燃煤電廠脫硫廢水零排放研究

謝新各

（青島捷能電力設(shè)計(jì)有限公司，山東 青島 266071）

現(xiàn)階段，隨著我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的不斷提高，社會也在不斷進(jìn)步，生產(chǎn)生活都和電力供應(yīng)有著非常密切的關(guān)系，電力行業(yè)在社會生產(chǎn)發(fā)展中的作用越來越重要。我國火力發(fā)電廠數(shù)量多，燃煤電廠在生產(chǎn)電能中會導(dǎo)致大量二氧化硫的產(chǎn)生，嚴(yán)重污染大氣質(zhì)量，現(xiàn)在人們對這個(gè)問題給予了足夠的重視，采取了一系列可行的措施來加以處理。濕法脫硫是常見的一種脫硫方法，雖然可以有效緩解大氣污染的問題，但同時(shí)也會導(dǎo)致一定的水污染，如果能夠?qū)崿F(xiàn)脫硫廢水零排放，可以大大提高電廠的社會效益，改善環(huán)境質(zhì)量。

1 燃煤電廠脫硫廢水主要來源及特性

1.1 脫硫廢水來源

現(xiàn)在，在國內(nèi)和國外燃煤電廠應(yīng)用最為廣泛的脫硫技術(shù)就是石灰石-石膏方式，其原理非常簡單，可以有效脫除二氧化硫氣體，并且還能對控制液體當(dāng)中的顆粒濃度進(jìn)行有效控制。但是為了維持內(nèi)部的物質(zhì)平衡，必然產(chǎn)生一些廢水的排放，即脫硫廢水，其中含有懸浮物、過飽和的硫酸鹽、亞硫酸鹽及重金屬等污染物，其中很多的物質(zhì)都是國家在環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)中重要提出要處理的污染物，脫硫廢水對環(huán)境造成了嚴(yán)重的影響，由此可見對于燃煤電廠的脫硫廢水零排放十分必要。

1.2 脫硫廢水主要特性

第一，水源質(zhì)量不穩(wěn)定。脫硫廢水水質(zhì)受到石灰石純度、煤種類以及脫硫氧化風(fēng)量等因素的影響，所以即使在同一脫硫裝置中不同的時(shí)間段內(nèi)水質(zhì)也存在很大的差異；第二，含鹽量比較高。在脫硫廢水中，通常含鹽量控制在10000～40000 mg/L之間；第三，懸浮物質(zhì)含量比較高。在脫硫廢水中，懸浮物的濃度質(zhì)量受到燃煤種類的變化和脫硫運(yùn)行工作狀況的影響，通常在6000～10000mg/L之間，并且絕大部分的電廠脫硫廢水能夠在2～3小時(shí)之內(nèi)自然的澄清，還有一少部分的廢水在很長一段時(shí)間內(nèi)很難自然澄清。

2 燃煤電廠脫硫廢水環(huán)保技術(shù)

2.1 去重金屬

電廠廢水當(dāng)中不僅含有硫化物，同時(shí)也有較大含量的重金屬，重金屬也就因此成為了廢水處理工作的重點(diǎn)?，F(xiàn)在的技術(shù)手段當(dāng)中，堿性藥劑的應(yīng)用非常廣泛，這些堿性藥劑可以和廢水中的重金屬融合起來，這樣一來，其就會形成沉淀，從而脫離廢水。同時(shí)也由于使用了堿性藥劑，在處理重金屬元素時(shí)，也會大大提高其酸堿度，很多氫氧化物也因此可以排除。

2.2 去除氟原子

氟原子的去除首先需要將廢水排放到廢水池當(dāng)中，加入適量的石灰，之后在混合池進(jìn)行反應(yīng)，最后加入堿性藥劑，在充分混合一段時(shí)間之后，其中的氟原子即可去除。

2.3 處理絮凝物

工業(yè)廢水的處理具有一定的綜合性，需要采用的處理技術(shù)類型較多。正常來說，在廢水中的重金屬元素和氟原子被去除之后，還要繼續(xù)進(jìn)行絮凝處理，加入絮凝藥物的目的在于讓先前沉降的重金屬物質(zhì)形成更大體積的沉淀顆粒，并且可以在處理池底部完全混合，這樣就可以為去除污染物帶來更好的條件。

3 燃煤電廠脫硫廢水的處理工藝

3.1 多效蒸發(fā)和結(jié)晶的工藝

一般，燃煤電廠處理脫硫廢水都會采用多效蒸發(fā)和結(jié)晶的工藝。其中蒸發(fā)的系統(tǒng)分為四個(gè)部分即預(yù)熱部分、熱能回收部分、結(jié)晶部分、附屬系統(tǒng)。一般都是將廢水排入到統(tǒng)一的器皿中，隨后放入熱交換的水箱中，排放退熱的氣體，保證水的零污染排放。在燃煤電廠中，石灰碳酸鈉軟化+MED蒸發(fā)濃縮+結(jié)晶工藝是一種經(jīng)常見到的工藝，就是在進(jìn)行預(yù)處理過程中徹底的清除硬度離子，之后再通過澄清和過濾的方式進(jìn)行處理，還要采用多效蒸發(fā)儀器對廢水進(jìn)行濃縮，最后進(jìn)入結(jié)晶器中制作結(jié)晶鹽。該工藝是把硬度和重金屬離子聯(lián)合在一起進(jìn)行清除，蒸發(fā)結(jié)晶裝置不會產(chǎn)生污垢。除此之外，由于脫硫廢水的硬度比較高，堿度非常低，因此通常情況下對廢水進(jìn)行軟化處理時(shí)會選擇石灰和碳酸鈉兩種相結(jié)合的方式，這樣經(jīng)過軟化之后的水資源過濾之后進(jìn)入到多效蒸發(fā)系統(tǒng)，廢水經(jīng)過蒸發(fā)處理之后水質(zhì)能夠達(dá)到回用標(biāo)準(zhǔn)。

3.2 機(jī)械蒸汽再壓縮處理工藝

目前，雖然臥式噴淋水平管膜蒸發(fā)器得到了廣泛應(yīng)用，但是在脫硫廢水處理的時(shí)候不適應(yīng)，主要是因?yàn)槠湫枰褂米枇Ρ容^大的噴頭，如果水流速度沒有得到有效控制在水平管道上就非常容易結(jié)垢。目前，廢水排放技術(shù)領(lǐng)先的公司都是采用立式降膜蒸發(fā)器，立式降膜蒸發(fā)器與臥式蒸發(fā)器相較，前者的發(fā)展已經(jīng)比較成熟，在使用過程中要優(yōu)于臥式蒸發(fā)器，該技術(shù)包括蒸發(fā)系統(tǒng)和結(jié)晶系統(tǒng)，是當(dāng)前比較有效的一種處理脫硫廢水的方法。這一技術(shù)的工作原理是指在對鈣和鎂離子進(jìn)行軟化和去除的同時(shí)，添加適量防止污水結(jié)垢的阻垢劑，之后采用脫氣儀器將空氣和溶解的CO2去除，并且在蒸發(fā)器中將廢水蒸發(fā)掉，該技術(shù)沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，技術(shù)的應(yīng)用主要靠經(jīng)驗(yàn)的積累。

3.3 新型廢水噴霧蒸發(fā)處理

煙道蒸發(fā)是一種比較新型的廢水噴霧蒸發(fā)處理技術(shù)，主要是把脫硫廢水中的泵輸送到灰塵清除儀器前的煙道，然后再通過利用壓縮空氣在煙道內(nèi)部霧化煙道，再將霧化之后的廢水快速的蒸發(fā)掉；做好此工作之后廢水中的固體物，包括重金屬、雜質(zhì)以及各種類型的金屬鹽等，將其與灰塵一起進(jìn)入到電灰塵處理器中，并且被電極捕捉；最后隨著灰塵一起向外部排出去，如圖1是新型廢水噴霧蒸發(fā)處理工藝示意圖。

圖1 新型廢水噴霧蒸發(fā)處理工藝示意圖

4 燃煤電廠脫硫廢水零排放應(yīng)用實(shí)踐分析

某燃煤電廠在脫硫的過程中采取石灰石與石膏法相結(jié)合的脫硫工藝處理煙氣中的SO2氣體，工藝步驟為：首先在設(shè)備中將石灰石加工變成粉末，粉末對水進(jìn)行吸收，將其制作成為石灰石漿液，可以將其作為脫硫劑進(jìn)行備用；同時(shí)在泵的作用下將脫硫劑注入到塔的頂部，底部在引風(fēng)機(jī)的作用下進(jìn)入到鍋爐煙道氣，在氣液逆向流動的過程中脫硫劑吸收煙道氣中存在的SO2，并且在吸收SO2前，要想更好的使煙道氣和漿液充分接觸，應(yīng)該促使添加的空氣噴嘴不斷的朝著吸收塔內(nèi)部注入空氣，之后將溶解在水中的SO2氧化，由HSO3-氧化成 H+和 SO4-；在酸性的作用下漿液會溶解生成鈣離子，Ca2+與SO4-接觸就會生產(chǎn)CaSO4沉淀，之后將生產(chǎn)的物質(zhì)作為建筑材料。其次將漿液接觸過的煙氣經(jīng)過吸收塔之后水蒸氣就達(dá)到了飽和狀態(tài)，隨后將下游煙氣系統(tǒng)進(jìn)行加熱，這樣溫度就會在升高之后排空，也能確保煙道氣中的硫出現(xiàn)脫除和利用。表1所示是這一燃煤廠在進(jìn)行廢水處理之后水質(zhì)的檢測情況。

表1 該燃煤廠的廢水處理前后的監(jiān)測情況

根據(jù)表1的數(shù)據(jù)顯示，對廢水進(jìn)行處理之后廢水的質(zhì)量有了非常顯著的改善。

（1）這一燃煤電廠使用的煤炭絕大多數(shù)都是低硫燃煤，在沒有對廢水進(jìn)行處理之前pH值在6.5～7.4之間，并且廢水呈現(xiàn)弱酸性，不可以直接將廢水排放出去；廢水在經(jīng)過處理之后廢水呈現(xiàn)中性。

（2）從實(shí)踐分析中可以看出，采用物理化學(xué)方法對廢水進(jìn)行處理能夠很好的清除廢水中存在的污染物質(zhì)，并且通過處理之后廢水基本上可以對電廠用水的水質(zhì)要求進(jìn)行滿足，也可確保其得到重復(fù)利用，從而既促使用水量得到節(jié)省，也提升了經(jīng)濟(jì)效益。

5 結(jié)語

綜上所述，目前在我國電力生產(chǎn)方式上，雖然風(fēng)電、水電、核電等得到大力發(fā)展，但火力發(fā)電仍然會是主要的發(fā)電工藝，但是火力發(fā)電所產(chǎn)生的廢氣廢水污染也會在一定程度上限制電力行業(yè)的發(fā)展。這就需要我們對這個(gè)問題給予足夠的重視，努力實(shí)現(xiàn)脫硫廢水零排放，這樣就需要對處理工藝進(jìn)行更深入的研究。