燃煤電廠濕法脫硫廢水處理技術研究進展

王 赫

遼寧大唐國際錦州熱電有限責任公司

燃煤電廠濕法脫硫廢水處理技術研究進展

王 赫

遼寧大唐國際錦州熱電有限責任公司

由于我國煤炭資源豐富，并且燃煤發電運行可靠、技術成熟，因此長期以來燃煤發電作為我國能源供給的主要來源。然而在燃煤電廠的運行中會產生各種廢水，主要包括脫硫廢水、循環冷卻系統排污水、酸堿廢水和生活污水等。其中脫硫廢水因成分復雜、污染物種類多，成為燃煤電廠最難處理的廢水之一。本文主要研究燃煤電廠濕法脫硫廢水處理技術。

燃煤電廠；濕法脫硫；廢水處理技術

鍋爐煙氣脫硫(FGD)的方法很多，按脫硫劑的種類劃分，可分為以石灰石為基礎的鈣法、以碳酸鈉為基礎的鈉法、以氨氣為基礎的氨法、以有機堿為基礎的有機堿法，按吸收劑及脫硫產物在脫硫過程中的干濕狀態可將脫硫技術分為濕法、干法和半干法，其中石灰石濕法煙氣脫硫技術具有脫硫反應速度快、設備簡單、脫硫效率高等優點，在煙氣脫硫中占有主導地位。為防止脫硫設備腐蝕，保證石膏質量，脫硫吸收塔需要排除一定量脫硫廢水，該廢水一般呈酸性，并含有大量的懸浮物、鹽類物質、鈣鎂離子、氯化物、重金屬、COD和氟化物等，所含的成分多少主要取決于燃料的含硫量和脫硫工藝等因素，不易處理。

1 脫硫廢水處理技術研究現狀

火力發電廠是我國電力工業的主力軍，但也是工業用水和工業廢水排放大戶，隨著水資源的嚴重短缺和環境污染的日益加劇，廢水處理及其循環使用成為火力發電廠亟待解決的重要科學問題和技術難點。火電廠產生的廢水主要來自于水蒸汽循環系統、冷卻水循環系統、沖灰水系統、輸煤沖洗及除塵系統等。因其廢水種類繁多，且各種污水中污染物種類、含量以及排放量不固定，致使燃煤電廠污水成分相當復雜，其中最難處理的就是煙氣脫硫廢水。煙氣脫硫廢水由沖灰水系統排出，了解脫硫廢水的水質特性，處理脫硫廢水使其達標排放或廢水回收利用，成為亟待解決的問題。

2 燃煤電廠濕法脫硫廢水處理技術研究

2.1 化學沉淀法

化學沉淀法是目前國內處理脫硫廢水最常用的方法，不僅能對石膏等副產品進行綜合利用，提高火力發電廠的經濟性，而且處理后的水質能夠達到較高的標準。但是，該方法工藝復雜，適應性差，由于國內電廠所用燃煤來源容易改變，煤質并不固定，會出現運行加藥量與設計加藥量偏差過大的情況，有些電廠則因脫硫系統設計或運行存在問題，使得廢水排量較大。此外，由于目前尚無化學藥劑可以去除Cl–離子，經該方法處理后的廢水Cl–離子仍無法去除。因此，隨著環保標準的提高，該方法在未來廢水處理中受到限制。化學沉淀法工藝流程如圖1所示。

2.2 吸附法除砷

吸附法具有去除效率高，穩定性好，不產生或很少產生二次污染，可重復使用等優點，在飲用水和工業廢水砷處理中備受青睞。常用吸附劑有礦物質、活性炭、活性氧化鋁、金屬(氫)氧化物、納米材料、載鐵復合材料、生物吸附劑等，目前研究人員重點方向在吸附劑改性強化，以負載方式結合多種除砷機理達到良好吸附效果。鐵、鐵鹽及相關鐵氧化物對砷具有很強的選擇性配位能力，有關零價鐵、鐵屑、鐵鹽、水和氧化鐵(GFO)、羥基氧化鐵、磁性鐵等吸附除砷的研究均有報道，但實際應用時由于這些物質顆粒細小，易造成堵塞流失，水頭損失大，直接工業化應用比較困難。為解決這一問題，研究人員嘗試將其固載到多孔固相負載體表面制備成復合型載鐵環境材料，固相負載體選擇有活性炭、礦物質、腐植酸、新碳基材料等，其中介孔材料作為載體是熱門研究方向，同時將吸附劑以納米形式負載，可進一步提升吸附能力。工業上常使用活性炭作為固相載體，便于回收納米材料，節約成本。

圖1 典型脫硫廢水化學沉淀處理工藝路程

2.3 蒸發法

蒸發法是廢水零排放處理中常用的方法之一，該工藝也被應用于脫硫廢水的處理中。蒸發法的基本原理是：進入蒸發器的廢水通過蒸汽或電熱器加熱至沸騰，廢水中的水分逐漸蒸發，水蒸氣經冷卻后重新凝結成水而重復利用，廢水中的溶解性固體被截留在殘液中，隨著濃縮倍數的提高，最終以晶體形式析出。蒸發法已廣泛應用于化工領域，既可以單獨使用，也可以與其他工藝聯合使用。

2.4 電絮凝法

電絮凝法是將吸附絡合與中和反應、氧化還原反應、氣浮等結合起來的處理方法，是利用電化學原理，在電流作用下陰極處水電解產生氫氣和OH–，陽極(鐵或鋁等)電解產生金屬陽離子，在電場作用下OH–和金屬陽離子發生遷移，在溶液中形成氫氧化物絮體。由于氫氧化物絮體具有巨大的比表面積和豐富的表面羥基，因此可以通過絮體的吸附等作用去除廢水中的污染物。同時，由于陰極產生氫氣的氣浮作用，將絮體上浮至溶液表面而分離。電絮凝法是一項較新的廢水處理技術，能有效處理重金屬廢水，該工藝具有成本低、占地面積小和效果好等優點，在國外已逐步運用于濕法脫硫的廢水處理中。但是電絮凝法也存在許多不足，如一般電絮凝不能去除廢水中的氯離子，而用高頻電絮凝法則存在電極壽命短和耗能高的缺點。目前電絮凝技術主要應用于化工廢水和含油污水，在脫硫廢水處理中相關報道較少，內蒙古某電廠計劃采用電絮凝方法處理脫硫廢水。

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