燃煤電廠脫硫廢水處理工藝探討

文_胡景麗 航天環境工程有限公司

1 燃煤電廠脫硫廢水主要處理難點

1.1 廢水成分復雜

燃煤電廠運行過程中，所產生、排放的廢水將會經過煤的充分燃燒，并對所產生煙氣進行大量吸收，同時也將受到各類發電設備的運轉影響，因此脫硫廢水在不同時間節點中的成分結構存在一定差異性，處于動態變化狀態。因此，如采用傳統的各項物理法、化學法，將會進一步造成脫硫廢水的水質不穩性，且多數廢水經過處理后仍會含有大量的重金屬離子等污染物質，與國家相關廢水排放標準不符。

1.2 脫硫廢水含鹽量過高

燃煤電廠在運行過程中所產生脫硫廢水將含有較高濃度的鈣離子、鈉離子等多種無機鹽離子，以及各類結晶鹽產物，含鹽量較高。這類脫硫廢水處理難度系數較高（所含鹽物質很難被回收凈化），進而對廢水所排放環境造成嚴重的污染。此外脫硫廢水的含鹽量也將處于動態變化狀態，受到電廠實時發電情況影響出現上下波動。

1.3 脫硫廢水懸浮物含量過高

在當前我國多數燃煤電廠運行過程中，膜過濾技術是一項應用較為常見的廢水處理技術。與其他處理技術相比，膜過濾技術處理效果好，但是需要定期對濾膜進行更換、沖洗。在脫硫廢水處理過程中，由于廢水中分布大量的懸浮物，因此在應用膜過濾技術時，有較高可能造成膜結垢問題。

1.4 設備工況要求過高

燃煤電廠所產生、處理的多數脫硫廢水成分結構較為復雜，廢水中含有大量酸性物質，會對廢水所接觸各類設備、設施持續造成腐蝕。此外在廢水脫硫環節中，廢水中也會分布大量鈣離子等物質，如若廢水溫度出現大幅提升，將導致所處理脫硫廢水出現結垢，進而對設備造成損壞、堵塞影響。

2 脫硫廢水處理工藝應用實例

2.1 工藝應用優勢

在該燃煤電廠傳統脫硫廢水工藝應用過程中，面臨著廢水處理工藝應用限制條件多、廢水處理方向較為片面、廢水水質實時變化等諸多處理難點。針對于此，該電廠選擇組合應用多項脫硫廢水處理工藝，以構建起綜合處理工藝體系。廢水綜合處理工藝具有自動化、廢水處理經濟成本低、水質波動適應性強、工序簡略等諸多應用優勢。

該燃煤電廠脫硫廢水檢測數據報告如圖1所示，實現了對廢水中所含COD、F-、重金屬和無機鹽等物質的有效去除。

表1 該燃煤電廠脫硫廢水處理結果數據表

2.2 具體工藝流程

該燃煤電廠的具體脫硫廢水處理工藝流程為：將待處理脫硫廢水流入沉砂池，再流入曝氣調節池，同時將一定體積壓縮空氣注入調節池中；將廢水流入斜板反應沉淀池（將所產生污泥進行收集、壓濾處理，隨后將其外運），在向池內添加適量石灰；廢水流入緩沖水池、斜板反應沉淀池（所產生污泥運至收集池、經過壓濾處理后將所形成泥餅外運）、清水池；將經過處理的脫硫廢水經由活性炭、袋式、超濾膜等過濾器裝置進行過濾，隨后將其流入超濾水池進行反滲透處理，在將所排出淡水進行回收利用；在廢水反滲透處理環節，可選擇將部分廢水進行高壓反滲透處理（以及正滲透處理），再將其經由濃水池與煙道進行處理、蒸發，最終通過除塵器裝置生成一定數量的粉煤灰，對其進行回收利用。

2.3 所應用的脫硫廢水處理工藝

2.3.1 沉砂

將所處理脫硫廢水流入沉砂池內，逐漸將廢水中所分布各類懸浮物與泥沙進行沉淀、去除，廢水在靜置一定時間后再流入曝氣調節池內，廢水渾濁度將有所改善。

2.3.2 曝氣

脫硫廢水在流入曝氣調節池后，廢水中所分布有機物質將與池內的活性污泥、溶解氧等進行混合接觸，持續將脫硫廢水中所分布各類有機物質進行氧化去除。

2.3.3 斜板沉淀

將脫硫廢水流入斜板反應沉淀池內，隨后向池內添加石灰石，與廢水中所分布的鎂離子與氟離子進行反應，進而生成氫氧化鎂等物質，基于斜板設施將所沉淀物質進行去除，再將泥漿進行壓濾。

2.3.4 膜處理

脫硫廢水在完成除鈣處理后，經由稀硫酸對其酸堿值加以調節，多介質、袋式等過濾裝置對廢水進行重復過濾，隨后脫硫廢水流入膜處理系統中。基于所處理脫硫廢水的實時無機鹽濃度，靈活采取反滲透、海水淡化反滲透等多種處理技術對脫硫廢水進行處理。

2.3.5 煙道蒸發及除塵

當脫硫廢水經過正滲透（或MVR）處理后，會將含鹽量較高的廢水進行霧化處理，隨后噴入煙氣，基于煙氣自身熱量使其進行蒸發，將廢水中所含各類污染物質轉變為潔凈形態，最終被所配置電除塵器裝置進行收集、再生利用。

3 燃煤電廠常見應用的脫硫廢水處理工藝

3.1 混凝沉淀工藝

3.1.1 工藝優劣勢

混凝沉淀工藝作為一項較為成熟的處理工藝，具有運行穩定、操作簡便、經濟適用性強、處理范圍廣、廢水處理效果強等諸多應用優勢。但是混凝沉淀工藝并不適用于處理鈣離子、硫酸根離子等各類溶解性污染物含量過高的脫硫廢水，具有一定的局限性。

3.1.2 工藝流程

混凝沉淀工藝主要由中和、沉淀、絮凝及澄清四項流程構成。其中，在中和處理環節，向混凝沉淀池內加入適量石灰乳等堿性化學試劑，從而對脫硫廢水的酸堿值進行調節。而在沉淀環節，當脫硫廢水中分布各類重金屬離子時，將向池內加以適量有機硫化物質，使其與廢水中所分布汞離子等發生反應，持續生成難溶物質加以沉淀。在絮凝處理環節，向混凝沉淀池內添加適量絮凝劑，從而使得脫硫廢水中所分布各類懸浮物顆粒以及絮凝劑的膠體顆粒進行凝聚。在澄清處理環節，將經過絮凝處理后的脫硫廢水流入澄清池內進行澄清處理。池內上部水體的渾濁度與各類污染物質的濃度較低，因此可將水體酸堿值進行適當調節后直接將廢水加以排放。而針對底部所堆積的污泥，將其進行壓濾處理后進行二次利用。

3.2 廢水回收工藝

3.2.1 煤場噴灑工藝

將所處理廢水向指定煤堆區域進行噴灑處理。由于多數燃煤電廠所儲存、使用煤的含水率增量相對較小，因此向煤堆噴灑少量廢水并不會對煤的燃燒性能造成明顯影響。但對這一工藝的應用，將會對燃煤電廠所配置鍋爐等設備持續造成腐蝕影響。因此在應用煤場噴灑工藝時，需定期對燃煤電廠所配置相應設備開展維護保養工作。

3.2.2 廢水除渣工藝

將所需處理的脫硫廢水適量引入燃煤電廠所構建的除渣系統當中（將其作為補給水）。而高溫爐渣中含有較多堿性氧化物質，將會與所引入的脫硫廢水產生中和反應，持續將廢水中所分布各類重金屬離子加以沉淀。

3.2.3 工藝優劣勢

與其他廢水處理工藝相比而言，廢水回收工藝的節能系數較高，在一定程度上實現了脫硫廢水的近零排放。但是這一工藝具有諸多應用限制條件，實際應用范圍較為狹窄，且廢水實際處理量有所不足，可將其與其他處理工藝進行組合應用。

3.3 微/超濾與反滲透組合工藝

首先將脫硫廢水引入三聯箱內進行處理，在廢水流出澄清池設施后引入超濾/微濾（視實際處理情況與廢水成分而定），將剩余金屬化合物以及懸浮物質進行截留。這一組合工藝具有廢水脫鹽率高、自動化程度高、適用性強等諸多應用優勢。但是在脫硫廢水處理過程中，時常出現濾膜堵塞等問題，需要消耗一定的額外時間成本用于開展濾膜更換以及沖洗作業。以我國內蒙古地區一家燃煤電廠為例，所配置反滲透裝置的回收率穩定保持在95%以上，所處理脫硫廢水的實際脫鹽率則穩定保持在90%以上。而目前來看，隨著反滲透技術的不斷優化完善，在未來一定時間階段內，脫硫廢水反滲透處理經濟成本將會呈下降趨勢，且隨著配套生產工藝的持續發展（膜制品生產質量的提高），微/超濾與反滲透組合工藝的普及率將會持續提升。

4 結語

在當前我國電力行業發展過程中，雖然各燃煤電廠靈活應用多項傳統脫硫廢水處理工藝，但仍舊存在廢水污染分差大、易結垢、水量波動大等問題。因此需要燃煤電廠結合實際廢水處理情況，對上述所提及各項脫硫廢水處理工藝加以全面了解、合理應用，深度處理所產生脫硫廢水，以實現對脫硫廢水的零排放。