燃煤电厂脱硫废水零排放处理技术研究进展

燃煤电厂脱硫废水零排放处理技术研究进展

王群

内蒙古通辽市通辽发电总厂 内蒙古通辽市 028000

摘要：自进入21世纪以来，我国对于节能环保和减排等问题高度重视，针对燃煤电厂的脱硫废水处理势在必行。结合当前的燃煤电厂生产需求，加大对脱硫废水零排放工艺的合理选择，为燃煤电厂生产提供依据和支持。针对当前的燃煤电厂脱硫废水系统情况展开分析，探讨不同的脱硫废水零排放技术的具体应用价值。总结当前脱硫废水零排放技术中存在的影响因素，最终提出脱硫废水零排放技术的应用与发展，为我国的燃煤电厂实际生产效率提升奠定坚实基础。

关键词：节能减排；脱硫废水；零排放

中图分类号：X703 文献标识码：A

1 引言

目前燃煤电厂应用最广泛的脱硫废水处理技术是“三联箱”法，即化学混凝沉淀法。该工艺是较为成熟的脱硫废水处理技术，但其化学药剂用量大、出水水质无法达到回用水要求，且污泥产生量大、难处理，使其无法满足新形势下脱硫废水的处理要求。因此，脱硫废水零排放理念自提出以来就受到了高度重视，脱硫废水深度处理新技术和新工艺被不断研发和应用。

2 脱硫废水处理系统概况

早期脱硫废水处理系统普遍配置传统的三联箱处理工艺，主要是针对脱硫废水中悬浮物、重金属、COD等有害物质的去除，同时对其pH进行调整，出水水质可满足DL997－2006的要求。随着燃煤企业烟囱排放口污染物的指标日益严苛，在役机组配套的脱硫系统频繁升级改造，脱硫废水水质大幅度波动，尤其是脱硫废水中的悬浮物得不到有效控制，造成系统管路频繁堵塞；伴随着脱硫废水排放量受限，Cl-平衡含量逐渐提升，系统设备管道的腐蚀也成为普遍现象，最终导致部分设备无法投运。三联箱处理工艺问题频发的根本原因始于工业废水处理的一贯思维。由于所处历史时期的不同，并未充分考虑脱硫废水的水质特点，再者工艺路线复杂，加药种类繁多，自动化控制低，一旦检修维护不及时，人工成本投资不到位，因此系统运行将形成恶性循环。近年来针对脱硫废水三联箱处理工艺的升级改造：其一是将废水旋流器溢流来水调整为石膏脱水皮带机的滤液水，以降低脱硫废水的悬浮物为目的；其二是将废水系统产生的污泥从板框压滤机、离心脱泥机等固液分离设备切换至石膏脱水皮带机，污泥随着石膏副产物一同排出系统之外。升级改造路线虽然确保了脱硫废水三联箱处理工艺的连续稳定运行，但该方式的出发点是堵截而非疏通，不利于脱硫废水的排放效率，也不利于脱硫系统的优化运行。

3 废水零排放工艺因素分析

不同燃煤机组风烟系统的配置各有差异，因此需要具体考虑不同的脱硫废水零排放工艺对机组风烟系统的影响因素。机组配有布袋或电袋除尘器的风烟系统，需要考虑旁路烟道蒸发或热风干燥后的风烟排放与主烟气混合后是否会对除尘器的布袋寿命产生影响。机组配有低温省煤器或MGGH的风烟系统需要考虑旁路烟道蒸发或热风干燥后的风烟排放是否会对换热管产生腐蚀或者结垢的问题，同时需进一步核算脱硫系统的水平衡。针对利用烟气余热的直接和间接热法浓缩工艺，所使用的热源均来自不同烟道断面的热烟气，应考虑烟气采集断面是否有较长距离的烟道，用于旁路烟道的对接或者换热装置的安装，同时避免对主风烟系统的流速场干扰。该工艺对脱硫系统的水平衡影响最严重，应对脱硫系统在全负荷工况下的水平衡提出有针对性改造或优化方案；换热装置的安装，增加了风烟系统的阻力，风机的余量核算也是需要考虑的问题之一，对于配有低低温省煤器或者MGGH的机组来水，将其分裂出来作为废水零排放的换热装置，理论上不增加风烟系统阻力，但对原装置的影响以及引发的连锁性问题也不能忽视；由于脱硫废水浓缩过程中，氯盐被烟气二次携带进入脱硫系统导致脱硫废水排放量增加，无论从投资成本和运行成本都是需要着重考虑的问题。

4 废水零排放技术的应用

4.1 管式微滤膜处理系统

管式微滤膜处理系统主要由微滤浓缩罐、微滤循环泵、微滤装置及微滤化学清洗装置等组成。管式微滤系统设计出力2×50m3/h，两套运行，每套设置10只备用膜组件。系统分为2个机架，每个机架含5个膜列，每个膜列串联10只膜元件，系统每个膜列设置一台循环泵。系统前设浓缩罐(容积:25m3)，浓缩罐设电动搅拌装置，防止污泥沉积。微滤系统设置化学清洗装置，供系统正常反洗和化学清洗使用。微滤系统产水进入微滤产水水箱。

4.2 化学加药软化系统

在经过预处理沉淀工序后，对比脱硫废水和预处理后的废水，发现预处理后废水中杂质含量显著下降，但与膜浓缩系统的进水水质要求相比依然存在差距，因此，需要对预处理后的水进行软化处理。通过NaOH的投加和搅拌反应，使其形成Mg(OH)2和CaCO3沉淀。其中，在进行NaOH投加过程中，需要将pH值调节到9.5～11.5，反应时间为1h。在投加Na2CO3时，反应时间为1h，从而使脱硫废水中的Ca2+、Mg2+被有效去除。

4.3 预处理

为净化水质，使脱硫废水达到下一技术环节的进水要求，需要设置必要的预处理环节。预处理技术主要是去除废水中的重金属离子，对废水进行软化处理。双碱法是目前在燃煤电厂应用较为广泛的废水软化预处理工艺。双碱法是采用Ca(OH)2+Na2CO3或NaOH+Na2CO3的方法处理脱硫废水，利用OH－去除Mg2+，利用CO32－去除Ca2+，降低废水的硬度。河源电厂率先采用的双碱法两级软化预处理工艺，对废水进行全面软化，全过程没有任何废水排放。该技术对钙、镁离子的去除率均达97%以上，处理后的水可继续回用。刘亚鹏等对比了四种软化处理方案发现，最佳软化处理工艺为NaOH+Na2CO3工艺，可使脱硫废水中Ca2+、Mg2+的去除率＞99.7%。该工艺具有稳定可靠的优点，但运行过程中投加大量的化学药剂，形成污泥沉淀，会大大增加处理成本。

4.4 结晶固化

脱硫废水经过预处理和浓缩减量后，还需要通过结晶固化将废水中的氯离子等可溶性盐类分离去除，最终实现零排放。目前较为常用的是旁路烟道蒸发技术。旁路烟道蒸发技术的原理是将空预器前330℃左右的高温烟气引入到蒸发塔内，对雾化后的脱硫废水进行蒸发结晶处理，再通过除尘器前的烟道内，与粉煤灰一并被电除尘器捕集排出。

5 结束语

综上所述，燃煤电厂对脱硫废水进行初步处理，处理后的废水虽然与排放标准相符，但依然含有大量的有毒有害物质，无法被回收和利用。要实现零排放目标，需要对脱硫废水进行深层次处理。目前，国内外已经研发了多种脱硫废水零排放新型处理工艺，燃煤电厂应基于自身的需求，选择合适的处理工艺。

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