燃煤電廠濕法脫硫廢水處理技術研究進展

王 赫

遼寧大唐國際錦州熱電有限責任公司

燃煤電廠濕法脫硫廢水處理技術研究進展

王 赫

遼寧大唐國際錦州熱電有限責任公司

由于我國煤炭資源豐富，并且燃煤發(fā)電運行可靠、技術成熟，因此長期以來燃煤發(fā)電作為我國能源供給的主要來源。然而在燃煤電廠的運行中會產(chǎn)生各種廢水，主要包括脫硫廢水、循環(huán)冷卻系統(tǒng)排污水、酸堿廢水和生活污水等。其中脫硫廢水因成分復雜、污染物種類多，成為燃煤電廠最難處理的廢水之一。本文主要研究燃煤電廠濕法脫硫廢水處理技術。

燃煤電廠；濕法脫硫；廢水處理技術

鍋爐煙氣脫硫(FGD)的方法很多，按脫硫劑的種類劃分，可分為以石灰石為基礎的鈣法、以碳酸鈉為基礎的鈉法、以氨氣為基礎的氨法、以有機堿為基礎的有機堿法，按吸收劑及脫硫產(chǎn)物在脫硫過程中的干濕狀態(tài)可將脫硫技術分為濕法、干法和半干法，其中石灰石濕法煙氣脫硫技術具有脫硫反應速度快、設備簡單、脫硫效率高等優(yōu)點，在煙氣脫硫中占有主導地位。為防止脫硫設備腐蝕，保證石膏質量，脫硫吸收塔需要排除一定量脫硫廢水，該廢水一般呈酸性，并含有大量的懸浮物、鹽類物質、鈣鎂離子、氯化物、重金屬、COD和氟化物等，所含的成分多少主要取決于燃料的含硫量和脫硫工藝等因素，不易處理。

1 脫硫廢水處理技術研究現(xiàn)狀

火力發(fā)電廠是我國電力工業(yè)的主力軍，但也是工業(yè)用水和工業(yè)廢水排放大戶，隨著水資源的嚴重短缺和環(huán)境污染的日益加劇，廢水處理及其循環(huán)使用成為火力發(fā)電廠亟待解決的重要科學問題和技術難點?；痣姀S產(chǎn)生的廢水主要來自于水蒸汽循環(huán)系統(tǒng)、冷卻水循環(huán)系統(tǒng)、沖灰水系統(tǒng)、輸煤沖洗及除塵系統(tǒng)等。因其廢水種類繁多，且各種污水中污染物種類、含量以及排放量不固定，致使燃煤電廠污水成分相當復雜，其中最難處理的就是煙氣脫硫廢水。煙氣脫硫廢水由沖灰水系統(tǒng)排出，了解脫硫廢水的水質特性，處理脫硫廢水使其達標排放或廢水回收利用，成為亟待解決的問題。

2 燃煤電廠濕法脫硫廢水處理技術研究

2.1 化學沉淀法

化學沉淀法是目前國內處理脫硫廢水最常用的方法，不僅能對石膏等副產(chǎn)品進行綜合利用，提高火力發(fā)電廠的經(jīng)濟性，而且處理后的水質能夠達到較高的標準。但是，該方法工藝復雜，適應性差，由于國內電廠所用燃煤來源容易改變，煤質并不固定，會出現(xiàn)運行加藥量與設計加藥量偏差過大的情況，有些電廠則因脫硫系統(tǒng)設計或運行存在問題，使得廢水排量較大。此外，由于目前尚無化學藥劑可以去除Cl–離子，經(jīng)該方法處理后的廢水Cl–離子仍無法去除。因此，隨著環(huán)保標準的提高，該方法在未來廢水處理中受到限制?；瘜W沉淀法工藝流程如圖1所示。

2.2 吸附法除砷

吸附法具有去除效率高，穩(wěn)定性好，不產(chǎn)生或很少產(chǎn)生二次污染，可重復使用等優(yōu)點，在飲用水和工業(yè)廢水砷處理中備受青睞。常用吸附劑有礦物質、活性炭、活性氧化鋁、金屬(氫)氧化物、納米材料、載鐵復合材料、生物吸附劑等，目前研究人員重點方向在吸附劑改性強化，以負載方式結合多種除砷機理達到良好吸附效果。鐵、鐵鹽及相關鐵氧化物對砷具有很強的選擇性配位能力，有關零價鐵、鐵屑、鐵鹽、水和氧化鐵(GFO)、羥基氧化鐵、磁性鐵等吸附除砷的研究均有報道，但實際應用時由于這些物質顆粒細小，易造成堵塞流失，水頭損失大，直接工業(yè)化應用比較困難。為解決這一問題，研究人員嘗試將其固載到多孔固相負載體表面制備成復合型載鐵環(huán)境材料，固相負載體選擇有活性炭、礦物質、腐植酸、新碳基材料等，其中介孔材料作為載體是熱門研究方向，同時將吸附劑以納米形式負載，可進一步提升吸附能力。工業(yè)上常使用活性炭作為固相載體，便于回收納米材料，節(jié)約成本。

圖1 典型脫硫廢水化學沉淀處理工藝路程

2.3 蒸發(fā)法

蒸發(fā)法是廢水零排放處理中常用的方法之一，該工藝也被應用于脫硫廢水的處理中。蒸發(fā)法的基本原理是：進入蒸發(fā)器的廢水通過蒸汽或電熱器加熱至沸騰，廢水中的水分逐漸蒸發(fā)，水蒸氣經(jīng)冷卻后重新凝結成水而重復利用，廢水中的溶解性固體被截留在殘液中，隨著濃縮倍數(shù)的提高，最終以晶體形式析出。蒸發(fā)法已廣泛應用于化工領域，既可以單獨使用，也可以與其他工藝聯(lián)合使用。

2.4 電絮凝法

電絮凝法是將吸附絡合與中和反應、氧化還原反應、氣浮等結合起來的處理方法，是利用電化學原理，在電流作用下陰極處水電解產(chǎn)生氫氣和OH–，陽極(鐵或鋁等)電解產(chǎn)生金屬陽離子，在電場作用下OH–和金屬陽離子發(fā)生遷移，在溶液中形成氫氧化物絮體。由于氫氧化物絮體具有巨大的比表面積和豐富的表面羥基，因此可以通過絮體的吸附等作用去除廢水中的污染物。同時，由于陰極產(chǎn)生氫氣的氣浮作用，將絮體上浮至溶液表面而分離。電絮凝法是一項較新的廢水處理技術，能有效處理重金屬廢水，該工藝具有成本低、占地面積小和效果好等優(yōu)點，在國外已逐步運用于濕法脫硫的廢水處理中。但是電絮凝法也存在許多不足，如一般電絮凝不能去除廢水中的氯離子，而用高頻電絮凝法則存在電極壽命短和耗能高的缺點。目前電絮凝技術主要應用于化工廢水和含油污水，在脫硫廢水處理中相關報道較少，內蒙古某電廠計劃采用電絮凝方法處理脫硫廢水。

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