燃煤电厂脱硫废水零排放现状分析

燃煤电厂脱硫废水零排放现状分析

柳金池

大唐绥化热电有限公司    黑龙江绥化      152000

摘要：燃煤电厂发电一直是我国电厂发电的主要方式，对于保障国民经济发展具有重要意义。燃煤电厂发电动力来源是煤炭资源，但是在煤炭燃烧脱硫过程中会产生包含大量污染性因子的废水，严重破坏了环境。分析废水零排放技术有利于从本质上解决燃煤电厂废水排放问题，对电厂未来发展具有深远影响。

关键词：燃煤电厂；脱硫废水；零排放

1脱硫废水的特点

1.1强腐蚀性

脱硫废水中含有大量未中和的酸性物质，这就导致了脱硫废水具有较强的腐蚀性。这些酸性物质如果排放到土地河流中，将会致使土地酸性化，河流也会受到极大污染，这些酸性物质还能够腐蚀发电厂的发电设备，使设备故障率大大提高，缩短了使用寿命。

1.2脱硫废水中含有大量的盐

燃煤电厂电力供应的不同，脱硫废水中的含盐量也会有所不同，夏天时用电高峰期，这期间产生的脱硫废水中含盐量最高，但是在一般情况下，脱硫废水中也含有大量盐，其含盐量在每一升3万mg到6万mg之间。

1.3脱硫废水硬度较高，容易产生结垢

脱硫废水中都含有大量的镁离子和钙离子，同时废水中的硫离子是处于过饱和状态，钙离子能够和废水中的硫离子在加热状态下混合产生硫酸钙等物质。结合成固体物质，在脱硫设备中积累，将对脱硫设备造成很大损伤。

2脱硫废水水质

脱硫废水污染物成分受烟气特点、补充水水质、石灰石品质、脱硫运行工况等诸多因素的影响，组成复杂。水质分析结果表明，该脱硫废水具有高含镁特征，其Mg²⁺质量浓度（13536mg/L）是行业常见水平的3-4倍，系该电厂烟气脱硫所用的石灰石含镁过高所致；同时废水中含有大量Ca²⁺、SO₄^2-及一定量的Ba²⁺、Sr²⁺、SiO₂，因此硬度高，易导致结垢。废水呈酸性（pH为6.5），TDS在37330-72180mg/L范围内波动，并含有高浓度的Cl^-，腐蚀性强。Hg、Pb、Ni、As、Cd、Cr等重金属离子含量超标，毒害性强。废水中含有一定量的COD，主要是有机物和还原性无机物导致。脱硫废水的如上特点，极易导致膜材料的污染、结垢、堵塞、氧化等，并对设备、管路材质的耐腐蚀性提出了很高要求。

3燃煤电厂脱硫废水零排放技术分析

3.1预处理技术

（1）蒸发结晶技术。将碳酸钠、絮凝剂、有机硫等化学试剂添加到脱硫废水中，可以去除废水中的重金属、悬浮物等已经固结的污染物质。之后，使用机械蒸汽或者多效蒸发器将其固结成晶，此时产生的冷凝水可以回收利用，另行处理结晶盐。目前，我国部分燃煤电厂已经实现了对该技术的应用，预处理废水量为22/h，能够实现零排放的目标。（2）膜浓缩-蒸发结晶技术。在单纯使用蒸发结晶技术的基础上，融合应用正渗透、反渗透等技术进行处理，处理后可以直接回收利用淡水部分，其余部分再使用机械蒸汽或者多效蒸发器处理，并在回收利用冷凝水后另行处理结晶盐。相较于上述工艺，该技术融合了下文所述的浓缩工艺，技术更加成熟，在实现零排放目标的同时还可减少投资费用，具有广阔应用前景。

3.2浓缩减量单元

浓缩减量单元中的各种水处理技术现已应用广泛，浓缩减量单元工艺的选取要依据固化单元可处理的水量。目前，脱硫废水处理方法主要是膜浓缩工艺。常用的膜浓缩处理方法包括反渗透、正渗透、电渗析和蒸馏法，其中反渗透技术应用最为广泛。

3.2.1反渗透

反渗透是自然渗透的逆过程。近几十年来，该技术已经发展地较为成熟，并广泛应用于纯水和超纯水制备，工业水、生活污水处理以及海水淡盐水淡化领域。其缺点是废水中杂质的沉积易导致膜污染，膜氧化后设备的处理能力降低，维护成本高。近年来，出现了几种处理高盐废水的反渗透膜技术，如碟式反渗透（DTRO）技术，国电汉川电厂和华电包头电厂正在应用此项技术。DTRO是一种特殊的反渗透形式，专门用于处理高盐废水，可以处理SDI值高达20的高污染水源，膜污染程度较轻。

3.2.2正渗透

正渗透方法与反渗透原理相反，属于膜分离过程。正渗透利用溶液不同的化学势，使脱硫废水中的水分子自发的通过膜进入汲取液。脱硫废水在不需要外部压力的情况下被浓缩。汲取液吸收水分后，再通过加热将水分蒸发分离出来。正渗透法的回收率可达85%-90%。正渗透技术具有节能、产水量大和回收率高、不易污染、难结垢等优点。技术难点在于选择具有高水通量、耐酸碱性和良好机械性能的渗透膜，以及如何选择能够产生更高渗透压的汲取液。

3.2.3电渗析

通过半透膜的选择渗透性分离不同溶质颗粒（如离子）的方法称为渗析。在电场作用下进行渗析时，溶液中带电溶质颗粒（如离子）通过膜迁移的现象称为电渗析。通过电渗析纯化和分离物质的技术称为电渗析法，这是20世纪50年代开发的新技术。它最初用于海水淡化，现已广泛应用于化工、轻工、冶金、造纸和制药等行业，特别是纯净水的制备和环保三废的处理。电渗析技术对进水要求高，脱盐率低，电渗析交换过程中产生的钙镁离子会堵塞交换膜，限制了电渗析的发展。

3.2.4蒸馏法

蒸馏法是利用厂内热源，在蒸馏装置内与脱硫废水进行热交换，使水蒸发冷凝后再利用，废水浓缩。蒸馏装置有多种类型，如多效蒸发器、卧式喷淋蒸发器和立式降膜蒸发器等多种型式。蒸馏法回收率较高，能回收80%-85%的废水，该技术投资大，能耗高，必须特别注意高温下的结垢和腐蚀。蒸馏法的设备材质多采用钛材，防止腐蚀。

3.3烟道蒸发技术

（1）直喷烟道蒸发技术。运用该技术后废水会直接进入烟道内，需要在预热器与除尘器间安装喷嘴，废水经由该喷嘴作用直接雾化。雾化的液体会在高温作用下迅速蒸发，并随着烟气排出，此时废水中的污染物质会随着粉煤灰排出，进而实现废水零污染排放。该技术处理的废水量较低，容易出现烟道系统腐蚀、堵塞等问题，且喷嘴位置对蒸发效果具有较高影响，对烟道安装具体位置要求较高，加之运用了低温电除尘技术，烟道可用余热进一步减少，导致废水蒸发量也有所降低。（2）旁路烟道蒸发技术。运用该技术的原理与运用上述烟道蒸发技术的原理相同，区别在于需要把高温度的烟气从旁路引出，而非从主路引出。具体而言，在该蒸发设备内，脱硫废水经过预处理后进入系统进而被雾化，雾化的水汽被烟气蒸发，此时，废水中的盐性因子也会不断析出，附着在烟道蒸汽中的粉尘上，再经由旁路被输送到除尘器中，最后进入脱硫系统中冷凝，并补充脱硫工艺运行用水，进而达到零排放。根据所选择的蒸发器类型，具体包括双流体喷嘴式、旋转喷雾式两种。该技术对操作、安全均较为简单，相比于第一种烟道蒸发技术对设备的破坏性小，在实现零排放的同时能够有效避免烟道腐蚀、堵塞等问题。

4结语：如今，我国燃煤电厂对脱硫废水的处理还是使用比较常规的处理方式，此方式虽然简单，但做不到脱硫废水的零排放标准。随着全国环境的恶化，还有我国着重推进可持续发展，我们必须要推动科技改造，从而实现脱硫废水危害物质的零排放。这样不仅响应了国家号召，也保护了我们美好的生活环境。

参考文献：

[1]张山山,王仁雷,晋银佳,唐国瑞.燃煤电厂脱硫废水零排放处理技术研究应用及进展[J].华电技术,2019,41(12):25-30.

[2]陈忠.电厂脱硫废水零排放控制与研究[J].中国标准化,2019(24):287-288.

[3]李宏远.燃煤电厂脱硫废水零排放治理技术路线分析与选择[J].煤炭工程,2019,51(11):80-85.