燃煤電廠水處理及脫硫廢水零排放技術(shù)分析

林娟娟

摘 要：我國燃煤發(fā)電排放的大氣污染物主要包括二氧化硫、氮氧化物和煙塵，隨著火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)的不斷嚴(yán)格，已經(jīng)實現(xiàn)了有效控制。我國燃煤電廠脫硫二氧化硫主要是采用石灰石濕法脫硫，在實際運行中脫硫廢水已經(jīng)成為廢水處理當(dāng)中最復(fù)雜、難度最大的一類 。隨著環(huán)保形勢的日益嚴(yán)格，以及《國務(wù)院關(guān)于印發(fā)水污染防治行動計劃的通知》（國發(fā)[2015]17 號）的發(fā)布與執(zhí)行，燃煤電廠脫硫廢水零排放也逐漸成為關(guān)注重點。本文重點分析了燃煤電廠脫硫廢水零排放的相關(guān)可行技術(shù)，在此基礎(chǔ)上提出進一步優(yōu)化完善脫硫廢水處理的技術(shù)措施。

關(guān)鍵詞：燃煤電廠；水處理；脫硫廢水；零排放技術(shù)

1燃煤電廠脫硫廢水主要來源及特性

1.1脫硫廢水來源

現(xiàn)在，在國內(nèi)和國外燃煤電廠應(yīng)用最為廣泛的脫硫技術(shù)就是石灰石-石膏方式，其原理非常簡單，可以有效脫除二氧化硫氣體，并且還能對控制液體當(dāng)中的顆粒濃度進行有效控制。但是為了維持內(nèi)部的物質(zhì)平衡，必然產(chǎn)生一些廢水的排放，即脫硫廢水，脫硫廢水中的Ca2+、Mg2+、SO42-、cl-具有很高的濃度，同時還含有一定量的COD，重金屬等，其中很多的物質(zhì)都是國家在環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)中重要提出要處理的污染物，脫硫廢水對環(huán)境造成了嚴(yán)重的影響，由此可見對于燃煤電廠的脫硫廢水零排放十分必要。

1.2 脫硫廢水主要特性

第一，水源質(zhì)量不穩(wěn)定。脫硫廢水水質(zhì)受到石灰石純度、煤種類以及脫硫氧化風(fēng)量等因素的影響，所以即使在同一脫硫裝置中不同的時間段內(nèi)水質(zhì)也存在很大的差異；第二，含鹽量比較高。在脫硫廢水中，通常含鹽量控制在10000～40000 mg/L之間；第三，懸浮物質(zhì)含量比較高。在脫硫廢水中，懸浮物的濃度質(zhì)量受到燃煤種類的變化和脫硫運行工作狀況的影響，通常在15000～30000mg/L之間，并且絕大部分的電廠脫硫廢水能夠在2～3小時之內(nèi)自然的澄清，還有一少部分的廢水在很長一段時間內(nèi)很難自然澄清。

2燃煤電廠脫硫廢水的處理工藝

2.1多效蒸發(fā)和結(jié)晶的工藝

一般，燃煤電廠處理脫硫廢水都會采用多效蒸發(fā)和結(jié)晶的工藝。其中蒸發(fā)的系統(tǒng)分為四個部分即預(yù)熱部分、熱能回收部分、結(jié)晶部分、附屬系統(tǒng)。一般都是將廢水排入到統(tǒng)一的器皿中，隨后放入熱交換的水箱中，排放退熱的氣體，保證水的零污染排放。在燃煤電廠中，石灰碳酸鈉軟化+MED蒸發(fā)濃縮+結(jié)晶工藝是一種經(jīng)常見到的工藝，就是在進行預(yù)處理過程中徹底的清除硬度離子，之后再通過澄清和過濾的方式進行處理，還要采用多效蒸發(fā)儀器對廢水進行濃縮，最后進入結(jié)晶器中制作結(jié)晶鹽。該工藝是把硬度和重金屬離子聯(lián)合在一起進行清除，蒸發(fā)結(jié)晶裝置不會產(chǎn)生污垢。除此之外，由于脫硫廢水的硬度比較高，堿度非常低，因此通常情況下對廢水進行軟化處理時會選擇石灰和碳酸鈉兩種相結(jié)合的方式，這樣經(jīng)過軟化之后的水資源過濾之后進入到多效蒸發(fā)系統(tǒng)，廢水經(jīng)過蒸發(fā)處理之后水質(zhì)能夠達到回用標(biāo)準(zhǔn)。

2.2機械蒸汽再壓縮處理工藝

目前，雖然臥式噴淋水平管膜蒸發(fā)器得到了廣泛應(yīng)用，但是在脫硫廢水處理的時候不適應(yīng)，主要是因為其需要使用阻力比較大的噴頭，如果水流速度沒有得到有效控制在水平管道上就非常容易結(jié)垢。目前，廢水排放技術(shù)領(lǐng)先的公司都是采用立式降膜蒸發(fā)器，立式降膜蒸發(fā)器與臥式蒸發(fā)器相較，前者的發(fā)展已經(jīng)比較成熟，在使用過程中要優(yōu)于臥式蒸發(fā)器，該技術(shù)包括蒸發(fā)系統(tǒng)和結(jié)晶系統(tǒng)，是當(dāng)前比較有效的一種處理脫硫廢水的方法。這一技術(shù)的工作原理是指在對鈣和鎂離子進行軟化和去除的同時，添加適量防止污水結(jié)垢的阻垢劑，之后采用脫氣儀器將空氣和溶解的CO2去除，并且在蒸發(fā)器中將廢水蒸發(fā)掉，該技術(shù)沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，技術(shù)的應(yīng)用主要靠經(jīng)驗的積累。

2.3新型廢水噴霧蒸發(fā)處理

煙道蒸發(fā)是一種比較新型的廢水噴霧蒸發(fā)處理技術(shù)，主要是把脫硫廢水中的泵輸送到灰塵清除儀器前的煙道，然后再通過利用壓縮空氣在煙道內(nèi)部霧化煙道，再將霧化之后的廢水快速的蒸發(fā)掉；做好此工作之后廢水中的固體物，包括重金屬、雜質(zhì)以及各種類型的金屬鹽等，將其與灰塵一起進入到電灰塵處理器中，并且被電極捕捉；最后隨著灰塵一起向外部排出去，

3一體化技術(shù)應(yīng)用和發(fā)展

各項工藝之間存在很大差異，而且使用技術(shù)也有所不同。雖然CuO吸附法脫硫脫硝技術(shù)相對比較成熟，但由于很多工業(yè)都是傳統(tǒng)工業(yè)，在使用中對溫度和穩(wěn)定等有很高的條件，使得該技術(shù)的應(yīng)用受到很大制約。但就長期發(fā)展來看，由于燃煤電廠對這些技術(shù)的使用中造成一些負面影響，所以還需對這項技術(shù)進行改進，讓其一體化的發(fā)展更加符合燃煤電廠的需求和社會發(fā)展的需求。

4燃煤電廠零排放技術(shù)經(jīng)濟、環(huán)境效益

4.1燃煤電廠零排放技術(shù)經(jīng)濟效益

在國家環(huán)保政策的強勢推進下，我國燃煤電廠超低排放技術(shù)獲得了快速的發(fā)展，各燃煤電廠也不遺余力加大了對超低排改造技術(shù)的攻關(guān)力度，引進了大量的脫硫、脫銷、除塵等主流設(shè)備和技術(shù)，這些設(shè)備和技術(shù)的投入勢必會增加燃煤電廠的運營成本。如媒體報道數(shù)據(jù)顯示，如山西大唐國際運城發(fā)電分公司1#機組超低排放改造單位運行成本大致增加0.0176元/（kW·h），山西漳澤電力蒲州發(fā)電分公司單位運行成本增加0.00754元/（kW·h）等，但是，其卻能有效降低燃煤電廠廢物排放對我國大氣及生態(tài)環(huán)境造成的污染，因此是值得的。

4.2燃煤電廠零排放技術(shù)環(huán)境效益

以山西大唐國際運城發(fā)電有限責(zé)任公司1#機組超低排放改造為例，據(jù)運城市環(huán)境統(tǒng)計數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)顯示，2015年1#機組年均排放濃度為：二氧化硫107.4mg/m3，氮氧化物60.57mg/m3，煙塵22.82mg/m3，改造后監(jiān)測排放濃度分別為：二氧化硫21mg/m3，氮氧化物36mg/m3，煙塵3.23mg/m3。可見，施行超低排放技術(shù)改造后，各項污染物排放濃度均大幅下降，說明改造技術(shù)有利于燃煤電廠的污染減排。運城市2015年二氧化硫排放量為13.4297萬噸，氮氧化物排放量為9.5587萬噸，煙塵排放量為7.4526萬噸。其中，單機30萬兆瓦以上機組二氧化硫排放量為1.4626萬噸，氮氧化物排放量為1.6358萬噸，煙塵排放量為0.1923萬噸。實施超低排改造后，二氧化硫排放量下降至0.4521萬噸，下降69.1%；氮氧化物排放量下降至0.7991萬噸，下降51.1%；煙塵排放量下降至0.0585 萬噸，下降69.4%，說明超低排放減排效益顯著，這對于保障我國環(huán)境穩(wěn)定、長久運行具有重要的作用。

結(jié)語：

在我國社會經(jīng)濟的發(fā)展中，煙氣排放對環(huán)境造成很大污染，我國對煙氣排放中脫硫脫硝一體化技術(shù)的研究更為迫切。目前，對脫硫脫硝一體化技術(shù)的研究還處于起步階段，我國在對其進行選擇的時候，要根據(jù)自身需求，合理選擇技術(shù)，讓其在燃煤電廠煙氣排放凈化中發(fā)揮重要作用。同時，一體化技術(shù)也是當(dāng)下比較流行的技術(shù)，讓煙氣對環(huán)境的污染降到最低，促進我國的可持續(xù)發(fā)展。

參考文獻：

[1]唐志軍. 探究燃煤電廠煙氣脫硫脫硝一體化技術(shù)發(fā)展趨勢[J].資源節(jié)約與環(huán)保，2016（2）：17-18.

[2]呂宏強.燃煤煙氣脫硫脫硝一體化技術(shù)研究進展[J].科技與企業(yè)，2016（6）：204-204.

[3]王志強.關(guān)于燃煤煙氣脫硫脫硝一體化技術(shù)研究[J].工業(yè)設(shè)計，2016（3）：141-142.

[4]楊寶紅.新形勢下火電廠節(jié)水減排工作特點及關(guān)鍵[J].熱力發(fā)電，2016，45（9）：95-99.

[5]胡石，丁紹峰，樊兆世.燃煤電廠脫硫廢水零排放工藝研究[J].潔凈煤技術(shù)，2015，21（2）：129-133.

[6]張廣文，孫墨杰，張蒲漩.燃煤火力電廠脫硫廢水零排放可行性研究[J].東北電力大學(xué)學(xué)報，2014，34（5）：87-91.