燃煤電廠脫硫廢水零排放技術研究進展

原雪迪

（哈爾濱鍋爐廠有限責任公司,黑龍江 哈爾濱 150000）

燃煤發(fā)電仍是我國現階段最主要發(fā)電方式，煤在燃燒過程中會產生含有大量二氧化硫的煙氣并對空氣造成污染，因此必須采用恰當的煙氣脫硫方式。我國大多數燃煤電廠采用石灰石-石膏濕法對煙氣進行脫硫，該法會產生含有高濃度的氯離子、硫酸根離子和重金屬離子的脫硫廢水。目前脫硫廢水多采用中和-化學沉淀-絮凝-澄清的傳統(tǒng)工藝處理，產出水質不能滿足現今環(huán)保要求，具有硬度高、氯離子濃度高、腐蝕性強等缺點，難以處理、回收和利用，直接排放將對環(huán)境造成嚴重危害。

一、燃煤電廠脫硫廢水的主要特征

第一，成分復雜性。水質波動性較大是脫硫廢水的主要特征之一。受廢水自身成分構成特征的影響，各成分若燃燒不充分，則將會形成混有多種成分的煙氣，若這些污物滲透至廢水內，則會誘導脫硫廢水自體成分改變與轉移過程，進而導致SO4-、Ca2+、Na+、CI-等元素間相互作用，進一步提升廢水水質改變過程的復雜性。第二，含鹽量偏高。縱觀燃煤電廠的現實生產形式及具體生產內容，不難發(fā)現電廠的脫硫廢水內真實的含鹽量整體處于較高水平。并且燃煤電廠的電力生產情況也作用于含量的變化過程，大部分情況下，發(fā)電量越大，那么脫硫廢水內含鹽量越高。第三，懸浮物總含量偏高。長期以來，石灰石—石膏濕法是國內大部分燃煤電廠處理脫硫廢水的首選方法。該工藝技術投用階段會形成大量的石灰石粉末，若這些分泌直接進入到廢水內，將會直接造成廢水內懸浮物總含量上升過程，既往有調查發(fā)現最嚴重的狀況下，于排放出的脫硫廢水內，懸浮物的總含量達到了每升5 萬毫克。以上這一問題若長期不被解除，則將會使燃煤電廠電力生產過程中遇到諸多阻力，很難達成可持續(xù)發(fā)展的宏偉目標。

二、燃煤電廠污水種類及來源

燃煤電廠在煤及煤相關產物生產中會涉及一系列的脫硫、脫硝工作，這些化學反應均會涉及污水的排放和處理。主要產生廢水的來源就是由于煤炭的品質不同，在煤氣化液化的操作過程中會存在一些雜質，同時在進行煤炭的一系列加工過程中，會涉及將水煤氣液化，最終成為所需產物的過程。由于很多煤炭相關的化工產品都要在水煤氣的幫助下實現其產物的形成，而在水煤氣到水煤漿、再到所需燃煤電廠產物的過程中，就會產生大量的污水排放物。這就需要對燃煤電廠產生最終產物的過程，進行污水質量的監(jiān)測和處理，達到最終排放的基本要求后，再將其排入自然環(huán)境，避免污水造成不良的環(huán)境影響。燃煤電廠生產中的廢水，其主要成分是由無機鹽和有毒的有機物組成的。這些有機物大部分是含氮的化合物質，眾所周知，氮氧化物和硫化物都是會造成環(huán)境污染且對人體有害的有機物；同時在無機鹽的處理上，這些廢水會在洗滌過程中加入部分無機鹽類，目的是去除產物中的部分離子。但如果將污水直接排入環(huán)境，由于這部分無機鹽含有一部分重金屬離子，將會給水資源帶來較大的污染，也不利于之后的水質凈化處理。

三、燃煤電廠脫硫廢水零排放技術措施廢水濃縮處理加蒸發(fā)池

（一）化學加藥軟化系統(tǒng)

經過預沉淀系統(tǒng)處理后的脫硫廢水與脫硫廢水原水水質進行比較后發(fā)現，Ca2+、Mg2+、SO42-、F-、CODCr 等雜質的含量均有所降低，但是并未達到SCNF 系統(tǒng)的進水水質要求，因此需要對預沉淀處理出水進行軟化處理。通過Na OH 和Na2CO3 投加、攪拌反應，使其形成Mg(OH)2 和Ca CO3 沉淀。其中投加Na OH 時，調節(jié)p H 值至9.5～11.5，反應1h；投加Na2CO3 時，反應時間1h，起到進一步去除廢水中Mg2+和Ca2+的目的。

（二）蒸發(fā)法

這是濕法脫硫廢水零排放處理工藝中最常見的技術類型，用于廢水處理實踐中能取得較好成效。的一種。蒸發(fā)法處理脫硫廢水的技術原理可以做出如下表述：歷經高溫加熱過程后，達到廢水沸點，誘導其沸騰、蒸發(fā)并生成形蒸氣，水蒸氣凝結冷卻以后，將其回收成為水資源，借此方式實現對不可再生資源的循環(huán)利用。在以上處理階段，脫硫飛鼠內的部分污染物會因高溫、失水，循序漸進由液態(tài)轉型成，為后期回收和處理過程順利推進創(chuàng)造便利條件。和其他類型的零排放處理技術做比較分析，蒸發(fā)法的可執(zhí)行性更強、實用性高、操作流程簡單、能源損耗量少，可以被看成一項行之有效的廢水處理工藝技術，為實現濕法脫硫廢水零排放目的提供可靠的支撐。

（三）主煙道煙氣干化技術

主煙道煙氣干化技術是指將脫硫廢水經噴嘴霧化，直接噴入空氣預熱器和煙氣除塵器之間的煙道內，在煙氣余熱作用下迅速干燥蒸發(fā)，廢水中的懸浮物和一些可溶性固體結晶形成細小固體顆粒，隨煙氣進入除塵器中，實現脫硫廢水的零排放。該技術設備操作簡單，占地面積小，無須添加化學藥劑，運行成本低，能夠提高煙氣濕度和電除塵器對煙氣的除塵效率，但在處理過程受煙氣溫度、煙道長度等限制。目前主煙道煙氣干化技術在國外有著廣泛的應用，但在國內應用率不高，僅在內蒙古上都電廠、焦作萬方電廠和寧夏靈武電廠等開展了工程應用。

（四）污水回用工藝

在通過深度處理后，各個流程所分離出的廢水都可以根據實際情況進入回收利用裝置繼續(xù)進行二次利用。包括脫鹽系統(tǒng)中的高鹽廢水、鍋爐排水等等，這些廢水在進行回收利用之后還能繼續(xù)進入循環(huán)水系統(tǒng)進行使用，增加廢水使用效率，從而實現整個企業(yè)水處理系統(tǒng)的經濟環(huán)保。第一，廢水預處理。為了方便廢水的再利用，需要對廢水進行預處理工藝，去除其中的懸浮固體、溶解氧、二氧化硅等會造成二次污染的有害物質，對于這些物質可以采用石灰物質和純堿進行結合脫除，最終使廢水的中硬度小于200mg/L，懸浮固體物質小于5mg/L，就實現了廢水的預處理過程。第二，膜處理工藝。在經過廢水的預處理后，就要對高鹽廢水中的鹽離子進行凈化。在化工行業(yè)中，除鹽方法主要分為離子交換樹脂法和反滲透膜法。離子交換法就是用樹脂進行廢水離子脫除，但由于其在離子交換樹脂的再生過程中會涉及大量酸堿的排放，污染較大，故適用于所含離子較少的含鹽廢水凈化；而在燃煤電廠污水中，反滲透膜法的處理工藝更加普遍，反滲透膜技術是與其他膜技術共同組成的超膜工藝，反滲透膜由于孔徑小，對進水要求高，因此采用納濾、超濾等技術手段。這些工藝在過濾進水中雜質的同時，為反滲透系統(tǒng)提供了進水質量高的廢水，減少了膜的清洗頻率，提高污水回用工藝的效率。

（五）深度處理工藝

在進行生化處理完成后，需要對以上步驟沒有處理完成的碳氮化合物、有機物等進行深度去除，達到排放的標準才能進入后續(xù)的工藝過程。包括了臭氧化、催化氧化和曝氣等操作過程，在這些深度處理工藝中，臭氧催化氧化和臭氧化是運用得較多的化學深度處理工藝，其過程不涉及額外的污泥物質消耗和其他藥劑的損耗，工藝流程相對較簡單，同時節(jié)約了整個工藝的生產成本。

結語:綜上所述，社會生產生活對電力資源的需求量有不斷增多趨勢，燃煤電廠運作階段也會形成更多的廢水、固廢量。為實現濕法脫硫廢水的零排放處理，更好的保護生態(tài)環(huán)境，相關人員應加大對脫硫廢水零排放的研發(fā)力度，以此提高電廠企業(yè)廢水排放水平，降低電廠廢水對水環(huán)境的不良影響，從而實現產業(yè)可持續(xù)發(fā)展。