燃煤電廠脫硫廢水處理工藝探討

文_胡景麗 航天環(huán)境工程有限公司

1 燃煤電廠脫硫廢水主要處理難點

1.1 廢水成分復雜

燃煤電廠運行過程中，所產(chǎn)生、排放的廢水將會經(jīng)過煤的充分燃燒，并對所產(chǎn)生煙氣進行大量吸收，同時也將受到各類發(fā)電設(shè)備的運轉(zhuǎn)影響，因此脫硫廢水在不同時間節(jié)點中的成分結(jié)構(gòu)存在一定差異性，處于動態(tài)變化狀態(tài)。因此，如采用傳統(tǒng)的各項物理法、化學法，將會進一步造成脫硫廢水的水質(zhì)不穩(wěn)性，且多數(shù)廢水經(jīng)過處理后仍會含有大量的重金屬離子等污染物質(zhì)，與國家相關(guān)廢水排放標準不符。

1.2 脫硫廢水含鹽量過高

燃煤電廠在運行過程中所產(chǎn)生脫硫廢水將含有較高濃度的鈣離子、鈉離子等多種無機鹽離子，以及各類結(jié)晶鹽產(chǎn)物，含鹽量較高。這類脫硫廢水處理難度系數(shù)較高（所含鹽物質(zhì)很難被回收凈化），進而對廢水所排放環(huán)境造成嚴重的污染。此外脫硫廢水的含鹽量也將處于動態(tài)變化狀態(tài)，受到電廠實時發(fā)電情況影響出現(xiàn)上下波動。

1.3 脫硫廢水懸浮物含量過高

在當前我國多數(shù)燃煤電廠運行過程中，膜過濾技術(shù)是一項應(yīng)用較為常見的廢水處理技術(shù)。與其他處理技術(shù)相比，膜過濾技術(shù)處理效果好，但是需要定期對濾膜進行更換、沖洗。在脫硫廢水處理過程中，由于廢水中分布大量的懸浮物，因此在應(yīng)用膜過濾技術(shù)時，有較高可能造成膜結(jié)垢問題。

1.4 設(shè)備工況要求過高

燃煤電廠所產(chǎn)生、處理的多數(shù)脫硫廢水成分結(jié)構(gòu)較為復雜，廢水中含有大量酸性物質(zhì)，會對廢水所接觸各類設(shè)備、設(shè)施持續(xù)造成腐蝕。此外在廢水脫硫環(huán)節(jié)中，廢水中也會分布大量鈣離子等物質(zhì)，如若廢水溫度出現(xiàn)大幅提升，將導致所處理脫硫廢水出現(xiàn)結(jié)垢，進而對設(shè)備造成損壞、堵塞影響。

2 脫硫廢水處理工藝應(yīng)用實例

2.1 工藝應(yīng)用優(yōu)勢

在該燃煤電廠傳統(tǒng)脫硫廢水工藝應(yīng)用過程中，面臨著廢水處理工藝應(yīng)用限制條件多、廢水處理方向較為片面、廢水水質(zhì)實時變化等諸多處理難點。針對于此，該電廠選擇組合應(yīng)用多項脫硫廢水處理工藝，以構(gòu)建起綜合處理工藝體系。廢水綜合處理工藝具有自動化、廢水處理經(jīng)濟成本低、水質(zhì)波動適應(yīng)性強、工序簡略等諸多應(yīng)用優(yōu)勢。

該燃煤電廠脫硫廢水檢測數(shù)據(jù)報告如圖1所示，實現(xiàn)了對廢水中所含COD、F-、重金屬和無機鹽等物質(zhì)的有效去除。

表1 該燃煤電廠脫硫廢水處理結(jié)果數(shù)據(jù)表

2.2 具體工藝流程

該燃煤電廠的具體脫硫廢水處理工藝流程為：將待處理脫硫廢水流入沉砂池，再流入曝氣調(diào)節(jié)池，同時將一定體積壓縮空氣注入調(diào)節(jié)池中；將廢水流入斜板反應(yīng)沉淀池（將所產(chǎn)生污泥進行收集、壓濾處理，隨后將其外運），在向池內(nèi)添加適量石灰；廢水流入緩沖水池、斜板反應(yīng)沉淀池（所產(chǎn)生污泥運至收集池、經(jīng)過壓濾處理后將所形成泥餅外運）、清水池；將經(jīng)過處理的脫硫廢水經(jīng)由活性炭、袋式、超濾膜等過濾器裝置進行過濾，隨后將其流入超濾水池進行反滲透處理，在將所排出淡水進行回收利用；在廢水反滲透處理環(huán)節(jié)，可選擇將部分廢水進行高壓反滲透處理（以及正滲透處理），再將其經(jīng)由濃水池與煙道進行處理、蒸發(fā)，最終通過除塵器裝置生成一定數(shù)量的粉煤灰，對其進行回收利用。

2.3 所應(yīng)用的脫硫廢水處理工藝

2.3.1 沉砂

將所處理脫硫廢水流入沉砂池內(nèi)，逐漸將廢水中所分布各類懸浮物與泥沙進行沉淀、去除，廢水在靜置一定時間后再流入曝氣調(diào)節(jié)池內(nèi)，廢水渾濁度將有所改善。

2.3.2 曝氣

脫硫廢水在流入曝氣調(diào)節(jié)池后，廢水中所分布有機物質(zhì)將與池內(nèi)的活性污泥、溶解氧等進行混合接觸，持續(xù)將脫硫廢水中所分布各類有機物質(zhì)進行氧化去除。

2.3.3 斜板沉淀

將脫硫廢水流入斜板反應(yīng)沉淀池內(nèi)，隨后向池內(nèi)添加石灰石，與廢水中所分布的鎂離子與氟離子進行反應(yīng)，進而生成氫氧化鎂等物質(zhì)，基于斜板設(shè)施將所沉淀物質(zhì)進行去除，再將泥漿進行壓濾。

2.3.4 膜處理

脫硫廢水在完成除鈣處理后，經(jīng)由稀硫酸對其酸堿值加以調(diào)節(jié)，多介質(zhì)、袋式等過濾裝置對廢水進行重復過濾，隨后脫硫廢水流入膜處理系統(tǒng)中?；谒幚砻摿驈U水的實時無機鹽濃度，靈活采取反滲透、海水淡化反滲透等多種處理技術(shù)對脫硫廢水進行處理。

2.3.5 煙道蒸發(fā)及除塵

當脫硫廢水經(jīng)過正滲透（或MVR）處理后，會將含鹽量較高的廢水進行霧化處理，隨后噴入煙氣，基于煙氣自身熱量使其進行蒸發(fā)，將廢水中所含各類污染物質(zhì)轉(zhuǎn)變?yōu)闈崈粜螒B(tài)，最終被所配置電除塵器裝置進行收集、再生利用。

3 燃煤電廠常見應(yīng)用的脫硫廢水處理工藝

3.1 混凝沉淀工藝

3.1.1 工藝優(yōu)劣勢

混凝沉淀工藝作為一項較為成熟的處理工藝，具有運行穩(wěn)定、操作簡便、經(jīng)濟適用性強、處理范圍廣、廢水處理效果強等諸多應(yīng)用優(yōu)勢。但是混凝沉淀工藝并不適用于處理鈣離子、硫酸根離子等各類溶解性污染物含量過高的脫硫廢水，具有一定的局限性。

3.1.2 工藝流程

混凝沉淀工藝主要由中和、沉淀、絮凝及澄清四項流程構(gòu)成。其中，在中和處理環(huán)節(jié)，向混凝沉淀池內(nèi)加入適量石灰乳等堿性化學試劑，從而對脫硫廢水的酸堿值進行調(diào)節(jié)。而在沉淀環(huán)節(jié)，當脫硫廢水中分布各類重金屬離子時，將向池內(nèi)加以適量有機硫化物質(zhì)，使其與廢水中所分布汞離子等發(fā)生反應(yīng)，持續(xù)生成難溶物質(zhì)加以沉淀。在絮凝處理環(huán)節(jié)，向混凝沉淀池內(nèi)添加適量絮凝劑，從而使得脫硫廢水中所分布各類懸浮物顆粒以及絮凝劑的膠體顆粒進行凝聚。在澄清處理環(huán)節(jié)，將經(jīng)過絮凝處理后的脫硫廢水流入澄清池內(nèi)進行澄清處理。池內(nèi)上部水體的渾濁度與各類污染物質(zhì)的濃度較低，因此可將水體酸堿值進行適當調(diào)節(jié)后直接將廢水加以排放。而針對底部所堆積的污泥，將其進行壓濾處理后進行二次利用。

3.2 廢水回收工藝

3.2.1 煤場噴灑工藝

將所處理廢水向指定煤堆區(qū)域進行噴灑處理。由于多數(shù)燃煤電廠所儲存、使用煤的含水率增量相對較小，因此向煤堆噴灑少量廢水并不會對煤的燃燒性能造成明顯影響。但對這一工藝的應(yīng)用，將會對燃煤電廠所配置鍋爐等設(shè)備持續(xù)造成腐蝕影響。因此在應(yīng)用煤場噴灑工藝時，需定期對燃煤電廠所配置相應(yīng)設(shè)備開展維護保養(yǎng)工作。

3.2.2 廢水除渣工藝

將所需處理的脫硫廢水適量引入燃煤電廠所構(gòu)建的除渣系統(tǒng)當中（將其作為補給水）。而高溫爐渣中含有較多堿性氧化物質(zhì)，將會與所引入的脫硫廢水產(chǎn)生中和反應(yīng)，持續(xù)將廢水中所分布各類重金屬離子加以沉淀。

3.2.3 工藝優(yōu)劣勢

與其他廢水處理工藝相比而言，廢水回收工藝的節(jié)能系數(shù)較高，在一定程度上實現(xiàn)了脫硫廢水的近零排放。但是這一工藝具有諸多應(yīng)用限制條件，實際應(yīng)用范圍較為狹窄，且廢水實際處理量有所不足，可將其與其他處理工藝進行組合應(yīng)用。

3.3 微/超濾與反滲透組合工藝

首先將脫硫廢水引入三聯(lián)箱內(nèi)進行處理，在廢水流出澄清池設(shè)施后引入超濾/微濾（視實際處理情況與廢水成分而定），將剩余金屬化合物以及懸浮物質(zhì)進行截留。這一組合工藝具有廢水脫鹽率高、自動化程度高、適用性強等諸多應(yīng)用優(yōu)勢。但是在脫硫廢水處理過程中，時常出現(xiàn)濾膜堵塞等問題，需要消耗一定的額外時間成本用于開展濾膜更換以及沖洗作業(yè)。以我國內(nèi)蒙古地區(qū)一家燃煤電廠為例，所配置反滲透裝置的回收率穩(wěn)定保持在95%以上，所處理脫硫廢水的實際脫鹽率則穩(wěn)定保持在90%以上。而目前來看，隨著反滲透技術(shù)的不斷優(yōu)化完善，在未來一定時間階段內(nèi)，脫硫廢水反滲透處理經(jīng)濟成本將會呈下降趨勢，且隨著配套生產(chǎn)工藝的持續(xù)發(fā)展（膜制品生產(chǎn)質(zhì)量的提高），微/超濾與反滲透組合工藝的普及率將會持續(xù)提升。

4 結(jié)語

在當前我國電力行業(yè)發(fā)展過程中，雖然各燃煤電廠靈活應(yīng)用多項傳統(tǒng)脫硫廢水處理工藝，但仍舊存在廢水污染分差大、易結(jié)垢、水量波動大等問題。因此需要燃煤電廠結(jié)合實際廢水處理情況，對上述所提及各項脫硫廢水處理工藝加以全面了解、合理應(yīng)用，深度處理所產(chǎn)生脫硫廢水，以實現(xiàn)對脫硫廢水的零排放。