解讀燃煤電廠濕法脫硫廢水零排放處理技術進展①

孫繼華

(國家能源集團克拉瑪依發電有限公司 新疆克拉瑪依 834000)

含硫煙氣是燃煤電廠生產經營中最重要的減排工作對象之一，目前，國內外技術最成熟的煙氣脫硫技術就是石灰石—石膏濕法脫硫技術。石灰石—石膏濕法脫硫技術具有較高的脫硫效率，脫硫質量穩定，能夠有效保證脫硫后的煙氣排放質量，避免對大氣環境的污染。但石灰石—石膏濕法脫硫技術的使用會產生一定量的含硫廢水，直接排放會嚴重污染水資源，必須進行深度處理達標后排放。

1 燃煤電廠濕法煙氣脫硫廢水概述

燃煤電廠采用的煙氣脫硫技術主要是石灰石—石膏濕法脫硫技術，利用的是煙氣中的二氧化硫與石灰石碳酸鈣生成亞硫酸鈣的反應，漿液狀態的碳酸鈣能夠有效吸收煙氣中攜帶的二氧化硫，從而有效凈化煙氣；而吸收塔中的亞硫酸鈣溶液則在空氣的作用下被氧化成為硫酸鈣，即石膏，經過脫水后的脫硫石膏可回收應用在水泥生產、土壤調節、建筑等領域。濕法脫硫廢水所指的就是石膏脫水過程產生的廢水，這部分廢水pH值在4～6范圍內，偏酸性，含鹽量高，且含有的是大量的鈣、鎂離子，因此，廢水的硬度很高，容易結垢堵塞管道和其他結構。除此外，濕法脫硫廢水中還含有一定量的Cl－、SO42－、SO32

－、F－等陰離子，砷、汞、鉛、鎳等重金屬離子，這些離子的存在使得濕法脫硫廢水遠未達到排放標準，必須進行深度處理后達標排放。目前，燃煤電廠大多采用物理化學方法來處理濕法脫硫廢水，即通過氧化、中和等方法脫除廢水中的陰陽離子，通過沉淀、絮凝等方法脫除廢水中的懸浮物、膠狀物，但這樣的方式并不能很好的脫除廢水中的鹽分，使得燃煤電廠排放的廢水屬于高鹽狀態，直接排放會成為水體鹽度提高、流域土地鹽堿化的源頭。

2 燃煤電廠濕法脫硫廢水的零排放處理技術

2.1 蒸發法

蒸發法是濕法脫硫廢水零排放處理技術中最常見的一種，且是效果十分顯著的一種。蒸發法處理濕法脫硫廢水的原理是通過高溫加熱，使廢水沸騰蒸發形成水蒸氣，水蒸氣凝結冷卻后回收成為水資源，可以進行循環利用；而廢水中的污染物則會因高溫、失水而逐漸從液體轉化為晶體狀態，便于后續的回收和處理。與其他零排放處理技術相比，蒸發法的可操作性強、實用性強、操作簡單、能源消耗程度低，是十分有效的處理技術，能夠有效實現濕法脫硫廢水的零排放。

2.1.1 強制循環蒸發

在具體實踐過程中，濕法脫硫廢水并非一次蒸發就能夠實現零排放，從原液濃縮到減量到結晶的過程需要較長的時間，若采用一次蒸發會減緩蒸發的效率，還會影響蒸發的效果，因此，強制循環的多次蒸發是生產實際中更加常用的技術。強制循環蒸發技術使用過程中，通常將幾個蒸發器串聯在一起，使濕法脫硫廢水在不同的蒸發器中實現濃縮、減量、結晶，最終實現零排放處理。為了更好的實現強制循環蒸發，需要先將濕法脫硫廢水進行軟化處理，避免廢水中的鈣鎂離子導致蒸發器結構損傷。

2.1.2 降膜機械蒸發

與上一點中濕法脫硫廢水一起進入蒸發器進行蒸發不同，降膜機械蒸發是一種利用噴淋設備使廢水以水膜的形式分布在加熱管表面，提高蒸發效率的一種技術。這種蒸發技術從理論上來講，所消耗的蒸發熱值要遠低于強制循環蒸發，蒸發效率也應當高于強制循環蒸發，但前提是噴淋設備的噴淋密度、噴淋量必須與廢水在加熱管表面的蒸發速度配合一致，不使廢水在加熱管表面堆積，也不使加熱管空載，從而達到最佳的蒸發效果，這一點還需要進一步的研究和實踐。其次，濕法脫硫廢水與加熱管直接接觸，對加熱管的材質有了更高的要求，提高了設備整體的費用成本，能否壓倒強制循環蒸發設備還需要看具體情況和具體計算。

2.2 煙道處理法

煙道處理方法是一種將廢水氣化后排出的技術，這種技術能夠使廢水中的污染物以最小的顆粒直徑進入大氣，最大程度上接近零排放效果。因為煙道處理方法中沒有使用化學藥劑，而是用設備對廢水進氣化，所以廢水中含有的污染物并沒有被有效脫除和回收，只是以最小顆粒的形式進入大氣，因此，只能說是接近零排放處理要求，而不是真正的零排放處理，還是存在對大氣、水體形成污染的可能性。也正是因為這一點，煙道處理方法在污水處理領域中應用的不多，并不常見。

2.3 軟化+煙道法

軟化+煙道法與煙道處理法的區別就在于軟化技術，這也是這種零排放處理技術的核心。軟化技術有兩種使用方式，一種是熟石灰+混凝澄清的方式，能夠有效去除廢水中的重金屬離子、懸浮物、膠狀物，軟化水質；另一種是石灰+碳酸鈉+澄清或碳酸鈉+強堿+澄清的方式，能夠有效去除廢水中的鈣鎂離子、硫酸根離子等導致水質過硬的因子，達到軟化水質的效果。當經過軟化的濕法脫硫廢水進入煙道進行氣化時，能夠有效降低進入大氣的污染物數量和密度，更加貼近零排放的處理效果。

2.4 膜分離技術

在濕法脫硫廢水中，不乏可以回收再利用的物質，包括水資源、鹽分、重金屬離子等，都能夠在工業生產的其他環節中找到新的應用方向。而膜分離技術是現代工業中回收物質的常見技術之一，能夠將污染物從水體中有效分離出來，在實現出水凈化的同時，幫助技術人員進行物質回收工作。常見的膜分離技術包括微濾、超濾、反滲透等數種，主要針對的是不同直徑的分離對象，比如微濾膜主要截留直徑在0.1～10μm之間的物質，超濾膜主要截留直徑2nm～0.1μm之間的膠體、大分子等物質，若應用膜孔徑更小的納濾膜，則可截留直徑在1～3nm之間的分子，實現鹽分的截留和去除，有效降低濕法脫硫廢水中的含鹽量，為零排放處理奠定基礎。

3 零排放處理技術的發展進展概述

目前，我國在燃煤電廠煙氣濕法脫硫廢水的零排放處理方面還有很大的進步空間，技術和設備上的研究還不夠成熟，相關技術領域研究人員需要加大研發力度，盡可能拉近我們與發達國家在這個領域的距離，盡量提高我國的濕法脫硫廢水的零排放處理效果，保護我國的自然環境資源。目前，相較于蒸發法、膜分離技術，煙道法是濕法脫硫廢水零排放處理領域中的熱門研究方向，研究人員已經提出在煙道中配合電除塵類設備，對氣化后從水體中暴露出的污染物顆粒進行捕捉，能夠更加有效地提高對濕法脫硫廢水的零排放處理效果，還能夠實現對可回收物質的回收再利用，更能夠避免對煙道的腐蝕和損傷。由此可見，電除塵煙道處理法會是零排放處理技術的重要發展方向。

4 結語

隨著我國經濟的發展和科技水平的提高，社會生產生活中對各種資源的需求必然日益增多，所產生的廢水、固廢量也在持續增加。燃煤電廠是城市供電的重要來源之一，隨著城市對電能的需求量增加，燃煤電廠的發電量增加，煙氣脫硫的需求量也隨之增加，產生的濕法脫硫廢水量也在不斷增加。為了實現對濕法脫硫廢水的零排放處理，提高對環境資源的保護，本文分析了各種零排放技術，希望可以為提高燃煤電廠廢水處理水平提供一些幫助，為我國環境保護工作貢獻微薄之力。