火電廠脫硫廢水綜合利用方案

毛玲玲，楊青山

(1.佛山市禪城區(qū)環(huán)境監(jiān)測站,廣東 佛山 528000；2.佛山市順德五沙熱電有限公司，廣東 佛山 528000)

火電廠脫硫廢水綜合利用方案

毛玲玲1，楊青山2

(1.佛山市禪城區(qū)環(huán)境監(jiān)測站,廣東 佛山 528000；2.佛山市順德五沙熱電有限公司，廣東 佛山 528000)

隨著國家對環(huán)保排放以及水資源節(jié)約利用要求的不斷提高，火電廠脫硫廢水處理及回用逐漸成為行業(yè)關注熱點。通過分析火電廠石灰石-石膏濕法脫硫工藝產生的脫硫廢水的特點，結合不同行業(yè)的水資源利用情況，提出了將脫硫廢水供給環(huán)保磚制造企業(yè)進行綜合利用的方案，既能節(jié)約水資源，實現(xiàn)火電廠脫硫廢水的綜合利用，又能降低運營成本，使企業(yè)獲得良好的經濟效益。

火電廠；脫硫廢水；環(huán)保磚；綜合利用

0 引言

隨著我國能源工業(yè)的不斷發(fā)展，燃煤火電機組大量興建，在環(huán)保減排政策不斷收緊的情況下，廢氣治理設施數(shù)量也水漲船高。煙氣中二氧化硫的減排技術中，石灰石-石膏濕法脫硫工藝因技術成熟、運行可靠、煤質適應范圍廣、脫硫效率高等特點在國內外得到了廣泛應用[1-2]。然而，這種工藝產生的脫硫廢水(石膏旋流器溢流液)pH值為5～6，同時含有大量懸浮物(石膏顆粒、SiO2、硫酸鹽和亞硫酸鹽等)、氟化物和微量重金屬(As，Cd，Cr，Hg等)，直接排放會對環(huán)境造成嚴重危害，必須對其進行處理才能排放[3-4]。

目前，常用的脫硫廢水處理方法為，將脫硫后廢水經中和、絮凝及沉淀處理，除去廢水中含有的懸浮物及重金屬，沉淀下來的污泥脫水后運送至渣場進行綜合處理或利用。此種處理方式仍然存在處理后廢水對外排放問題，存在污染環(huán)境的潛在風險。為實現(xiàn)脫硫廢水零排放，近年來新興起的脫硫廢水處理零排放技術包括蒸發(fā)法和濃縮法，蒸發(fā)法又可分為系統(tǒng)內蒸發(fā)法(煙道噴淋蒸發(fā)[5])和系統(tǒng)外蒸發(fā)法(另增設蒸發(fā)系統(tǒng)[6])，濃縮法主要是采取膜滲透的方式進行濃縮處理，也有濃縮法與蒸發(fā)法聯(lián)用的技術工藝。這些工藝路線能夠有效實現(xiàn)脫硫廢水零排放處理，但運行成本較高。

本文通過分析脫硫廢水特點和新興環(huán)保磚制造行業(yè)工藝特點，提出了將脫硫廢水供給環(huán)保磚制造企業(yè)進行綜合利用的方案，通過不同行業(yè)間的互補，實現(xiàn)火電廠脫硫廢水的綜合利用，能夠節(jié)約水資源，降低兩個行業(yè)的運營成本，獲得較好的經濟收益。

1 國內常規(guī)火電廠脫硫廢水處理工藝

脫硫廢水的處理主要分為以下幾個步驟[7]。

(1)加堿(如氫氧化鈉或氫氧化鈣)調節(jié)廢水pH值，用于去除氟化物和部分重金屬。

(2)加入有機硫、絮凝劑和助凝劑，通過機械攪拌使廢水中重金屬相互反應形成易沉淀的物質。

(3)投加絮凝劑，在適宜的反應條件下使廢水通過澄清池(斜板沉淀池)，將大部分懸浮物沉淀下來。

(4)沉淀下來的物質進入壓濾機濃縮成污泥，污泥送至灰渣場。

這種處理工藝設備和操作程序簡單，運行成本相對較低，能夠去除脫硫廢水中大部分懸浮物和重金屬，處理后的污泥隨灰渣外運供給其他行業(yè)進行綜合利用(如建筑材料)；但此工藝難以去除廢水中的氯離子，處理后的廢水回用至脫硫系統(tǒng)時仍然會對脫硫系統(tǒng)有較大腐蝕性。

近年來出現(xiàn)了蒸發(fā)法和滲透法廢水零排放處理工藝。蒸發(fā)法是利用機組煙氣系統(tǒng)中的熱量或另增加換熱蒸發(fā)裝置來實現(xiàn)脫硫廢水的零排放，此工藝的優(yōu)點是能夠徹底實現(xiàn)脫硫廢水零排放，但能耗較高，且因脫硫廢水水量大、水質復雜，對蒸發(fā)設備具有較強腐蝕性，導致故障率較高，廢水蒸發(fā)后析出的結晶鹽也很難從蒸發(fā)設備上去除，因此，蒸發(fā)法較難在電廠內大范圍推廣；滲透法是利用膜的滲透或反滲透原理，將脫硫廢水進行進一步濃縮的工藝，該工藝的優(yōu)點是能夠大幅減少后續(xù)處理設備的脫硫廢水量，降低運行成本，但該工藝處理能力受建設規(guī)模限制較大，處理復雜的脫硫廢水時對滲透膜的要求較高，導致運行成本也相對較高。

2 協(xié)同不同行業(yè)進行脫硫廢水的綜合利用

不同行業(yè)在生產制造過程中都有其各自的特點，如果能夠充分發(fā)揮不同行業(yè)的優(yōu)勢，將不同行業(yè)的弱點與優(yōu)點有機結合起來，則能夠取得良好的社會效益和經濟效益，真正實現(xiàn)經濟循環(huán)和節(jié)能減排。

環(huán)保磚是取代黏土磚的一種新興材料，其主要原料是粉煤灰、煤渣、石灰等，摻加適量的石膏和固化劑，將坯料制備、壓制成型，再經高壓或常壓蒸汽養(yǎng)護而成，不需要高溫煅燒，目前已得到廣泛應用。環(huán)保磚生產過程中對水質要求很低，在不影響環(huán)保排放指標的情況下，僅需保證雜質少、水質呈中性即可(減少設備腐蝕)，對含鹽量及氯離子質量濃度無要求。

佛山市順德五沙熱電有限公司(以下簡稱五沙熱電)現(xiàn)有兩臺300 MW燃煤熱電聯(lián)產機組，兩臺機組共用一套脫硫廢水處理系統(tǒng)，處理工藝采用火電廠常規(guī)脫硫廢水處理工藝。設計兩臺機組正常處理能力為4 m3/h，最大處理能力為6 m3/h，處理后的水排入電廠綜合廢水池與其他廢水混合，再次進入綜合廢水處理系統(tǒng)進行處理后回用(以下簡稱處理后工業(yè)廢水)，其回用水質指標可達到國家標準GB 8978—1996《污水綜合排放標準》和廣東省地方標準DB 4426—2001《水污染排放限值》的一級標準。對該廠正常生產情況下的脫硫廢水和處理后工業(yè)廢水進行連續(xù)一個月的取樣檢測分析，化驗結果見表1。對脫硫廢水中的固體物質進行石膏含量分析(分析方法為硫酸鋇質量法)，發(fā)現(xiàn)固體物質中石膏的質量分數(shù)大于70%；此外，將兩種廢水等比例混合后，水質pH值在7左右。

表1 某電廠廢水化驗結果

由此可見，火電廠濕法脫硫產生的脫硫廢水所含有的固體物質主要為石膏，與環(huán)保磚生產工藝中使用的石膏一致，且脫硫廢水與處理后工業(yè)廢水混合后也能達到環(huán)保磚廠設備用水pH值要求；脫硫廢水中含有的鹽分、重金屬等物質的含量與爐渣和飛灰相近，這些物質在環(huán)保磚生產過程中會沉積于環(huán)保磚內得以固化，不會影響和改變環(huán)保磚的物理化學特性：因此，將火電廠脫硫廢水與處理后工業(yè)廢水按適當比例混合作為環(huán)保磚生產工藝用水的方案可行，能夠真正實現(xiàn)資源的綜合利用。

3 效益分析

將火電廠脫硫廢水與處理后工業(yè)廢水按適當比例混合作為環(huán)保磚生產工藝用水后，電廠能夠獲得以下幾方面的經濟效益。

(1)節(jié)省脫硫廢水處理成本，包括脫硫廢水處理設備運行所需的電耗、水耗、設備損耗和投用藥劑等費用，在運行管理方面也降低了人員投入量。水耗主要節(jié)約在廢水處理藥劑配置和管道沖洗等方面；電耗和藥劑費用方面，按照每臺機組年運行4 500 h，脫硫廢水處理系統(tǒng)年運行2 500 h計算，在五沙熱電正常設計處理量下，每年可節(jié)約電耗約36 MW·h，節(jié)約藥劑費約2萬元。

(2)大幅降低火電廠工業(yè)廢水中氯離子含量，利于廢水循環(huán)利用?；痣姀S工業(yè)廢水中的氯離子主要來源于脫硫廢水，而現(xiàn)有廢水處理工藝無法去除水中的氯離子，處理后的工業(yè)廢水如不能向系統(tǒng)外釋放氯離子，則循環(huán)利用中會越積越多，最終影響脫硫系統(tǒng)的運行安全。

(3)火電廠近距離內建設環(huán)保磚廠，生產過程中產生的粉煤灰就地利用，減少外運費用和運輸過程中的粉塵污染，最終實現(xiàn)固、液、氣的綜合防治。

4 結束語

為了提高火電廠脫硫廢水回用率，降低廢水處理成本，將脫硫廢水與處理后的工業(yè)廢水混合后作為環(huán)保磚廠生產用水，方法可行，相比新興的蒸發(fā)法和濃縮法脫硫廢水處理工藝，優(yōu)點顯著，既能實現(xiàn)節(jié)能降耗的目的，又能提高環(huán)保效益和經濟效益。

[1]李玉蘭，曹建保.石灰石-石膏濕法脫硫中結垢堵塞等問題的探討[J].企業(yè)技術開發(fā),2009,28(12):1-2.

[2]楊青山,毛玲玲,趙湖濱,等.火電廠“超潔凈排放”改造策略研究[J].華電技術,2015,37(5):63-65.

[3]陳澤峰,馮鐵玲.電廠脫硫廢水處理[J].工業(yè)水處理,2006,26(3):86-88.

[4]應春華,劉柏輝,戴豪波,等.脫硫廢水排放的控制項目及標準探討[J].熱力發(fā)電,2005,34(9):69-71.

[5]高原,陳智勝.新型脫硫廢水零排放處理方案[J].華電技術,2008,30(4):73-75.

[6]胡石,丁紹峰,樊兆世.燃煤電廠脫硫廢水零排放工藝研究[J].潔凈煤技術,2015,21(2):129-133.

[7]賈明進.火電廠脫硫廢水處理技術[J].污水處理,2007,25(6):22-23.

(本文責編：劉芳)

2016-07-18；

2016-09-12

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B

1674-1951(2017)01-0075-02

毛玲玲(1983—)，女，四川廣安人，工程師，工學碩士，從事環(huán)境監(jiān)測等工作(E-mail:cecilymao@163.com)。