燃煤電廠脫硫廢水處理技術研究

張宇

摘要：目前，在電廠鍋爐燃燒運行中，通過濕法完成煙氣治理的技術分為兩類。可以選擇適宜的毒害氣體吸附試劑，也可以應用石灰石或石膏等材質。第一類技術可以全面吸收煙氣中的硫化物，完成硫元素脫離，目前常用堿性較高的試劑有廢棄的電石渣等，治理效果顯著。第二類技術按照要求選擇特定的石灰石以及石膏完成煙氣內的毒害物質吸附處置，廢氣處置率可以超過90%。嚴格控制鍋爐燃燒中的污染氣體排放，將分離后的雜質等再次循環應用，可以維護自然生態環境的同時，降低能源的使用效率，實現企業的最大創收。

關鍵詞：燃煤電廠;脫硫廢水;處理技術;

引言

隨著國家生態環保要求的提高，燃煤電廠在2016年前均已完成電廠煙氣近零排放的改造。石灰石-石膏濕法脫硫技術因其在成本、技術和效果上的優勢，在大多數電廠得到了推廣實施。石膏漿液在循環過程中，需要定期排出一部分漿液，用來對系統的氟離子和氯離子的含量進行控制。這部分的廢水雖然占電廠耗水量很小，但是其含鹽量極高，污染物種類繁多。

1脫硫廢水水質特性

脫硫廢水因其水質較差，pH較低，具有較強的腐蝕性;含有較高濃度的懸浮物質;硬度高，易結垢、有重金屬;若處理不當，將造成嚴重的二次污染，所以選擇合適的處理技術是關鍵。燃煤電廠脫硫廢水處理技術的選擇，需要同時考慮處理效率與技術成熟度，充分評估一次性投資與長期運行費用，合理處理資金、資源等投入與節能減排的產出效益。脫硫廢水處理系統需要與現有的脫硫、脫銷、除塵等污染控制單體協同，提升系統綜合處理效率，實現產物的無害化、資源化與輕量化，避免產生新的二次污染。在充分考慮電廠實際運行情況的基礎上，對具體機組、煤炭類型及場地空間進行優化。

2脫硫廢水主要處理技術

2.1“預處理+反（正）滲透+蒸發結晶”技術

預處理的目的是利用反應沉淀池，脫除脫硫廢水中Ca2+，Mg2+，SiO2，以及懸浮物等的濃度，減少對后續管道和設備的影響。然后通過膜式滲透單元進行分鹽處理，最后通過蒸發結晶方法進行分鹽結晶。這類技術的優點是可以脫出含鹽濃度高的廢水，獲得標準的固體鹽，最終產生的水可以回用;系統中除了干污泥外，沒有其他廢棄物排出。缺點是需要多個膜滲透技術配合，對水質要求較嚴格，處理量中等。該技術的優點是可以結晶分離出固體狀態的鹽，且鹽的質量可控制在工業級標準。相比化學法，其經濟效益得到了提高，同時可以避免化學藥品的二次污染，保護水資源。

2.2預處理軟化技術

脫硫廢水在經過三聯箱處理工藝后，其懸浮物、硬度以及SiO2等離子濃度仍較高，加強軟化預處理很是必要。預處理將脫除廢水中大量的Mg2+和Ca2+，提升廢水出水水質，減少下一個工藝的處理壓力，最終達到濃縮和減量的目的。脫硫廢水軟化預處理的解決方案主要有以下兩種：（1）燒堿+碳酸鈉軟化工藝。該方法已在廢水的軟化處理中得到了廣泛的應用，該工藝具有較高的穩定性與可靠性。消耗藥劑量大和產生大量的污泥最終增加總體處理成本，是該工藝的不足。（2）石灰+碳酸鈉軟化+沉淀池+過濾器工藝。脫硫廢水先后經過添加Ca（OH）2和Na2CO3的兩級反應器，廢水中的Mg2+和Ca2+同加入的化學劑發生化學反應并產生沉淀，然后通入到沉淀池中進行固液分離。分離液體再經過濾和超濾過濾工藝，然后直接進入膜濃縮處理系統。但由于脫硫廢水軟化處理藥劑及設備成本較高，工藝路線復雜，因此不管是從技術可行性和經濟性而言，均需要進一步開發成本低、效率高的無軟化的脫硫廢水處理技術。

2.3全膜法處理工藝

2.3.1超濾技術

超濾技術一般作為全膜法分離處理的第一步，是膜分離技術的重要組成部分，超濾技術是利用超濾多空膜的特性，通過物理方式攔截和截留污水中的顆粒狀物質，并按照膜孔的大小層次過濾顆粒物，超濾技術的驅動力通常是污水流體的壓力，能有效提升廢水凈化能力。設備體積小，操作簡單，方便管理。

2.3.2EDI技術

EDI技術是一種新型的脫鹽技術，在完成水資源凈化目的的同時，降低經濟支出和運作成本，EDI技術包含交換樹脂，交換膜和層疊膜等，以電滲析技術為基礎，結合離子交換技術，達到深度脫鹽的目的。

2.4蒸發塘”技術

蒸發塘技術的原理是在太陽能充足且蒸發量大的地區，利用自然條件在塘底蒸發形成礦物鹽結晶。相較于其他處理脫硫廢水的技術而言，蒸發塘技術的優點是運行成本低，運營效率更高且壽命較長。缺點是建設時要考慮脫硫廢水含鹽量高的特點采取防滲透、防腐蝕措施，以免造成環境破壞;建設投資和成本較大。我國北方燃煤電廠多采用節水型冷機組和灰渣綜合利用的措施，而北方地區太陽能充足且蒸發量大，適合利用蒸發塘技術處理燃煤電廠的脫硫廢水，以滿足環保要求。目前在烏蘭察布市已經有蒸發塘處置化工濃鹽水技術的應用。

2.5煙道蒸發工藝

（1）低溫煙道蒸發脫硫廢水與高壓空氣預混后，通過霧化噴嘴噴到空預器與除塵器之間，利用煙氣余熱使水霧瞬間蒸發，同時煙氣溫度降至酸露點以上。低溫煙道蒸發工藝具有系統簡單、低成本、用時少等特點。由于煙道溫度較低，需要考慮由于露點引起的腐蝕問題。同時，機組負荷波動是影響蒸發效果、除塵以及煙道堵塞的關鍵。該技術適用于運行負荷穩定的常規機組或舊改項目。如：華電內蒙古土右電廠、華云新材料自卑電廠。（2）旁路煙氣余熱蒸發結晶通過在空氣預熱器前端引出高溫蒸汽，設置旁路蒸發煙道，并在旁路蒸發煙道中設置霧化噴口，進行廢水霧化蒸發結晶。最終，晶體產物及雜質隨著煙氣進入主煙道（空預器之后），被除塵器捕捉去除。雖然該工藝會使爐膛進風溫度降低，從而降低鍋爐效率，提高鍋爐能耗。但其獨立運行，有利于維護、檢修，廢水零排放目標可控可調，在低負荷、低煙溫及低溫省煤器的機組效益明顯。

2.6反滲透系統

（1）一級反滲透系統。主要作用是利用反滲透膜的特性來除去水中絕大部分可溶性鹽分，膠體，有機物及微生物。其中，2套DTRO反滲透裝置：一級反滲透系統1座，單套設備凈產水量≥10m3/h，反滲透裝置化學清洗周期為2～3個月。RO系統運行參數：回收率≥60%;脫鹽率≥95%。配置一級DTRO膜組件，化學劑加藥系統，芯濾進水泵，芯式過濾器，高壓柱塞泵，高壓循環泵，高壓泵蓄能器，清洗罐，清洗劑桶泵。（2）二級反滲透系統。主要作用是進一步對來自一級反滲透系統的高濃度、高鹽分濃水的濃縮、回收處理和達標排放。其中，1套DTRO反滲透裝置：二級反滲透系統1座，單套設備的凈產水量≥4.8m3/h，反滲透裝置化學清洗周期為2～3個月。RO系統運行參數：回收率≥40%;脫鹽率≥95%。配置二級DTRO膜組件，化學劑加藥系統，芯濾進水泵，芯式過濾器，高壓柱塞泵，高壓循環泵，高壓泵蓄能器，清洗罐，清洗劑桶泵，能量回收裝置。

結束語

隨著對水資源重視程度的增加，重要的耗水行業火電廠勢必要為處理廢水積累本行業的技術經驗。本文介紹了幾種已經應用和未應用的廢水處理技術，以期為火電廠廢水處理提供相關參考。未來，針對化學法和物理法，應尋找設備、材料、添加劑的突破，降低基礎建設和運行成本;對于蒸發塘和金屬基吸附法等未應用在火電機組廢水排放的技術，應結合火電機組自身的特性，盡快尋找合適的應用技術。

參考文獻

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