解讀燃煤電廠濕法脫硫廢水零排放處理技術(shù)進展①

孫繼華

(國家能源集團克拉瑪依發(fā)電有限公司 新疆克拉瑪依 834000)

含硫煙氣是燃煤電廠生產(chǎn)經(jīng)營中最重要的減排工作對象之一，目前，國內(nèi)外技術(shù)最成熟的煙氣脫硫技術(shù)就是石灰石—石膏濕法脫硫技術(shù)。石灰石—石膏濕法脫硫技術(shù)具有較高的脫硫效率，脫硫質(zhì)量穩(wěn)定，能夠有效保證脫硫后的煙氣排放質(zhì)量，避免對大氣環(huán)境的污染。但石灰石—石膏濕法脫硫技術(shù)的使用會產(chǎn)生一定量的含硫廢水，直接排放會嚴重污染水資源，必須進行深度處理達標后排放。

1 燃煤電廠濕法煙氣脫硫廢水概述

燃煤電廠采用的煙氣脫硫技術(shù)主要是石灰石—石膏濕法脫硫技術(shù)，利用的是煙氣中的二氧化硫與石灰石碳酸鈣生成亞硫酸鈣的反應，漿液狀態(tài)的碳酸鈣能夠有效吸收煙氣中攜帶的二氧化硫，從而有效凈化煙氣；而吸收塔中的亞硫酸鈣溶液則在空氣的作用下被氧化成為硫酸鈣，即石膏，經(jīng)過脫水后的脫硫石膏可回收應用在水泥生產(chǎn)、土壤調(diào)節(jié)、建筑等領(lǐng)域。濕法脫硫廢水所指的就是石膏脫水過程產(chǎn)生的廢水，這部分廢水pH值在4～6范圍內(nèi)，偏酸性，含鹽量高，且含有的是大量的鈣、鎂離子，因此，廢水的硬度很高，容易結(jié)垢堵塞管道和其他結(jié)構(gòu)。除此外，濕法脫硫廢水中還含有一定量的Cl－、SO42－、SO32

－、F－等陰離子，砷、汞、鉛、鎳等重金屬離子，這些離子的存在使得濕法脫硫廢水遠未達到排放標準，必須進行深度處理后達標排放。目前，燃煤電廠大多采用物理化學方法來處理濕法脫硫廢水，即通過氧化、中和等方法脫除廢水中的陰陽離子，通過沉淀、絮凝等方法脫除廢水中的懸浮物、膠狀物，但這樣的方式并不能很好的脫除廢水中的鹽分，使得燃煤電廠排放的廢水屬于高鹽狀態(tài)，直接排放會成為水體鹽度提高、流域土地鹽堿化的源頭。

2 燃煤電廠濕法脫硫廢水的零排放處理技術(shù)

2.1 蒸發(fā)法

蒸發(fā)法是濕法脫硫廢水零排放處理技術(shù)中最常見的一種，且是效果十分顯著的一種。蒸發(fā)法處理濕法脫硫廢水的原理是通過高溫加熱，使廢水沸騰蒸發(fā)形成水蒸氣，水蒸氣凝結(jié)冷卻后回收成為水資源，可以進行循環(huán)利用；而廢水中的污染物則會因高溫、失水而逐漸從液體轉(zhuǎn)化為晶體狀態(tài)，便于后續(xù)的回收和處理。與其他零排放處理技術(shù)相比，蒸發(fā)法的可操作性強、實用性強、操作簡單、能源消耗程度低，是十分有效的處理技術(shù)，能夠有效實現(xiàn)濕法脫硫廢水的零排放。

2.1.1 強制循環(huán)蒸發(fā)

在具體實踐過程中，濕法脫硫廢水并非一次蒸發(fā)就能夠?qū)崿F(xiàn)零排放，從原液濃縮到減量到結(jié)晶的過程需要較長的時間，若采用一次蒸發(fā)會減緩蒸發(fā)的效率，還會影響蒸發(fā)的效果，因此，強制循環(huán)的多次蒸發(fā)是生產(chǎn)實際中更加常用的技術(shù)。強制循環(huán)蒸發(fā)技術(shù)使用過程中，通常將幾個蒸發(fā)器串聯(lián)在一起，使?jié)穹摿驈U水在不同的蒸發(fā)器中實現(xiàn)濃縮、減量、結(jié)晶，最終實現(xiàn)零排放處理。為了更好的實現(xiàn)強制循環(huán)蒸發(fā)，需要先將濕法脫硫廢水進行軟化處理，避免廢水中的鈣鎂離子導致蒸發(fā)器結(jié)構(gòu)損傷。

2.1.2 降膜機械蒸發(fā)

與上一點中濕法脫硫廢水一起進入蒸發(fā)器進行蒸發(fā)不同，降膜機械蒸發(fā)是一種利用噴淋設備使廢水以水膜的形式分布在加熱管表面，提高蒸發(fā)效率的一種技術(shù)。這種蒸發(fā)技術(shù)從理論上來講，所消耗的蒸發(fā)熱值要遠低于強制循環(huán)蒸發(fā)，蒸發(fā)效率也應當高于強制循環(huán)蒸發(fā)，但前提是噴淋設備的噴淋密度、噴淋量必須與廢水在加熱管表面的蒸發(fā)速度配合一致，不使廢水在加熱管表面堆積，也不使加熱管空載，從而達到最佳的蒸發(fā)效果，這一點還需要進一步的研究和實踐。其次，濕法脫硫廢水與加熱管直接接觸，對加熱管的材質(zhì)有了更高的要求，提高了設備整體的費用成本，能否壓倒強制循環(huán)蒸發(fā)設備還需要看具體情況和具體計算。

2.2 煙道處理法

煙道處理方法是一種將廢水氣化后排出的技術(shù)，這種技術(shù)能夠使廢水中的污染物以最小的顆粒直徑進入大氣，最大程度上接近零排放效果。因為煙道處理方法中沒有使用化學藥劑，而是用設備對廢水進氣化，所以廢水中含有的污染物并沒有被有效脫除和回收，只是以最小顆粒的形式進入大氣，因此，只能說是接近零排放處理要求，而不是真正的零排放處理，還是存在對大氣、水體形成污染的可能性。也正是因為這一點，煙道處理方法在污水處理領(lǐng)域中應用的不多，并不常見。

2.3 軟化+煙道法

軟化+煙道法與煙道處理法的區(qū)別就在于軟化技術(shù)，這也是這種零排放處理技術(shù)的核心。軟化技術(shù)有兩種使用方式，一種是熟石灰+混凝澄清的方式，能夠有效去除廢水中的重金屬離子、懸浮物、膠狀物，軟化水質(zhì)；另一種是石灰+碳酸鈉+澄清或碳酸鈉+強堿+澄清的方式，能夠有效去除廢水中的鈣鎂離子、硫酸根離子等導致水質(zhì)過硬的因子，達到軟化水質(zhì)的效果。當經(jīng)過軟化的濕法脫硫廢水進入煙道進行氣化時，能夠有效降低進入大氣的污染物數(shù)量和密度，更加貼近零排放的處理效果。

2.4 膜分離技術(shù)

在濕法脫硫廢水中，不乏可以回收再利用的物質(zhì)，包括水資源、鹽分、重金屬離子等，都能夠在工業(yè)生產(chǎn)的其他環(huán)節(jié)中找到新的應用方向。而膜分離技術(shù)是現(xiàn)代工業(yè)中回收物質(zhì)的常見技術(shù)之一，能夠?qū)⑽廴疚飶乃w中有效分離出來，在實現(xiàn)出水凈化的同時，幫助技術(shù)人員進行物質(zhì)回收工作。常見的膜分離技術(shù)包括微濾、超濾、反滲透等數(shù)種，主要針對的是不同直徑的分離對象，比如微濾膜主要截留直徑在0.1～10μm之間的物質(zhì)，超濾膜主要截留直徑2nm～0.1μm之間的膠體、大分子等物質(zhì)，若應用膜孔徑更小的納濾膜，則可截留直徑在1～3nm之間的分子，實現(xiàn)鹽分的截留和去除，有效降低濕法脫硫廢水中的含鹽量，為零排放處理奠定基礎(chǔ)。

3 零排放處理技術(shù)的發(fā)展進展概述

目前，我國在燃煤電廠煙氣濕法脫硫廢水的零排放處理方面還有很大的進步空間，技術(shù)和設備上的研究還不夠成熟，相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域研究人員需要加大研發(fā)力度，盡可能拉近我們與發(fā)達國家在這個領(lǐng)域的距離，盡量提高我國的濕法脫硫廢水的零排放處理效果，保護我國的自然環(huán)境資源。目前，相較于蒸發(fā)法、膜分離技術(shù)，煙道法是濕法脫硫廢水零排放處理領(lǐng)域中的熱門研究方向，研究人員已經(jīng)提出在煙道中配合電除塵類設備，對氣化后從水體中暴露出的污染物顆粒進行捕捉，能夠更加有效地提高對濕法脫硫廢水的零排放處理效果，還能夠?qū)崿F(xiàn)對可回收物質(zhì)的回收再利用，更能夠避免對煙道的腐蝕和損傷。由此可見，電除塵煙道處理法會是零排放處理技術(shù)的重要發(fā)展方向。

4 結(jié)語

隨著我國經(jīng)濟的發(fā)展和科技水平的提高，社會生產(chǎn)生活中對各種資源的需求必然日益增多，所產(chǎn)生的廢水、固廢量也在持續(xù)增加。燃煤電廠是城市供電的重要來源之一，隨著城市對電能的需求量增加，燃煤電廠的發(fā)電量增加，煙氣脫硫的需求量也隨之增加，產(chǎn)生的濕法脫硫廢水量也在不斷增加。為了實現(xiàn)對濕法脫硫廢水的零排放處理，提高對環(huán)境資源的保護，本文分析了各種零排放技術(shù)，希望可以為提高燃煤電廠廢水處理水平提供一些幫助，為我國環(huán)境保護工作貢獻微薄之力。