燃煤发电厂脱硫废水“零排放”工艺探讨

燃煤发电厂脱硫废水“零排放”工艺探讨

黄钰姝

关键词：燃煤电厂脱硫废水零排放生态保护

在可持续发展理念和节能政策不断推广下，社会群体的环保意识不断提升，政府部门高度重视燃煤发电厂的脱硫废水排放问题，为进一步加强生态环境保护，应当积极优化燃煤电厂脱硫废水零排放处理工艺，全面提升燃煤电厂的生态效益和经济效益。

一、燃煤电厂废水零排放的概念和现状

所谓零排放是一种理想的封闭用水系统，系统不向外排水，系统内的水不断进行循环或处理后复用。而废水零排放则是要求不向系统外排放任何形式的废水，从而节约水资源和保护环境。从理论上讲，废水零排放是可以实现的，但是综合考虑经济和技术现状，目前所谓的零排放只是废水的近零排放，很难实现真正的零排放。排放电厂的淡水量，可以大大提高水资源利用率，避免自然环境遭到已经污染水体的污染，保证居民用水安全。从可持续发展的角度看，目前以及今后的水资源将会一直处于相对匮乏的状态，污水零排放是工业发展的必然趋势。

目前大多数电厂采用化学沉淀法处理脱硫废水，主要是通过氧化、中和、沉淀、絮凝等工艺去除脱硫废水中的重金属和悬浮物等污染。化学沉淀法具有操作简单、运行费用较低的优点，但是其设备较多、建设投资高。而且在实际运行中也存在较多问题，有研究者对多家燃煤电厂脱硫废水处理系统运行结果分析表明，出水中SS和COD往往不能稳定达标排放。此外，在污泥脱水处理中，也存在板框压滤机故障率高、运行维护困难等问题。有些地区由于环保压力，部分电厂被要求脱硫废水零排放，而蒸汽浓缩蒸发技术成本太高，蒸发池的应用受地域的强烈限制，因此，烟道蒸发技术在未来一段时间将会受到重视，其面临的重大技术缺陷需要被重新评估与攻克。此外，较之美国，国内脱硫废水的排放标准对硒、汞等的排放标准不高，因此深度处理技术在未来一段时间内不适用。但在未来，脱硫废水的环保标准趋严，深度处理技术将引起业界广泛关注。

二、燃煤电厂脱硫废水的来源、性质及处理的必要性

脱硫废水的水质及水量主要受燃煤品质、石灰石品质、脱硫系统的设计及运行、脱硫塔前污染物控制设备以及脱水设备等的影响。

目前，电厂采用的主要脱硫方式是湿法脱硫工艺，在工艺中产生大量含有金属离子的废水，如果不经处理排放到环境中，会产生污染。因此，对于脱硫废水的处理具有重要的现实意义。在进行湿法工艺处理烟气中的SO2时，为了维持脱硫装置的浆液循环物质的平衡性，防止烟气中氯浓度超标并保证石膏的质量(石灰—石膏法工艺)，需要从脱硫系统中排放一定浓度的废水。脱硫废水具有水质和水量不稳定的特点，悬浮物和COD较高，易沉淀，含有过饱和的亚硫酸盐、硫酸盐以及重金属。燃煤中的元素除了C、H、O、N、S外，还存在痕量的重金属元素，如Cr、Ni、Hg、As、Pb等。由于金属离子在环境中没有自净和生物降解的能力，容易在生物体内累积，对生物体的正常生命活动产生威胁。因此，需要对脱硫废水进行处理，使得其各项指标都达到排放要求，缓解环境的压力。

三、燃煤电厂脱硫废水处理的环保技术?

去重金属：电厂废水当中不仅含有硫化物，同时也有较大含量的重金属，重金属也就因此成为了废水处理工作的重点。现在的技术手段当中，碱性药剂的应用非常广泛，这些碱性药剂可以和废水中的重金属融合起来，这样一来，其就会形成沉淀，从而脱离废水。去除氟原子：氟原子的去除首先需要将废水排放到废水池当中，加入适量的石灰，之后在混合池进行反应，最后加入碱性药剂，在充分混合一段时间之后，其中的氟原子即可去除；处理絮凝物：在废水中的重金属元素和氟原子被去除之后，还要继续进行絮凝处理，加入絮凝药物的目的在于让先前沉降的重金属物质形成更大体积的沉淀颗粒，并且可以在处理池底部完全混合，这样就可以为去除污染物带来更好的条件。?

四、燃煤电厂脱硫废水零排放技术工艺

（一）多效蒸发结晶工艺

多效蒸发浓缩结晶系统由串联的5个预热器和4个蒸发器组成。经过常规处理后的脱硫废水依次进入1—5级预热器，然后逐级进入1—4效蒸发器进行蒸发结晶，系统冷凝水收集后作为淡水回用，分离出的盐经振动干燥床干燥，由包装机包装后外运。其中动力蒸汽被引入第一效，各效蒸发器产生的蒸汽依次送入下一效蒸发器和相应的预热器。

该处理工艺要单独建立一套废水蒸干系统，处理过程要耗费一定量的蒸汽和厂用电，由于其属于末端工艺，不会对电厂其它设备和系统造成影响，但建设和运行成本较高。

（二）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。同时在其进入二段系统前，可针对其水质情况，添加专业的阻垢剂和调节剂，确保系统稳定运行。产品水进入回用水池，系统中少量的浓水可用来冲渣，实现水处理系统的零排放。

（三）机械蒸汽再压缩处理工艺?

目前，虽然卧式喷淋水平管膜蒸器得到了广泛应用，但是在脱硫废水处理的时候不适应，主要是因为其需要使用阻力比较大的喷头，如果水流速度没有得到有效控制在水平管道上就非常容易结垢。目前，废水排放技术领先的公司都是采用立式降膜蒸发器，立式降膜蒸发器与卧式蒸发器相较，前者的发展已经比较成熟，在使用过程中要优于卧式蒸发器，该技术包括蒸发系统和结晶系统，是当前比较有效的一种处理脱硫废水的方法。这一技术的工作原理是指在对钙和镁离子进行软化和去除的同时，添加适量防止污水结垢的阻垢剂，之后采用脱气仪器将空气和溶解的CO2?去除，并且在蒸发器中将废水蒸发掉，该技术没有统一的标准，技术的应用主要靠经验的积累。?

（四）高温烟道蒸发工艺

该工艺是将脱硫废水经水泵送至电除尘前的烟道,采用雾化喷嘴喷入电除尘前的高温烟道，雾化后的脱硫废水立刻在烟道内蒸发，废水中的杂质以固体物质的形式和飞灰一起随烟气进入除尘设备，经过除尘器，颗粒物被捕捉下来随灰一起外排。

该方法在发达国家已有较多的应用案例，其运行结果表明，脱硫废水喷入烟气后，烟气湿度增加0.5%左右，烟气温度降低5℃左右，但烟气仍处于不饱和状态，高于酸露点温度，不会对烟道和电除尘器产生腐蚀。因此，不需要对脱硫废水喷入点后烟道及电除尘器进行改造。

该工艺系统仅包含雾化喷嘴、管道及压缩空气系统，因此该系统的初期投入及设备运行费用较低；系统投运后，由于烟气湿度的增加和烟气温度的降低，可有效降低粉尘比电阻，提高除尘效率；还可以减少脱硫系统运行的减温水补水量及运行电耗。

结束语：

当前社会发展形势对环境保护的要求不断提高，燃煤电厂脱硫废水零排放处理工艺的应用势在必行。目前在我国电力生产方式上，虽然风电、水电、核电等得到大力发展，但火力发电仍然会是主要的发电工艺，其所产生的废气废水污染也会在一定程度上限制电力行业的发展，这就需要对处理工艺进行更深入的研究，努力实现脱硫废水零排放，从而很好地保护我们的生存环境，实现经济社会可持续发展。

参考文献：

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[3]燃煤电厂脱硫废水“零排放”任重道远[J].刘丰.环境经济2018(21)

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[5]电厂废水零排放工艺路线探究[J].单涛.中国环保产业.2017(07)

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