燃煤電廠濕法脫硫廢水零排放處理技術

摘? 要：煤炭是我國經濟發展的支柱性資源。燃煤時會產生大量含硫氣體，煙氣濕法脫硫工藝是燃煤電廠最常使用降低煙氣污染的技術，脫硫效果顯著，但濕法脫硫產生的廢水會造成二次污染，須要進行特殊處理。本文從煙氣脫硫廢水的處理現狀入手，簡述了脫硫廢水產生來源、水質特點及其危害，重點介紹了脫硫廢水零排放技術，并展望了脫硫廢水零排放技術的發展趨勢。

關鍵詞：脫硫廢水;零排放;干化技術;煙道蒸發

1.燃煤電廠脫硫廢水的來源及特點

在燃煤電廠，煙氣污染物主要包括了二氧化硫、硫化物、氯化物、氟化物、重金屬離子和煙塵等，為了防止硫化物的污染，要對含硫煙氣進行脫硫處理。按工藝特點目前主要可分濕法、半干法和干法3種煙氣脫硫技術，大部分燃煤電廠采用石灰石-石膏濕法脫硫工藝。濕法脫硫工藝為避免系統內污染物富集，須排放一部分廢水以維持系統內污染物濃度，這部分廢水主要含有大量懸浮物、過飽和的亞硫酸鹽、硫酸鹽以及重金屬等污染物^[1]。

2.常規脫硫廢水處理方法

脫硫廢水的傳統處理主要集中在中和廢水pH值、降低第一類污染物和一些重金屬離子濃度。為此，目前國內外燃煤電廠采用最廣泛的脫硫廢水處理技術為化學混凝沉淀法，也稱“三聯箱”法，主要包括中和、沉淀、絮凝及澄清等工序。其中，中和池、反應池、絮凝池合稱為“三聯箱”，末端污泥由板框壓濾機脫水，泥餅外運。該法工藝簡單、相對技術成熟、處理量大、運行成本相對較低、處理后的水質可達標，但其化學藥劑使用量與污泥產量均大，且污泥處置困難，出水化學需氧量（COD）、懸浮物（SS）、重金屬和含鹽量不易達標，腐蝕性強，出水回收利用局限性大，直接排放會帶來諸多環境隱患。

3.燃煤電廠濕法脫硫廢水的零排放處理技術

3.1蒸發法

這是濕法脫硫廢水零排放處理工藝中最常見的技術類型，用于廢水處理實踐中能取得較好成效。的一種。蒸發法處理脫硫廢水的技術原理可以做出如下表述：歷經高溫加熱過程后，達到廢水沸點，誘導其沸騰、蒸發并生成形蒸氣，水蒸氣凝結冷卻以后，將其回收成為水資源，借此方式實現對不可再生資源的循環利用。在以上處理階段，脫硫飛鼠內的部分污染物會因高溫、失水，循序漸進由液態轉型成，為后期回收和處理過程順利推進創造便利條件。和其他類型的零排放處理技術做比較分析，蒸發法的可執行性更強、實用性高、操作流程簡單、能源損耗量少，可以被看成一項行之有效的廢水處理工藝技術，為實現濕法脫硫廢水零排放目的提供可靠的支撐^[2]。

3.2強制循環蒸發

在現實的實踐場景內，濕法脫硫廢水歷經單次蒸發后很難實現零排放，從原液濃縮減量至結晶需要歷經較長時間，若僅應用一次蒸發措施，不僅會減慢蒸發進度，還會對整體蒸發效果形成不良影響，故而在生產實踐中多推薦采用強制循環的數次蒸發技術。該項技術在應用階段，一般會將數個蒸發器串聯在一起，借此方式使脫硫廢水于不同的蒸發器中進行濃縮、減量、結晶等過程的轉變，最后達成零排放處理的目標。為了將強制循環蒸發技術優勢充分發揮出來，建議工作人員先對濕法脫硫廢水進行軟化處理，以減少或規避廢水內Ca2+、Mg2+對蒸發器結構造成不同程度的損傷。

3.3降膜機械式蒸發

和上文一點內提及的濕法脫硫廢水共同進入蒸發器進行蒸發處理存在差異，降膜機械式蒸發為一種應用噴淋設備使廢水以水膜形式分布于加熱管表層，用于提升蒸發效率的一種技法。從理論上分析，該種蒸發技術運行階段耗用的蒸發熱值明顯低于強制循環蒸發，相比之下蒸發效率有一定提升，但只有做到噴淋裝置的噴淋密度、噴淋量和脫硫廢水于加熱管表層的蒸發速度配合統一，方能將技術效能充分發揮出來，不會引起大量廢水聚集于加熱管表層的情況，也規避了加熱管空載問題，進而取得了最優良的蒸發效果，當然關于以上相關問題在后續實踐中還需要不斷探索。因濕法脫硫廢水和加熱管兩者直接觸及接觸，故而對加熱管材質提出更高的要求，設備造價成本相應提升，故而廢水處理實踐中要酌情使用。

3.4低溫煙氣蒸發

在20世紀90年代美國就已經提出該項技術方案，該處理工藝應用霧化技術把脫硫廢水霧化為微小液滴，將其噴進空氣預熱器和除塵器之間的煙道內，利用煙道的余熱加熱廢水液滴，誘導其蒸發過程，廢水蒸發后參與的微小固體顆粒則被煙氣帶走，除塵器將其捕捉。

當下，國內一些電廠已經開始采用該項技術處理脫硫廢水，工藝實施階段為確保廢水蒸發的完全性，選用適宜的霧化噴嘴具有很大必要性。機械式霧化噴嘴因霧化液滴粒徑偏大，耗用的蒸發時間偏長，易腐蝕煙道與除塵器造成;空氣霧化噴嘴出口液滴粒徑偏低，較好地實現了快速蒸發，符合現代燃煤電廠工藝要求。既往國內有很多學者陸續通過數值模擬與實驗研究該項工藝，發現液滴霧化粒徑為60μm時，能夠于煙道內快速蒸發，并且煙溫高于酸露點，規避腐蝕除塵器被腐蝕的問題。

低溫煙氣蒸發技術有點有：①工藝系統結構簡易、緊湊，運維作業量少，有助于提升生產效率;②系統占地面積偏小，在小機組、舊機組升級改造領域中表現出較高適用性;缺點有：①煙氣溫度偏低，當廢水生成量過多時很可能出現出力不足的情況;②煙道運行環境惡劣，容易被腐蝕，短縮使用壽命;③霧化噴嘴容易被堵塞，對廢水含固量提出較高要求^[3]。

3.5膜分離技術

濕法脫硫廢水處理工藝推進階段，部分物質有回收、再利用的價值，比如水資源、鹽分、重金屬離子等，可以將其用于工業生產的部分環節中，進而幫助企業減少耗材量，創造更多的經濟效益。膜分離技術為現代工業內回收物質的常用技術類型之一，其能將污染物與水體有效分離，在達成凈化出水目標的同時，協助技術人員高效率的落實部分物質的回收工作。微濾、超濾、反滲透等均是常見的膜分離技術，其面對的分離對象直徑存在差異。比如，微濾膜主要截留直徑0.1～10μm物質，超濾膜在截留2nm～0.1μm膠體、大分子等物質方面表現出良好效能。實踐中，如若選用了膜孔徑更小的納濾膜，那么能成功截留1～3nm的分子，截留與剔除鹽分，借此方式降低了脫硫廢水內的含鹽總量，為實現零排放處理創造良好基礎。

3.6流化床法

當下，國內很多燃煤電廠利用流化床去處理脫硫廢水內的部分重金屬離子，取得的效果也較為理想。流化床主要由緩沖池、流化床和循環池三大部分構成。在工藝運作階段，廢水先經緩沖池進行緩沖處理后，被整合至流化床，隨后將Mn2+、Fe2+和與雙氧水等加入其中，于強氧化劑的作用下，Mn2+、Fe2+反應會形成Fe（OH）3與MnO2，以上兩種物質對重金屬離子形成較強的吸附能力，伴隨其表層吸附的重金屬離子量增加過程，最后會形成沉淀。隨后污水進入循環池內，若檢測到其達到排放標準就可排放，否則將會被二次整合至流化床內，再行凈化處理。

4.結論

我國脫硫廢水零排放技術仍處于初步階段，零排放技術存在工藝不成熟、投資運行成本大、適用性弱等不足，推廣應用率不夠高。因此如何進行技術革新，開發高效益、低成本、適用范圍廣的脫硫廢水零排放新工藝，將是技術研究重點。

最近一種新的脫硫廢水零排放技術被提出，該技術先利用納濾系統對脫硫廢水進行初步濃縮，納濾產水經由電滲析系統和蒸發結晶系統處理的高純度工業鹽，納濾濃水通過碟管式反滲透系統和煙氣蒸發系統深度處理。這種脫硫廢水雙路濃縮技術結合了蒸發結晶技術和煙氣余熱干化技術的優點，具有污染物去除徹底、系統運行高效穩定等特點，或許能為燃煤電廠脫硫廢水零排放技術的優化提供新的思路。

參考文獻

[1] 馮紅利，趙夢月，丁舒.燃煤電廠脫硫廢水零排放處理技術與應喆用[J].煤炭加工與綜合利用，2019（9）：71-76.

[2] 韓洪軍，李琨，徐春艷，等.現代煤化工廢水近零排放技術難點及展望[J].工業水處理，2019，39（8）：1-5.

[3] 張山山，王仁雷，晉銀佳，等.燃煤電廠脫硫廢水零排放處理技術研究應用及進展[J].華電技術，2019，41（12）：25-30.

作者簡介：

孟令剛，男，1976—，漢，安徽淮北，專科，工程師，研究方向：火力發電廠環保管理