脫硫廢水零排放技術(shù)與工藝路線探討

邢俊冬 謝開光

摘 要：燃煤電廠生產(chǎn)系統(tǒng)運(yùn)行期間會(huì)產(chǎn)生大量廢水，此類廢水必須進(jìn)行處理之后才能夠排放。當(dāng)前多數(shù)燃煤廢水都可以實(shí)現(xiàn)循環(huán)利用，然而水處理技術(shù)實(shí)際效果不佳。燃煤電廠的脫硫廢水主要出于清洗系統(tǒng)，由于其具備較強(qiáng)腐蝕性和硬度，且含鹽量比較高，無法直接進(jìn)行回收利用。此次研究主要分析脫硫廢水零排放技術(shù)與工藝路線，希望能夠?qū)ο嚓P(guān)人員起到參考性價(jià)值。

關(guān)鍵詞：脫硫廢水;零排放技術(shù);工藝路線

中圖分類號：X773 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1671-2064（2019）08-0007-02

當(dāng)前，燃煤電廠運(yùn)行期間所實(shí)施的煙氣脫硫處理技術(shù)為石灰石-石膏濕法，在應(yīng)用該項(xiàng)處理技術(shù)時(shí)會(huì)多次使用脫硫吸收塔內(nèi)漿液，這樣會(huì)使內(nèi)部可溶性鹽濃度加重。所以在煙氣脫硫系統(tǒng)運(yùn)行期間為了確保氯離子平衡，必須持續(xù)加入漿液。在此期間，脫硫系統(tǒng)會(huì)排放較多廢水，該廢水中含有許多懸浮物，重金屬雜質(zhì)和硫酸物，當(dāng)前所應(yīng)用的廢水處理技術(shù)無法滿足環(huán)保性要求，因此必須研究脫硫廢水零排放問題。

1 脫硫廢水零排放技術(shù)難點(diǎn)分析

現(xiàn)階段，燃煤電廠在處理脫硫廢水時(shí)主要采用石灰石—石膏濕法工藝，該技術(shù)工藝的應(yīng)用可以保證脫硫裝置系統(tǒng)中物料平衡，提升石膏質(zhì)量能夠?qū)煔赓|(zhì)量起到優(yōu)化改善作用。利用脫硫系統(tǒng)進(jìn)行石膏脫水處理，排放出清洗工藝中的部分廢水。其次，由于脫硫廢水存在特殊性，例如懸浮物濃度比較高，且重金屬物含量超標(biāo)。在電廠中脫硫廢水污染組分會(huì)受到煤種，充水水質(zhì)等影響，并且脫硫廢水屬于間斷式排放，水量波動(dòng)比較大，且硬度比較高，以上因素會(huì)使蒸發(fā)系統(tǒng)發(fā)生腐蝕和結(jié)垢問題。

針對脫硫廢水深度處理技術(shù)來說，盡管進(jìn)水段實(shí)施系統(tǒng)化處理，有效減少進(jìn)水懸浮物含量和鈣化硬度，但是卻無法實(shí)現(xiàn)零排放。此外，由于脫硫廢水中氯離子含量比較大，這樣會(huì)導(dǎo)致深度處理系統(tǒng)中產(chǎn)生結(jié)垢問題，對系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行造成影響。

2 脫硫廢水零排放技術(shù)

2.1 預(yù)處理-蒸發(fā)結(jié)晶技術(shù)

在脫硫廢水中加入絮凝劑，有機(jī)硫和碳酸鈉實(shí)施預(yù)處理，此時(shí)可以去除脫硫廢水中的結(jié)垢物質(zhì)，例如重金屬和懸浮物等。之后利用多效蒸發(fā)器進(jìn)行壓縮蒸發(fā)處理和結(jié)晶處理，此時(shí)所生成的冷凝水可以直接使用，結(jié)晶鹽再次進(jìn)行處理?，F(xiàn)階段，我國高功率燃煤電廠普遍開始應(yīng)用預(yù)處理-蒸發(fā)結(jié)晶技術(shù)，且處理量能夠達(dá)到每小時(shí)20m3，可以實(shí)現(xiàn)脫硫廢水零排放。

2.2 預(yù)處理-膜濃縮-蒸發(fā)結(jié)晶技術(shù)

在脫硫廢水中加入絮凝劑，有機(jī)硫和碳酸鈉實(shí)施預(yù)處理，此時(shí)可以去除脫硫廢水中的重金屬和懸浮物等結(jié)垢物質(zhì)。之后應(yīng)用開放流道反滲透膜、蝶管式反滲透膜和特殊流道反滲透膜處理技術(shù)對脫硫廢水實(shí)施濃縮減量處理，此時(shí)可以直接應(yīng)用淡水部分，利用多效蒸發(fā)器對濃水進(jìn)行壓縮處理結(jié)晶之后，所生成的冷凝水可以直接使用，結(jié)晶鹽再次進(jìn)行處理。此種處理技術(shù)被廣泛應(yīng)用到燃煤電廠脫硫廢水處理中。相比于預(yù)處理-蒸發(fā)結(jié)晶技術(shù)來說，此種技術(shù)具備膜濃縮減量單元，能夠避免終端廢水量過度蒸發(fā)，處理經(jīng)濟(jì)性比較高。當(dāng)前，我國多數(shù)電廠都開始應(yīng)用預(yù)處理-膜濃縮-蒸發(fā)結(jié)晶技術(shù)，脫硫廢水零排放效果比較顯著。

2.3 煙道噴霧干燥處理技術(shù)

應(yīng)用該項(xiàng)技術(shù)主要是經(jīng)泵送處理將電廠運(yùn)行期間所產(chǎn)生的脫硫廢水運(yùn)輸?shù)匠龎m器前煙道，在進(jìn)行壓縮空氣處理之后能夠確保脫硫廢水產(chǎn)生霧化反應(yīng)，通過按期溫度蒸發(fā)霧滴，之后利用除塵器收集脫硫廢水中的固體。煙道噴霧干燥處理技術(shù)成本比較低，且操作方法簡便，能夠減少后期檢修維護(hù)成本。然而我國還處于煙道噴霧干燥處理技術(shù)試驗(yàn)應(yīng)用階段，還需要深入研究分析廢水堵塞噴頭，煙道腐蝕等問題對脫硫廢水零排放效果的影響。

3 脫硫廢水零排放預(yù)處理工藝

盡管電廠脫硫廢水能夠?qū)崿F(xiàn)三聯(lián)箱加藥沉淀處理，然而廢水中鈣離子，懸浮物，硫酸根離子含量比較多，會(huì)極大影響后期膜處理效果。所以為了實(shí)現(xiàn)脫硫廢水零排放，必須突出軟化預(yù)處理技術(shù)的重要地位，保證脫硫廢水經(jīng)過預(yù)處理之后滿足膜處理進(jìn)水水質(zhì)要求。在現(xiàn)代技術(shù)條件下，脫硫廢水軟化處理技術(shù)主要包含以下幾點(diǎn)：

3.1 石灰—碳酸鈉軟化—沉淀池—過濾器工藝

通過此種技術(shù)組合方案對脫硫廢水實(shí)施預(yù)處理時(shí)，需要按照圖1所示工藝路線。脫硫廢水處理系統(tǒng)從反應(yīng)池1進(jìn)入到反應(yīng)池2，將適當(dāng)碳酸鈉和石灰投入到反應(yīng)池中，這樣能夠使脫硫廢水中鈣離子和鎂離子產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，生成沉淀物，之后在沉淀池進(jìn)行固液分離。在進(jìn)行沉淀處理之后選取上清液，對清液實(shí)施過濾處理，處理之后進(jìn)入到膜濃縮處理系統(tǒng)中，所產(chǎn)生的出水可以直接使用。

3.2 氫氧化鈉—碳酸鈉軟化—管式膜工藝

通過此種技術(shù)組合方案對脫硫廢水實(shí)施預(yù)處理時(shí)，需要按照圖2所示工藝路線。脫硫廢水處理系統(tǒng)從反應(yīng)池1進(jìn)入到反應(yīng)池2，將適當(dāng)碳酸鈉和石灰投入到反應(yīng)池中，這樣能夠使脫硫廢水中鈣離子和鎂離子產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，生成沉淀物。之后使用錯(cuò)流式管式濾膜進(jìn)行澄清和過濾處理，分離脫硫廢水中沉淀物，處理之后進(jìn)入到膜濃縮處理系統(tǒng)中，所產(chǎn)生的出水可以直接使用。

為了確保處理工藝方案的適宜性，需要充分考慮操作環(huán)境，出水水質(zhì)，技術(shù)成熟性以及水質(zhì)適應(yīng)性等因素，對以上兩種技術(shù)工藝方案進(jìn)行比較分析，結(jié)果顯示，在脫硫廢水零排放預(yù)處理中，氫氧化鈉—碳酸鈉軟化—管式膜工藝組合方案應(yīng)用效果比較明顯，因此值得推廣應(yīng)用。

4 脫硫廢水零排放膜濃縮工藝分析

在對脫硫廢水實(shí)施預(yù)處理之后，為了實(shí)現(xiàn)減量化目標(biāo)，則需要充分應(yīng)用膜濃縮單元處理技術(shù)。在進(jìn)行膜處理時(shí)所產(chǎn)生的廢水可以作為脫硫處理的補(bǔ)充進(jìn)水，濃水需要進(jìn)行蒸發(fā)結(jié)晶處理?，F(xiàn)階段，脫硫廢水膜濃縮環(huán)節(jié)主要應(yīng)用正滲透技術(shù)，特殊流道反滲透技術(shù)和碟管式反滲透技術(shù)。其中，碟管式反滲透技術(shù)主要采用碟片式處理方式，通過不同壓力等級確保高濃度，高鹽分脫硫廢水濃縮具備適應(yīng)性，可以應(yīng)用到垃圾滲濾液回收工作中，具有成熟的技術(shù)工藝，便于操作，且具備良好的抗污堵作用。然而此種處理技術(shù)會(huì)加大清洗維護(hù)難度，還會(huì)產(chǎn)生較高能耗和成本。正滲透技術(shù)在處理脫硫廢水時(shí)主要應(yīng)用正滲透專用膜，選取常壓等級，確保高濃度，高鹽分脫硫廢水濃縮具備適應(yīng)性，能耗低，具備良好的抗污堵作用。但是該項(xiàng)技術(shù)操作難度大，成本花費(fèi)比較高。特殊流道反滲透技術(shù)在處理脫硫廢水時(shí)主要應(yīng)用卷式膜方式，選取8.3MPa壓力等級，確保高濃度，高鹽分脫硫廢水濃縮具備適應(yīng)性，具備良好的抗污堵作用，便于操作，技術(shù)無明顯不足。

5 結(jié)語

綜上所述，此次研究主要是圍繞脫硫廢水零排放技術(shù)與工藝路線展開討論，首先分析了脫硫廢水水質(zhì)特征，零排放技術(shù)難點(diǎn)，之后詳細(xì)論述了脫硫廢水零排放技術(shù)和工藝路線，對比分析不同環(huán)節(jié)數(shù)工藝，并且認(rèn)為采用軟化預(yù)處理—特殊流道反滲透—碟管式反滲透技術(shù)組合方式處理脫硫廢水具有可行性，可以作為最佳工藝路線方案。

參考文獻(xiàn)

[1] 唐和平，陳代敏，張代榮.一體化高效絮凝技術(shù)與傳統(tǒng)脫硫廢水處理工藝的對比分析[J].重慶電力高等專科學(xué)校學(xué)報(bào)，2019，24（01）：30-33+48.

[2] 車凌云，張超，卞志明.氣隙式膜蒸餾系統(tǒng)在電廠脫硫廢水零排放深度處理過程中的研究[J].上海節(jié)能，2018，23（09）：692-697.

[3] 賀繼旺，黨小建，王紅雨，等.超超臨界660 MW機(jī)組煙道蒸發(fā)結(jié)晶脫硫廢水零排放技術(shù)[J].熱力發(fā)電，2019，48（01）：110-114.

[4] 馬雙忱，范紫瑄，溫佳琪，等.基于模糊層次分析的燃煤電廠脫硫廢水處理可利用技術(shù)評價(jià)[J].化工進(jìn)展，2018，37（11）：4451-4459.

[5] 車凌云，張超，卞志明.電子絮凝工藝處理在電廠脫硫廢水處理過程中的應(yīng)用與研究[J].上海節(jié)能，2018，22（10）：816-819.