等絮凝剂，废水中各种悬浮物就能得到很好地控制，此时，沉淀池中会留存大量污泥，待水澄清后，再加入中和物质使水的pH值有所降低，达到中性，但此时水中仍含有大量氯离子，氯离子是不够能直接外排的，必须再通过蒸发结晶程序去除水中氯离子，而污泥也需要经过脱水机进行脱水，脱水液再回流至中和箱继续反应，直至水中各项指标都符合排放标准。

4相关技术的远景展望
  目前，我国燃煤电厂脱硫废水零排放处理技术还不够完善。其中，化学积淀法、烟道处理法、蒸发法等各自具有较为鲜明的效果。因此，我国相关技术人员应该加大对脱硫废水零排放的研发力度，国家相关部门应该对其进行大力扶持，使其能够在短时间内对燃煤电厂脱硫废水进行有效处理，提升我国污水处理能力，这对相关产业与环境整治可以起到积极的推动作用。

5结论
   在燃煤电厂中，脱硫废水的零排放成本较高，设备的日常运行和维护也相对复杂，但是脱硫废水的“零排放”通过实现节能，清洁和节能来提高废水利用效率，并保证设备的高效运行。 另外，烟气用于蒸发脱硫废水，并且烟气中的高温烟气在不添加额外热源的情况下蒸发以减少能量消耗。 如果不排放脱硫废水，则可以减少流入塔中的烟尘含量，可以优化脱硫系统，蒸发后的脱硫废水可以节省配量和成本，具有优异的经济和环境优势。

参考文献：
[1]张丽珍.燃煤电厂石灰石-石膏湿法脱硫废水零排放烟道喷雾工艺探讨[J].污染防治技术,2018,31(04):11-13+41.
[2]叶春松,黄建伟,刘通,张弦,夏敏.燃煤电厂烟气脱硫废水处理方法与技术进展[J].环境工程,2017,35(11):10-13+51.
[3]王 鑫 .燃煤电厂湿法烟气脱硫废水零排放处理技术研究 [J].武汉科技大学，2017，12（12）：112-113.

[4]佘晓利，潘卫国，郭士义，等 .燃煤电厂湿法烟气脱硫废水零排放技术进展 [J].应用化工，2018，25（1）：23-24.

窗体底端