燃煤電廠水處理及脫硫廢水零排放技術分析

呂升璐

摘要：我國燃煤發(fā)電排放的大氣污染物主要包括二氧化硫、氮氧化物和煙塵，隨著火電廠大氣污染物排放標準的不斷嚴格，已經實現了有效控制。我國燃煤電廠脫硫二氧化硫主要是采用石灰石濕法脫硫，在實際運行中脫硫廢水已經成為廢水處理當中最復雜、難度最大的一類。隨著環(huán)保形勢的日益嚴格，以及《國務院關于印發(fā)水污染防治行動計劃的通知》（國發(fā)[2015]17號）的發(fā)布與執(zhí)行，燃煤電廠脫硫廢水零排放也逐漸成為關注重點。本文重點分析了燃煤電廠脫硫廢水零排放的相關可行技術，在此基礎上提出進一步優(yōu)化完善脫硫廢水處理的技術措施。

關鍵詞：燃煤電廠，廢水處理，脫硫廢水，零排放，可行性技術

1、燃煤電廠廢水處理技術分類

燃煤電廠廢水種類較多，來源不一樣，成分不一樣，去向和處理方法均不一樣，所以應采用集中處理和分類處理互相融合的方式。

1.1鍋爐停爐保護和化學清洗廢水（含有機清洗劑）處理。鍋爐化學清洗方式較多，用檸檬酸或EDTA進行鍋爐酸洗產生的廢液中殘余清洗劑量很高。上述鍋爐酸洗廢水水質特點是COD，SS含量較高。為降低過高的COD，在常規(guī)混凝澄清處理、pH調整等工藝之前應增加氧化處理環(huán)節(jié)，以分解廢水中的有機物。

1.2空氣預熱器、省煤器和鍋爐煙氣側等設備沖洗排水處理。該類廢水為燃煤鍋爐非經常性排水，由于其含有較高的懸浮物和含鐵量，不能直接混入日常排水系統(tǒng)處理。通常采用化學沉淀法進行處理，也可采用氧化、化學沉淀法，即首先進行曝氣氧化，再進行中和、混凝澄清等處理。

1.3化學水處理工藝廢水處理。燃煤電廠化學水處理根據處理工藝的不同，會產生不同的酸堿廢水或濃鹽水。

酸堿廢水多采用中和處理，即采用加酸或堿調節(jié)pH值至6～9之間，出水直接排放或回用。該工藝系統(tǒng)一般由中和池、酸儲槽、堿儲槽、在線pH計、中和水泵和空氣攪拌系統(tǒng)等組成，運行方式大多為批量中和。

采用反滲透預脫鹽的處理工藝，一方面排水量較大，一方面水質沒有超標項目，主要是含鹽量較高，可直接利用或排放，必要時可進行脫鹽處理。

1.4沖灰廢水處理。采用水力除灰方式會產生沖灰廢水。燃煤電廠沖灰廢水主要是pH值和含鹽量較高，有時候懸浮物也較高。只要保證水在灰場有足夠的停留時間，并采取措施攔截“漂珠”，懸浮物大多可滿足排放要求。pH值則需要通過加酸，使pH值降至6～9范圍內。沖灰廢水一般采用物理沉淀法處理后循環(huán)使用。處理過程中需添加阻垢劑，防止回水系統(tǒng)結垢。

1.5含油廢水處理。含油廢水處理通常采用氣浮法進行油水分離，出水經過濾或吸附后回用或排放;也可采用活性炭吸附法、電磁吸附法、膜過濾法、生物氧化法等除油方法。

1.6脫硫廢水處理。燃煤電廠脫硫廢水一般是酸性較強、懸浮物濃度高、COD高等。一般是通過加石灰漿對脫硫廢水進行中和、沉淀進行處理，然后經絮凝、澄清、濃縮等步驟處理后，清水回收利用，沉降物脫硫廢水污泥經脫水后運出處置。

1.7氨區(qū)廢水處理。氨區(qū)廢水包括液氨貯存或氨水貯存區(qū)卸氨后設備及管道中氨氣、事故或長期停機狀態(tài)下氨罐及管道中氨氣排至吸收槽用水稀釋產生的廢水、氨泄漏時稀釋廢水、夏季氣溫較高時對液氨儲罐進行冷卻產生的廢水等。

2、脫硫廢水零排放技術

2.1脫硫廢水零排放處理原則1）燃煤電廠除脫硫廢水外，各類廢水經處理后基本能實現“一水多用，梯級利用”、廢水不外排，因此，脫硫廢水零排放是燃煤電廠實現全廠近零排放的重點和關鍵。2）燃煤電廠脫硫廢水特點之一就是預處理后含鹽量高。目前脫硫廢水零排放技術主要包括煙氣余熱噴霧蒸發(fā)干燥、高鹽廢水蒸發(fā)結晶等。3）蒸發(fā)干燥或蒸發(fā)結晶前，宜采用反滲透、電滲析等膜濃縮預處理工藝減少廢水量。4）電廠應加強全廠水務管理，經濟合理地處理各種廢水，最大限度地提高廢水回用率。

2.2脫硫廢水零排放技術。蒸發(fā)結晶技術是通過一系列方法將廢水濃縮，濃縮液蒸發(fā)結晶，蒸汽經冷凝回收，而鹽結晶干燥成工業(yè)鹽，從而達到廢水零排放的目的。目前，廢水蒸發(fā)結晶技術主要有以下2種：

1）多效蒸發(fā)技術。常規(guī)蒸發(fā)結晶技術為多效蒸發(fā)（MED）結晶技術，該技術一般分為熱輸入單元、熱回收單元、結晶單元和附屬系統(tǒng)單位4個單元。常規(guī)處理后的廢水經過多級蒸發(fā)室的加熱濃縮后成為鹽漿，鹽漿經離心、干燥后成為工業(yè)鹽運輸出廠出售或掩埋。2009年，廣東河源電廠應用該技術建成了脫硫廢水零排放工程，設計處理量為20m3/h，蒸發(fā)系統(tǒng)出水TDS小于30mg/L，回用于電廠循環(huán)冷卻水，產生的固體結晶鹽達到二級工業(yè)鹽標準，以每噸約80元的價格出售，雖然該技術較為成熟，但極高的能耗還是限制了其發(fā)展和推廣。2）機械蒸汽再壓縮技術。為減小能耗，科研人員又研發(fā)出采用機械蒸汽再壓縮（MVR或MVC）技術的蒸發(fā)器。MVR（MVC）技術是將二次蒸汽經絕熱壓縮后送入加熱室，壓縮后的蒸汽溫度升高，可重新作為熱源使用，從而大大降低了蒸汽用量，降低了能耗。三水恒益電廠從美國引進了國內第一套MVR（MVC）技術設備，該技術采用兩級臥式MVC+兩級臥式MED工藝，設計處理量為20m3/h，用于處理樹脂再生廢水和脫硫廢水。采用的蒸發(fā)器是臥式噴淋水平管薄膜蒸發(fā)器，水平設置，廢水走管外，加熱蒸汽走管內，液體經噴嘴噴淋到換熱器管的外部形成薄膜，經加熱后產生蒸汽，產生的濃縮液進入結晶系統(tǒng)處理。

2.3脫硫廢水零排放技術發(fā)展。脫硫廢水零排放處理技術主要包括蒸發(fā)結晶法和煙道蒸發(fā)法，這兩種工藝各有優(yōu)勢和不足，具體工藝選擇還需要依據具體水質條件等綜合因素進行具體確定。

在下一步燃煤電廠脫硫廢水零排放技術發(fā)展中，一方面需要關注對于重金屬的去除，尤其是吸附法脫除;一方面是對脫硫廢水零排放技術的多元化發(fā)展進行研究與開發(fā)，以及水資源回收與利用。

3、脫硫廢水優(yōu)化措施

3.1控制來煤、來水、來粉氯離子含量。脫硫系統(tǒng)中氯離子含量的富集來源來自煤、工藝水、石灰石粉，要從源頭進行控制。吸收塔漿液氯離子含量的控制標準為5000mg/L～10000mg/L。據有關資料顯示脫硫廢水一天不排放，吸收塔漿液氯離子含量以500mg/L的速度遞增。

3.2控制脫硫廢水含固率。石膏旋流站、廢水旋流站旋流子需定期經常進行檢查、清理、更換，真空皮帶脫水機運行正常，下部保持干凈，避免過多的泥漿進入回收水箱增加廢水原水含固率。根據調試情況，廢水旋流站存在底流易堵塞致使廢水來水含固量偏高，造成廢水設備損壞，故廢水來水含固量應確保低于設計要求3.6%。

3.3控制脫硫廢水排放量。脫硫廢水排放量按15kg/（MW·h）～20kg/（MW·h）控制。300MW每臺機組控制每小時4.5t/h～6t/h，600MW每臺機組控制每小時9t/h～12t/h，1000MW每臺機組控制每小時15t/h～20t/h。

參考文獻：

[1]王圣，朱法華，王慧敏.基于實測的燃煤電廠細顆粒物排放特性分析與研究[J].環(huán)境科學學報，2011，31（3）：630-635.

[2]朱法華，王圣，鄭有飛.火電NOX排放現狀與預測及控制對策[J].能源環(huán)境保護，2004，18（1）：1-6.

（作者單位：神華國華孟津發(fā)電有限責任公司）