火电厂脱硫废水零排放技术研究

火电厂脱硫废水零排放技术研究

王帅

内蒙古京隆发电有限责任公司  内蒙古  自治区乌兰察布市丰镇市   012100

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

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 废水末端的处置技术

3.1蒸发塘处理工艺。这种技术与目前国内强调的绿色、健康的原则相符合。在现实的运作期间，蒸发塘处理工艺，能够高效运用太阳能在高温高湿状况中蒸发了地表大部分的高浓度盐水，让高浓度盐水浓缩达到饱和，并在这个前提下构成结晶析盐。这种技术可以普遍运用在西北干旱少雨的地方，同时体现出运作经费较少、运作与维修比较简单便捷、运用期限比较与抗冲击性能强等优点。但原浓水要有极易发挥的物质，这也很容易污染大气，因此，要执行好相应的防渗透和防溢流处理策略，这项工艺也不能回收使用淡水。这项工艺在自然蒸发的成效比较低同时极易导致满塘风险，有关的研究者在此前提下开发出了机械雾化蒸发处理技术，在蒸发塘中安排多座机械雾化蒸发仪器，进而提升塘中水分的蒸发速度，大幅度提高了蒸发成效。

3.2多级闪蒸处置工艺。这项工艺海水淡化方面运用得比较多。将需要处理的海水加热到一定的温度后，根据相关的流程、分级别地把它引到扫压力逐渐下降的闪蒸室中，在处置降温期间，热盐水会产生浓缩现象，在温度下降到自然海水温度的时候，蒸汽在冷凝理论的影响下会产生出需要的淡水。多级闪蒸处置工艺的运用效率较高，阻拦污垢的成效佳，可以在大规模的企业中普及使用。然而，因为处置的海水会加快装备的腐蚀速度，也会进一步提高效能，同时，这种技术存在传热效率较低、操作的弹性小等局限，所以不适合在中小规模的企业中投入运用。

3.3火电厂废水处理中多效蒸发结晶处置工艺的运用。这种技术的规划、研究与开发的理论都是紧紧依靠单效蒸发处置技术的，可以把这种技术分成低温、高温情况中的多效蒸发。低温状态中，要维持处置期间的盐水最高蒸发温度不大于 70℃，这种技术的运作组成状况就是将垂直管或水平管和膜蒸发器有机地融合在仪器，然后划分成很多小组。多效蒸发结晶处置技术的理论，是在构成装备中多次蒸发与冷凝蒸汽后，得到比高温状况中多效蒸发处置技术更多的蒸汽。因为低温多效蒸发结晶处置的技术的运作不需较高的温度，所以运用期间要有效运

用电厂的低温废热现象，通常而言，50 ～ 70℃的低品位蒸汽均可以当成具体

作业期间最佳的热源。与此同时，这类工艺的热成效比较高，同时动力消耗比较低。

综上所述，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。电力企业需要结合项目实际情况具体分析，选择最佳的废水零排放处理技术，以实现自身的可持续发展。

参考文献：

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[3]曹蕃.火电厂废水零排放技术研究进展[J].工业用水与废水,2018,49(3):6-11.期间最佳的热源。与此同时，这类工艺的热成效比较高，同时动力消耗比较低。