脫硫廢水常規處理及零排放介紹

文_秦斌 國家能源集團泰州發電有限公司

石灰石的主要成分為CaCO3，含有各種雜質如MgO、Fe2O3、Al2O3、SiO2等，這些雜質是脫硫廢水懸浮物的主要組成。煤和石灰石中還含有少量重金屬，在呈弱酸性的脫硫廢水中具有較好的溶解性，而電廠的電除塵器對＜0.5μm的細顆粒脫除困難，造成很多重金屬在吸收塔洗滌過程中進入FGD漿液內富集，同時硒也是煤中極易揮發的有害痕量元素之一，在燃燒過程中幾乎全部揮發，在脫硫廢水中以+6價硒酸鹽的形式存在，具有很強的毒性。所以脫硫廢水存在很大的意義。

以下是某電廠脫硫廢水的水質圖表

1 脫硫廢水常規處理原理及工藝流程

由于脫硫裝置漿液內的水在不斷循環的過程中會富集重金屬元素、Cl-和微細的顆粒等，加速脫硫設備的腐蝕，影響脫硫效率，另一方影響石膏的品質。因此脫硫裝置要排出一定量的廢水，進入脫硫廢水處理系統，經中和、沉降、絮凝、沉淀和脫水處理過程，達標后排放至工業廢水調節池。

原廢水處理工藝系統由中和、沉降、絮凝、沉淀和脫水系統組成如圖1。

圖1 廢水常規處理工藝流程圖

1.1 中和反應

首先來自脫硫系統吸收塔的廢漿液收集在廢水緩沖箱中，由泵送至廢水處理系統的反應槽中和箱。中和箱內加入定量的石灰乳，將廢水的pH值調升至9～9.7范圍，降低廢水的腐蝕性，同時使水中大部分重金屬以氫氧化物的形式沉淀出來，廢水中呈溶解態的氟化物以氟化鈣沉淀形式去除。氫氧化鈣藥液本身也可以起絮凝劑作用。廢水經pH調整處理后可以改善后續絮凝、澄清處理效果，減少后續藥劑的投加量。

1.2 沉降反應

有機硫化物藥液投加處理的目的是去除廢水中殘留的以及無法以氫氧化物沉淀形式去除的重金屬離子。通常脫硫廢水中重金屬離子以兩種不同形態存在：一種呈游離態，另一種以溶解的絡合物形式存在。游離態重金屬離子一般可以加氫氧化鈣沉淀去除，但因絡合態重金屬溶解物的溶度遠低于其氫氧化物的溶解度，因此無法通過投加氫氧化鈣去除。為此只有通過尋求一種溶解度較絡合態重金屬溶解物溶解度更低的金屬沉淀物才能去除這類金屬，大部分重金屬的硫化物沉淀能滿足該要求。某些重金屬如汞和廢水中的氯離子形成的化合物不能通過加氫氧化鈣去除，但加硫化物能滿足要求。盡管大部分重金屬離子可以形成金屬硫化物沉淀，但形成金屬硫化物沉淀所用的硫化物（如硫化氫、硫化鈉）通常具有高毒性，且形成的的金屬硫化物沉淀常常是高分散的，極端情況下甚至沉現低沉降性或沉積的自然膠體狀。因此常采用有機硫化物，而有機硫化物（如TMT15）一方面無毒、環保，另一方面形成的沉淀物具有較好沉降性。

1.3 絮凝反應

在絮凝系統中，通過升高pH值和加入聚鐵、有機硫進一步除去水中的重金屬，通過pH值控制Ca（OH）2加藥。聚鐵和有機硫的加藥量通過調試確定，根據廢水量按比例加入。在沉淀系統中，加入助凝劑以便使沉淀顆粒長大更易沉降。

1.4 沉淀和脫水系統

懸浮物從澄清/濃縮箱中分離出來后，一部分稀污泥通過污泥循環泵返回中和箱，另一部份澄清水排入清水箱回收。澄清/濃縮箱底污泥輸送到壓濾機，制成餅狀，用卡車運到灰場。

2 脫硫廢水零排放的原理及工藝流程

脫硫廢水零排放系統首先通過抽取吸收塔入口煙道內高溫煙氣進行廢水的濃縮，然后對濃縮后的廢水進行調質并進行分離，最后對于分離出來的廢水輸送至干燥床進一步進行加熱，干燥床利用熱二次風作為干燥介質，將漿液濃縮干燥為含塵氣體進入靜電除塵前煙道，與粉煤灰共同收集。

廢水零排放工藝（見圖2）系統由煙氣系統、濃縮系統、濃縮調質、分離系統、漿液干燥系統組成。

圖2 脫硫廢水零排放工藝流程圖

2.1 煙氣系統

通過抽取脫硫塔前煙道中的高溫煙氣作為蒸發介質（煙氣溫度110℃左右）， 高溫煙氣進入濃縮塔后作為蒸發介質，經過廢水降溫噴淋后返回脫硫塔前煙道。為克服濃縮塔裝置的系統設備、煙道阻力，在濃縮塔上游原煙氣側設置兩臺離心風機。煙氣經過增壓風機后進入吸收塔，降溫噴淋至50℃左右后，返回脫硫塔前煙道，與原煙氣一并進入吸收塔。

2.2 濃縮系統

煙氣從濃縮塔中下部進入與通過濃縮塔內的漿液循環泵的上部噴淋進行廢水逆流接觸，在塔內進行蒸發，實現廢水的濃縮，廢水中的氯離子、硫酸根離子、鎂離子不斷富集。經濃縮塔洗滌后的低溫飽和煙氣，通過除霧器除去霧滴后由濃縮塔上側引出，然后返回脫硫塔前煙道。

2.3 濃縮廢水調質、分離系統

濃縮后的廢水，經過消石灰加藥調節 pH值，然后進入澄清池處理，上部清液經溢流后輸送至干燥系統，底部漿液由泵送至現有廢水車間濃縮澄清池，并最終通過壓濾機壓濾排固，壓濾后的固體在輸送至煤場進行摻燒，實現廢水的零排放。

2.4 濃縮漿液干燥系統

從二次風再循環管上抽取熱二次風作為干燥介質，通過熱風風機增壓后進入惰性載體干燥床。運行中保證床內的惰性載體粒子處于流化狀態，將漿液噴涂在惰性粒子表面。與高溫熱風進行熱質交換，干燥后的漿液通過惰性粒子之間的碰撞研磨后，從惰性載體表面脫落，被氣體攜帶離開干燥床，進入靜電除塵器前煙道。利用靜電除塵器捕集后混入粉煤灰，實現廢水的零排放。

3 脫硫廢水零排放的對比

（1）脫硫廢水零排放造價成本高，設備系統復雜，后期維護成本遠高于廢水常規處理的系統。

（2）廢水零排放節約了能源，在廢水排放中實現了高效率的資源利用。

（3）真正實現高鹽度脫硫廢水零排放，完全沒有污水排放，實現了機組的清潔高效。

（4）通過旁路煙道蒸發脫硫廢水，達到廢水零排放的要求，利用了高溫煙氣進行蒸發，無需額外的熱源，運行能耗低，實現了節能、環保的要求。

（5）廢水零排放實現了對吸收塔入口煙道的煙氣進行部分處理，降低了煙氣中粉塵進入吸收塔內的含量，優化了整個脫硫系統。

（6）由于通過煙氣的蒸發技術，減少了廢水的加藥環節，節約了成本。

4 結語

隨著國家對環保越發的重視，燃煤發電廠應進一步重視脫硫廢水的利用。通過廢水零排放的技術既保證了廢水的零排放，又減少了化學藥品的使用量，降低了廢水處理的成本。經過理論和實踐，為企業提供了較經濟可行的技術，達到了國家的“零排放”目標。