DQZHAN技術訊：燃煤電廠脫硫廢水零排放工藝研究
摘要：本文分析了燃煤電廠脫硫廢水排放的要求、零排放工藝以及發展展望，以供參考。
關鍵詞：燃煤電廠;脫硫廢水;零排放;工藝
一、前言
脫硫廢水中的有害物質對環境和水體污染危害巨大，因此我們要重視脫硫廢水的治理。目前我們普遍采取零排放的工藝技術，也取得了很好的效果。
二、燃煤電廠廢水零排放概述
零排放并不是說不排放水，而是不降有害物質通過水體排放到自然環境中，電廠生產使用的水資源*終以蒸汽的形式排放大自然環境中，或者愛電廠內部水循環系統中留存。零排放電廠的淡水量，這可以大大提高水資源利用率，同時可以避免自然環境遭到已經污染水體的污染，保證居民用水**。從可持續發展的角度看，目前以及今后的水資源將會一直處于相對匱乏的狀態，污水零排放是工業發展的必然趨勢。零排放對水處理技術的要求非常之高，需要很高的技術投入，因此其資金投入與嚴格的管理制度與監管制度是必不可少的。
隨著中國經濟和電力的快速發展，在中國北方煤炭多，但缺水的地區，水資源的可用量年復一年的減少，排污費和污水總量在不斷上漲。即使在水資源相對豐富的南方，隨著環境的惡化、環境保護意識提高，廢水零排放的呼聲也日益高漲。橫看世界發達國家的發電廠情況，越來越多的廢水發電廠可以看到。實現電廠廢水零排放，是一項非常復雜的系統工程。它與水系統的方法有很大的不同，如使用水力除灰、干除灰或干法和濕法。我國火力發電廠多年致力于節水方法研究改進，而過去的研究目的僅僅是如何確保電廠**運行，并沒有上升到節約水資源的高度。節約用水的現象比較少，導致在中國的電廠很少注意低水耗技術的開發，總是想著先用水，在處理廢水、排放。如今的水資源短缺日益突出，在中國的北方表現尤為突出，水資源已成為我國電力工業發展的重要問題。
三、脫硫廢水的水質特點及影響因素
1、脫硫廢水的水質特點
脫硫廢水的成分及濃度對處理系統的運行管理有很大影響，是影響處理設備的選擇、腐蝕等的關鍵性因素。脫硫廢水一般具有以下幾個特點。
(1)水質呈弱酸性：國外pH值變化范圍為5.0～6.5，國內為4.0～6.0。
(2)懸浮物含量高，其質量濃度可達數萬mg/L。
(3)COD、氟化物、重金屬超標，其中包括第1類污染物，如As、Hg、Pb等。
(4)鹽分含量高，含大量的SO42?、SO32?、Cl?等離子，其中Cl?的質量分數約為0.04。
2、影響脫硫廢水水質的因素
脫硫廢水的水質及水量主要受燃煤品質、石灰石品質、脫硫系統的設計及運行、脫硫塔前污染物控制設備以及脫水設備等的影響。圖1是影響脫硫廢水水質主要影響因素的關系圖。
煤是脫硫廢水污染物的主要來源，煤種類的不同將會影響脫硫廢水的排放量：高硫煤的燃燒會產生更多的二氧化硫，會增加脫硫劑的用量，增加脫硫廢水的排放量;高氯煤的燃燒會增加煙氣中氯的含量，進而增加脫硫漿液中的氯含量，為了防**硫系統的腐蝕，維持脫硫漿液中氯離子濃度在一定的水平，會增加脫硫漿液的排除，使脫硫廢水的排放量增加。
四、脫硫廢水零排放技術
1、強效蒸發類工藝
(1)煙道蒸發工藝
煙道蒸發工藝是一種基于噴霧干燥技術的工藝，噴霧干燥技術的基本原理是用霧化器將溶液噴入干燥塔內，以霧滴狀與高溫氣體接觸，在短時間內將霧滴干燥。*大特征是蒸發和干燥的表面積非常大，這些具有很大表面積的分散微粒，只要與高溫氣體接觸，就發生強烈的熱交換，迅速將大部分水蒸發掉，形成含水量較少的固體產物，因而干燥速度非?？臁?
脫硫廢水煙道蒸發工藝是指在鍋爐尾部空氣預熱器與除塵器之間的煙道內設置霧化噴嘴，用泵將脫硫廢水輸送至霧化噴嘴進行霧化，由于經過空氣預熱器之后的煙氣溫度較高，霧化后的液滴在高溫煙氣的作用下在煙道內蒸發，隨煙氣排出，而廢水中的雜質則進入除塵系統被捕集下來，隨灰一起外排，從而達到脫硫廢水零排放的目的。其工藝流程圖如圖2所示。
(2)蒸發濃縮結晶工藝
蒸發濃縮結晶工藝是利用蒸發器將脫硫廢水進行濃縮。產品水回用，而濃縮水可通過結晶、干燥工藝轉化為固體鹽進行處置。這類技術對廢水水質、機組和煤種的適用性廣，具備較廣的應用前景。
中國燃煤電廠常用的脫硫廢水預處理方法是中和混凝沉淀法，主要目的是去除廢水中的重金屬離子、懸浮物等。廢水從調節池進入中和池，加入熟石灰調節pH，使重金屬離子生成沉淀被去除，再流入絮凝池，加入絮凝劑，廢水中的微粒物絮凝形成較大的絮凝體，*后在澄清池中沉淀下來。**混凝沉淀工藝具有嚴重的結垢傾向，為了消除結垢現象，后續增加Na2CO3軟化再澄清過程，為兩級澄清充分軟化處理工藝，該工藝可以*大限度的去除水中的Ca2+、Mg2+、SO42-、F-等結垢因子，確保后續工藝的進水水質;
蒸發結晶。蒸發技術主要有兩大類：多效蒸發技術(MED)和機械蒸汽再壓縮技術(MVR)。多效蒸發技術(MED)是指將幾個蒸發器串聯起來，前**蒸發器所產生的二次蒸汽作為后**蒸發器的加熱熱源，使蒸汽熱能得到多次利用，從而提高熱能的利用率。機械蒸汽再壓縮技術(MVR)是將從蒸發器出來的二次蒸汽經壓縮機絕熱壓縮后送入蒸發器的加熱室，二次蒸汽經壓縮后溫度升高，在加熱室內冷凝釋放熱量，使料液吸收熱量沸騰汽化再產生二次蒸汽經分離后進入壓縮機，循環往復，蒸汽就得到了充分的利用，提高了熱效率。
(3)鹽濃縮工藝
鹽濃縮工藝是一種深度處理工藝，它可以從常規系統處理的脫硫廢水中分離出蒸餾水和高度濃縮的鹽溶液副產品。其工藝流程如圖3所示。
首先對脫硫廢水進行預加熱，通過除氣器脫除空氣后再次加熱并給料至鹽溶液濃縮器中，漿液被分配到鈦合金管內壁的一層薄膜上。當漿液膜沿著管道向下流動時水分會蒸發掉。產生的蒸汽通過除霧器到達蒸汽壓縮機，將它的飽和溫度提高到再循環鹽溶液的沸點以上，壓縮后的蒸汽即可冷凝為蒸餾水回用。此外，回收鹽一部分被旋流器處理，一部分被轉移到成品罐中并運往市場。
2、膜法過濾類工藝
由于脫硫廢水“零排放”對水鹽分離程度要求很高，通常采用多重反滲透過濾工藝。反滲透工藝首先需要經過預處理，其工藝流程如圖4所示。
反滲透預處理工藝以膜過濾為主，輔以**工藝和沉淀工藝，目的是去除水中的懸浮物和微生物，使處理后的水質能夠初步滿足反滲透的進水要求。主體工藝通常采用兩段反滲透系統，由于二段系統的進水為一段系統的濃水，需用專門的化學藥劑對其進行處理，以確保二段系統的進水參數符合要求。同時在其進入二段系統前，可針對其水質情況，添加專業的阻垢劑和調節劑，確保系統穩定運行。產品水進入回用水池，系統中少量的濃水可用來沖渣，實現水處理系統的零排放。
五、國內脫硫廢水處理現狀及趨勢
目前，國內脫硫廢水的處理主要依靠化學沉淀工藝，其能滿足現有脫硫廢水排放標準的要求，但是隨著《水污染防治行動計劃》(水十條)的頒布，國家開始加大對脫硫廢水的處理力度，化學沉淀法的應用將會受到限制。且隨著飛灰資源化，與飛灰混合方法不再適用。
此外，較之美國，國內脫硫廢水的排放標準對硒、汞等的排放標準不高，因此深度處理技術在未來一段時間內不適用。但是未來，脫硫廢水的環保標準趨嚴，深度處理技術將引起業界廣泛關注。有些地區由于環保壓力，部分電廠被要求脫硫廢水零排放，而蒸汽濃縮蒸發技術成本太高，蒸發池的應用受地域的強烈限制，因此，煙道蒸發技術在未來一段時間將會受到重視，其面臨的重大技術缺陷需要被重新評估與攻克。
六、結束語
綜上所述，通過有效的處理工藝，大大提高了脫硫廢水的處理技術，保護了水體免受污染，實現了可持續發展。
