淺析電廠脫硫的廢水處理技術(shù)與應(yīng)用

李德

摘 要：從某種程度上講，在現(xiàn)代化社會進步發(fā)展過程中，盡管電廠在其中發(fā)揮著關(guān)鍵性作用，同時也為社會提供了相對充足的能源。然而，在其實施運行期間，往往會產(chǎn)生大量脫硫廢水，進而影響到環(huán)境污染情況，阻礙社會經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展。所以，這種情況下，相關(guān)人員必須要就脫硫廢水處理的相關(guān)技術(shù)與方法實施仔細(xì)研究，積極尋找合理化的脫硫廢水技術(shù)，降低電廠對環(huán)境的污染。該文就電廠脫硫的廢水處理技術(shù)與應(yīng)用展開詳細(xì)論述。

關(guān)鍵詞：電廠 脫硫 廢水處理 技術(shù)應(yīng)用

中圖分類號：X773 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2017）04（b）-0036-03

在社會發(fā)展背景之下，不管是在人們?nèi)粘Ｉ钸€是生產(chǎn)過程中，電氣設(shè)備都得到了較為廣泛的使用，這就需要更多電力保證設(shè)備正常運轉(zhuǎn)。但是，目前雖然電力行業(yè)在水電或者是清潔能源上獲得了快速發(fā)展，然而燃煤機組的比例依然很大[1]。在燃煤過程中，往往會產(chǎn)生大量有害氣體或者是有害雜質(zhì)。因此，相關(guān)人員應(yīng)該在電廠系統(tǒng)當(dāng)中適當(dāng)增加處理設(shè)備，從而實現(xiàn)部分有害物質(zhì)的徹底化清除，然而，一般情況下，部分硫化物是很難被徹底清除的，有一部分會殘留到水中，最終形成脫硫廢水，對環(huán)境造成嚴(yán)重影響。在實際工作中，相關(guān)專家學(xué)者應(yīng)強化電廠脫硫廢水處理手段與技術(shù)研究，減少電廠廢水對環(huán)境的影響[2]。

1 電廠脫硫廢水處理的必要性分析

近幾年來，在國民經(jīng)濟不斷進步發(fā)展的前提下，電力需求增長速度日益加快，而燃煤發(fā)電為電源供應(yīng)主體之一，其機組設(shè)備數(shù)量也在不斷增多，造成燃煤量大增，最終導(dǎo)致燃煤區(qū)域性問題與全球性環(huán)境問題越來越突出。在此背景之下，已經(jīng)有大量火力發(fā)電廠研發(fā)投入了相應(yīng)的煙氣脫硫系統(tǒng)，借助科學(xué)化的煙氣脫硫技術(shù)對硫氧化物實際排放情況進行合理化控制處理[3]。但是，脫硫工藝通常情況下是運用濕法脫硫方法進行脫硫的，其中會帶來大量廢水，而且廢水當(dāng)中的重金屬離子相對較多，若是廢水直接排放出來，則會對環(huán)境造成嚴(yán)重污染。所以，相關(guān)人員應(yīng)高度重視廢水處理問題，從而使廢水可以達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)化排放要求。

采用鍋爐煙氣濕法方法進行脫硫的時候，其廢水來源一般是吸收塔排放出來的水，為了在一定程度上維持漿液循環(huán)系統(tǒng)平衡，避免氯濃度超標(biāo)，則必須要促進部分廢水的順利排出，其來源包括石膏脫水以及清洗系統(tǒng)。從廢水成分上進行分析研究，可以得出，廢水當(dāng)中含有非常多的雜質(zhì)，有大量懸浮物、重金屬以及硫酸鹽等[4]。煙氣重金屬元素大部分都會富集到亞微米級固體顆粒中，還有少量原色會存在與煙氣中，其型態(tài)則是區(qū)別于大部分顆粒的，通常以氣體型態(tài)存在。此外，石灰石當(dāng)中也有部分重金屬元素，包括Hg金屬以及Cd金屬等，在石灰石轉(zhuǎn)化為漿液的整個過程中溶解到漿液中，之后再混入脫硫廢水。通常情況下，大多數(shù)金屬離子的毒性都是非常大的，且很多重金屬離子都是沒有相應(yīng)自凈能力或者是降解能力的，將會隨水體借助生物鏈進行富集，最終危害動植物生命。

2 電廠脫硫廢水的特點與影響因素分析

2.1 電廠脫硫廢水的特點分析

電廠運行整個過程中，通常情況下都會產(chǎn)生非常多的脫硫廢水，進而對環(huán)境造成大量污染，并影響多種設(shè)備的正常運用。此外，在設(shè)備與廢水進行接觸，并經(jīng)過長時間腐蝕之后，設(shè)備安全性就會受到威脅，損害設(shè)備性能?？梢詫⒚摿驈U水的特點進行如下概括：第一，水質(zhì)是呈現(xiàn)出偏弱酸性的，當(dāng)我們對脫硫廢水實施測試的時候?qū)l(fā)現(xiàn)，脫硫廢水實際酸堿值會固定在50.0。第二，廢水當(dāng)中的懸浮物相對較多，多的時候可以達(dá)到上萬mg/L，而少的時候則會達(dá)到上千mg/L。第三，廢水中還有部分有害物質(zhì)，包括汞、鎘以及鉛等元素。第四，廢水中鹽類物質(zhì)相對較多，包括硫酸鹽以及亞硫酸鹽等[5]。

2.2 電廠脫硫廢水的影響因素

從某種程度上講，在燃煤電廠正常運作的整個過程中，主要燃料就是煤炭，所以煤炭質(zhì)量的好壞將會直接關(guān)系到脫硫廢水的數(shù)量多少，進而影響到脫硫廢水處理工作的開展情況。若是煤炭當(dāng)中的相關(guān)硫元素相對越多，則會產(chǎn)生非常多的二氧化硫氣體，這種情況下，對氣體進行處理的時候，則脫硫廢水濃度就會增加，與此同時，脫硫廢水實際排放量也會相應(yīng)增加。當(dāng)氯元素含量相對來說比較多的時候，則所排放出來的煙氣當(dāng)中的氯就會變得非常多，為防止其對設(shè)備的嚴(yán)重腐蝕，則往往會在一定程度上提升脫硫漿液實際使用效率與數(shù)量[6]。與此同時，在處理氣體污染情況或者是針對雜質(zhì)進行相關(guān)處理的時候，則必須要用到石灰石，但是一般情況下，石灰石當(dāng)中都是會存在一定量鎳微粒以及鋅微粒的，在處理期間，就會將大量微粒存留到廢水當(dāng)中去，在脫硫廢水中呈現(xiàn)大量重金屬元素。

3 電廠脫硫廢水處理原理分析

3.1 氫氧化物沉淀原理

借助氫氧化物沉淀方法進行廢水處理的時候，首先需要在廢水當(dāng)中加入一定量的石灰乳或者是堿性化學(xué)試劑，將pH值控制到6～7，從而為接下來的工藝應(yīng)用創(chuàng)造良好條件。此外，通過這一環(huán)節(jié)的應(yīng)用能夠有效去除廢水當(dāng)中的氟化物以及重金屬等。之后，再在廢水當(dāng)中加入適量的絮凝劑、石灰乳以及有機硫等，進一步對廢水pH值進行調(diào)整，一般情況下需要調(diào)節(jié)到8～9之間，使其以金屬氫氧化物以及硫化物形式進行沉淀，實質(zhì)上這些物質(zhì)都是不溶于水的，所以能夠獲得很好的廢水處理效果，達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。從某種程度上講，氫氧化物沉淀操作步驟相對簡單便捷，其脫除效率也比較高，可以被很好地應(yīng)用到脫硫廢水處理工作中。

3.2 硫化物沉淀原理

實質(zhì)上，并不是任何重金屬都能夠借助石灰漿進行沉淀，比如當(dāng)廢水當(dāng)中存在Cd元素或者是Hg元素的時候，若是單純性運用石灰乳進行中和，則難以形成氫氧化物沉淀。所以，在實際工作過程中，還必須要按照相關(guān)比例加入一定的沉淀劑，比較常見的沉淀劑就硫化物。具體來說，相關(guān)工作人員可以向廢水當(dāng)中加入相應(yīng)的硫化氫以及硫化銨或等硫化物，在預(yù)處理基礎(chǔ)上生成難溶于硫化物的沉淀物質(zhì)，進而實現(xiàn)分離凈化效果。從廢水處理原理角度出發(fā)，主要是因為硫化物溶度積相對來說比較低，所以，沉淀過程往往會在絡(luò)合劑基礎(chǔ)上進行。將其與中和沉淀法進行對比，硫化物沉淀優(yōu)點在于重金屬硫化物在溶解度上低于氫氧化物，pH值也在7～9之間，一般情況下，處理之后的廢水并不需要再次中和。缺點則在于，沉淀物顆粒相對較小，非常容易形成膠體，而且沉淀劑會有所殘留，可能會形成硫化氫氣體，進而對廢水造成二次污染。

4 電廠脫硫的廢水處理技術(shù)與應(yīng)用研究

4.1 常規(guī)廢水處理技術(shù)的應(yīng)用

現(xiàn)階段，燃煤發(fā)電是一種相對來說比較古老的模式，其實在很久之前，廣大人民群眾就已經(jīng)開始重視脫硫廢水了，而且已經(jīng)對廢水處理技術(shù)進行了相關(guān)研究，將其很好地運用到了實際工程工作當(dāng)中去了，尤其是對脫硫廢水開展了一系列研究。具體來說，比較常見的常規(guī)廢水處理技術(shù)可以總結(jié)為以下兩種：第一種是專業(yè)化的沉降池處理方法，主要是借助自身重力元素，把廢水當(dāng)中的相關(guān)顆粒物有效沉淀到水體的底部位置，然后再對相關(guān)顆粒物質(zhì)實施科學(xué)化清理。所以，這種情況下廢水在沉降池的實際滯留時間相對來說比較長[7]。而且運用該方法實施廢水處理的過程中，在顆粒物質(zhì)處理上相對細(xì)致，其處理效率也會相對較高，而且投入成本也相對較低，然而有一個不好的地方就是難以對廢水當(dāng)中所含有的重金屬物質(zhì)或者是鹽類物質(zhì)進行合理化處理，往往不能夠達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)化要求。所以，目前，在運用沉降池進行污水或者是廢水處理的時候，一般情況下都是將其作為初始環(huán)節(jié)，對廢水實施預(yù)處理。第二種，就是我們所說的化學(xué)沉淀方法，運用這種方法進行廢水處理期間，主要是運用向廢水當(dāng)中適當(dāng)加入石灰石處理劑以及凝絮劑等方式，借助上述化學(xué)物質(zhì)，使其與廢水中的重金屬或者鹽類物質(zhì)相互反應(yīng)，最終達(dá)到廢水處理的目的[8]?？偠灾?，在應(yīng)用這種方法實施廢水處理的時候，其實是能夠?qū)λ形镔|(zhì)都實施清理的，然而所清理的效果并不能盡如人意，處理效果往往相對較低，清理不徹底，而且就處理完后廢水進行研究分析可以得出，污染物質(zhì)含量降低的幅度不大。不可以將處理好的水用到自然水體當(dāng)中或者是其他工藝當(dāng)中去，且廢水處理的成本也不低，已經(jīng)很少在運用該種方法進行廢水處理了。

4.2 深度處理技術(shù)的應(yīng)用

針對脫硫廢水進行深度處理的時候，往往會采用兩種技術(shù)進行處理：第一種就是生物廢水處理技術(shù)，借助該技術(shù)實施廢水處理的時候，主要是運用微生物就相關(guān)物質(zhì)實施有效分解，然后實現(xiàn)廢水當(dāng)中相關(guān)有害物質(zhì)的自然分解，之后再將其轉(zhuǎn)化為一定的絮狀物，做到對廢水的徹底清理[9]。在運用該種方法進行處理的時候，我們可以結(jié)合氧氣使用情況進行合理劃分，具有可以劃分成三種方式：首先是有氧處理；其次是厭氧處理；最后是缺氧處理。針對不同物質(zhì)，在實際處理過程中要選擇不同的處理方式來操作，比如在針對BOD5實施處理的時候，一般會采用有氧方式處理，針對重金屬鹽類物質(zhì)進行處理的時候，則會適當(dāng)選擇厭氧或者是缺氧處理方式來操作。運用以上方式開展廢水處理的時候，是完全可以將重金屬物質(zhì)進行科學(xué)處理掉的，然而，有的時候會形成一些其他的對人身體有一定影響的物質(zhì)，最終引發(fā)二次污染。第二種則是混合零價鐵處理技術(shù)，采用該種處理方式進行操作的時候，可以將相關(guān)廢水當(dāng)中存在的鹽類物質(zhì)實施徹底清理，然而一般情況下，隨著清理工作的逐步進行，則零價鐵會慢慢跳出來，最終形成一層相對較薄的薄膜，對廢水以及零價鐵進行了相應(yīng)阻隔，從根本上抑制對廢水的科學(xué)處理。

4.3 零排放處理技術(shù)的應(yīng)用

目前，電廠脫硫廢水處理工作當(dāng)中，零排放技術(shù)是一項相對來說比較先進的技術(shù)，運用該技術(shù)實施處理的時候，可以結(jié)合處理方式上的差異，將會劃分成以下三種類型：第一種是脫硫廢水以及粉煤灰混合處理技術(shù)，采用該技術(shù)實施廢水處理的時候，首先需要轉(zhuǎn)移污染物，之后再把廢水倒入粉煤灰中，這種做法主要是抑制粉煤灰運輸期間的粉塵飄散。然而，通常情況下，也會存在一定的重金屬或者是鹽類物質(zhì)，進而對其性能造成嚴(yán)重影響，阻礙處理技術(shù)的有效運用。第二種是蒸發(fā)池技術(shù)，主要是借助高溫，實現(xiàn)水分蒸發(fā)[10]。具體來說，該技術(shù)的工作原理是加快蒸發(fā)速度，之后再配合其他方式進行處理，此外，運用蒸騰作用或者是鍵入噴霧快速蒸發(fā)設(shè)備的處理效果會大大增強，受燃煤電廠業(yè)主喜愛。第三種是煙道蒸發(fā)處理技術(shù)。具體來說，該技術(shù)實施主要是借助氣液兩相流噴嘴，實現(xiàn)脫硫廢水霧化，之后再往煙道當(dāng)中進行適當(dāng)噴灑，借助煙氣余熱實現(xiàn)廢水的完全化蒸發(fā)，保證廢水污染物可以有效轉(zhuǎn)化成鹽類或者說是結(jié)晶物。國內(nèi)研究成果集中在蒸發(fā)特性分析與技術(shù)可行性分析上：首先，蒸發(fā)特性。我國相關(guān)專家學(xué)者已經(jīng)借助模型實施了相關(guān)模擬，對煙氣溫度以及液滴粒徑等因素對蒸發(fā)時間的實際影響進行了探究，得出液滴粒徑越小，則煙氣溫度就會越高，蒸發(fā)時間越短。然而，仍然有部分學(xué)者忽視了其蒸發(fā)方面的特殊性，可以將其蒸發(fā)過程劃分為兩個階段，即所謂的等速蒸發(fā)以及降速蒸發(fā)。具體來說，等速蒸發(fā)主要是指液滴當(dāng)中包含較多不溶性顆粒，會隨著蒸發(fā)的不斷進展，其液滴日益收縮，最終使顆粒間距離也不斷縮小，直到液滴表面形成硬殼，這種情況下，水的通路就會被限制，從而導(dǎo)致剩余水分難以蒸發(fā)。降速蒸發(fā)主要是指剩余水分借助擴散作用，最終達(dá)到液滴表面，影響擴散速度以及等參數(shù)。實質(zhì)上，因降速蒸發(fā)將會造成實際蒸發(fā)速率的下降，甚至?xí)蛊涞陀诘人僬舭l(fā)的專業(yè)化數(shù)據(jù)。現(xiàn)階段，日本學(xué)者已經(jīng)將脫硫廢水蒸發(fā)進行了不斷細(xì)化，主要可以劃分為溫度上升階段、干燥階段、等速蒸發(fā)階段、硬殼形成階段以及沸騰階段，而且已經(jīng)進行試驗證實了，因硬殼形成，其蒸發(fā)速率會遠(yuǎn)遠(yuǎn)慢于純水。其次，技術(shù)可行性。從某種程度上講，我國的大部分專業(yè)學(xué)者還是非常認(rèn)同這種技術(shù)的，究其原因主要包括以下幾個方面：第一是因脫硫廢水造成的煙氣含塵量變小，進而影響到除塵器入口位置的實際含塵量，最終使得煙氣減溫增濕，促進除塵效率的大大提高。第二是脫硫廢水噴入煙道可以增加吸收塔入口煙氣的含濕量，有效地減少由于脫硫前后煙氣含濕量變化而引起水的損失，減少了煙氣脫硫工藝過程水的用量。第三是對腐蝕的影響，控制煙氣溫度在酸露點以上，不會造成除塵器等的腐蝕。但不可否認(rèn)，此技術(shù)可能存在以下缺點：脫硫廢水中的大顆粒物質(zhì)可能會造成噴嘴的堵塞與磨損，造成噴嘴霧化效果下降；脫硫廢水不能完全蒸發(fā)造成可能煙道的腐蝕穿孔。

4.4 其他廢水處理技術(shù)的應(yīng)用

目前，除了以上集中廢水處理技術(shù)外，還可以總結(jié)出兩種處理技術(shù)，那就是人工濕地技術(shù)以及蒸汽濃縮蒸發(fā)技術(shù)。前者在實施廢水處理的時候，主要是借助地上動植物以及相關(guān)微生物的降解，實現(xiàn)廢水污染物的徹底清除，在具體利用期間，需要結(jié)合處理物質(zhì)差異性，借助不同濕地實施操作，這種處理手法的效果相對來說還是比較好的，但是不足之處在于廢水處理的時候若是氯元素含量相對較高的話，則會對微生物產(chǎn)生影響，甚至?xí)⑺啦糠治⑸铮M而降低處理效果；后者在進行廢水處理的時候，會分為三步進行操作：第一步是對廢水實施預(yù)處理，清除Ga離子以及Mg離子等，防止設(shè)備的損壞。第二步是實施高溫蒸發(fā)，確保廢水當(dāng)中的水分可以順利被蒸發(fā)出來，形成濃縮水。第三步是把濃縮水置入結(jié)晶器，實現(xiàn)污染物的結(jié)晶，保證水分全部析出，達(dá)到處理目的。但是這種技術(shù)的缺點在于需要投入的成本非常大，難以在企業(yè)當(dāng)中得到廣泛應(yīng)用。

5 結(jié)語

總而言之，脫硫廢水處理是必須且必要的，國內(nèi)現(xiàn)行的典型廢水處理方法均是基于脫硫除塵廢水的排放特征衍生而來，處理方法經(jīng)過實踐驗證并得到了廣泛利用，使脫硫之后排出的廢水得到了充分處理，以達(dá)到合格的排放標(biāo)準(zhǔn)，從而很好地保護了我們的生存環(huán)境。

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