關(guān)于燃煤火力發(fā)電廠脫硫廢水零排放處理工藝的探討

李城孝

（神華神東電力新疆準(zhǔn)東五彩灣發(fā)電有限公司，新疆 昌吉 831700）

隨著經(jīng)濟(jì)水平的提升，我國的工業(yè)發(fā)展得到了極大的提升。但是，社會在進(jìn)步的同時，環(huán)境也受到了極大的破壞，在燃煤電廠脫硫排放廢水零排放處理工藝的進(jìn)步和發(fā)展中，對發(fā)電廠產(chǎn)生的廢水的處理也得到了有效的解決。脫硫廢水本身存在大量的有害物質(zhì)，對環(huán)境和水體的污染都有極其嚴(yán)重的影響，因而，加強(qiáng)對脫硫廢水排放的管控，才能保護(hù)我國的生態(tài)平衡不會遭受破壞。

1 燃煤電廠脫硫廢水零排放簡要概述

燃煤電廠的脫硫廢水零排放是指將燃煤電廠中的脫硫廢水中的有害物質(zhì)進(jìn)行處理后，將處理后達(dá)到環(huán)境保護(hù)標(biāo)準(zhǔn)的廢水，再處理或回用，達(dá)到廢水零對外排放的效果，從而有效地保護(hù)我國的環(huán)境和水資源。我國燃煤電廠在生產(chǎn)運(yùn)行過程中所使用的脫硫廢水零排放處理工藝時，一般情況下，廢水會以蒸汽的形式會直接排放到環(huán)境中，或者留存在燃煤電廠中的內(nèi)部水系統(tǒng)中。通過這樣的方式，將燃煤電廠中的水資源進(jìn)行循環(huán)使用，提高了內(nèi)部水資源的利用率。此外，這還能有效地避免脫硫廢水與環(huán)境中的水資源融合，從而引起了浪費(fèi)資源的現(xiàn)象。我國相關(guān)部門已經(jīng)提出了可持續(xù)發(fā)展的原則，因而在對我國的燃煤電廠中的污水進(jìn)行處理的過程中，應(yīng)注意對內(nèi)部的脫硫廢水進(jìn)行相應(yīng)的管控和處理，分離出其中有害物質(zhì)后排放，從而保護(hù)我國的自然生態(tài)平衡，有效提高我國對水資源的利用，保護(hù)環(huán)境中的水資源不因燃煤電廠中的脫硫廢水的排放而造成水體污染。而燃煤電廠在對脫硫廢水治理的過程中，存在污染物種類繁雜難以徹底治理的問題，因此，在對脫硫廢水的處理過程中，對脫硫廢水中的有害物質(zhì)進(jìn)行全面治理是脫硫廢水零排的核心，以確保最終排放的脫硫廢水中各項(xiàng)指標(biāo)含量滿足國家、地方環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)及行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。

2 燃煤發(fā)電廠脫硫廢水零排放處理的必要性

目前，工廠中采用的大部分煙塵脫硫辦法均為濕法脫硫工藝技術(shù)，在工藝流程中生成了大量帶有金屬離子的廢氣，一旦處理不當(dāng)釋放到環(huán)境中，會形成嚴(yán)重的環(huán)境污染。所以，對脫硫廢水的管理對保護(hù)環(huán)境有著很大的現(xiàn)實(shí)意義。當(dāng)實(shí)施濕法工藝技術(shù)處置煙氣中的SO2等時，除了要保證脫硫設(shè)備的漿液循環(huán)物質(zhì)的平衡性，為了避免煙氣中氯含量超標(biāo)和提高石膏的生產(chǎn)質(zhì)量(石灰—石膏法工藝技術(shù))，還必須從脫硫系統(tǒng)中排出相應(yīng)含量的污染物。排出的廢氣中，包括懸浮液、過飽和亞硫酸鹽、硫酸鹽和有色重金屬。壓煤中的微量元素除C、H、O、N、S等外，還具有痕量的重金屬單質(zhì)，如Cr、Ni、汞柱、Pb等。煤中的微量元素由于燃燒作用最終排入煙氣中，盡管煙氣可以通過除塵，但是，因?yàn)槟壳暗某龎m系統(tǒng)痕量物質(zhì)的脫除效果受限，所以最終這部分金屬單質(zhì)還會排入脫硫塔中，在煙塵和泥漿的接觸過程中，金屬單質(zhì)溶解在泥漿中，所以，廢氣中產(chǎn)生了金屬單質(zhì)。因?yàn)榻饘匐x子在自然環(huán)境中并沒有自凈和生物化學(xué)降解的能力，因此易于在生命體內(nèi)積聚，對生命體的正常生存活動形成了危險。所以，必須對脫硫廢氣進(jìn)行管理，使其所有指標(biāo)都達(dá)到排污要求，減輕環(huán)保的壓力。

3 燃煤電廠脫硫廢水的水質(zhì)特點(diǎn)及影響因素

3.1 水質(zhì)特點(diǎn)

燃煤電廠在對脫硫廢水進(jìn)行處理的過程中，脫硫廢水中的濃度以及處理系統(tǒng)對相關(guān)的設(shè)備有很大的影響。燃煤電廠中的脫硫廢水內(nèi)部含有大量有害的化學(xué)物質(zhì)，并且具備一定的腐蝕性，因而，在對污水進(jìn)行處理的過程中，要弄清楚燃煤電廠中的水質(zhì)特點(diǎn)，從而有效地提高我國對脫硫廢水的處理能力。一般來說，我國燃煤電廠中的脫硫廢水一般都有以下的特點(diǎn)：（1）燃煤電廠中的脫硫廢水在大部分都呈弱酸性，具體的PH范圍通過大量的實(shí)踐研究證明一般在5～6.5，我國燃煤電廠的脫硫廢水的PH一般控制在4～6，這是脫硫廢水的第一個特點(diǎn)。（2）我國燃煤電廠中的脫硫廢水中懸浮物的含量比較高，濃度達(dá)到了很大的值，這是造成脫硫廢水具有嚴(yán)重污染的主要原因之一。（3）燃煤電廠中的脫硫廢水中COD和氟化物以及重金屬，都已經(jīng)超過了國家所規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)，此外，脫硫廢水中的重金屬常見的有砷、汞、鉛等。（4）燃煤電廠中脫硫廢水內(nèi)部的鹽分含量比較高。脫硫廢水里還有大量的硫酸根離子。

3.2 燃煤電廠脫硫廢水的影響因素

在對燃煤電廠的脫硫廢水進(jìn)行排放的過程中，對脫硫廢水的處理也存在一定的影響因素，這些影響因素對脫硫廢水的處理有極大的影響，對最終的處理結(jié)果和質(zhì)量是有影響的。首先，燃煤電廠中的脫硫廢水在施工過程中主要受到燃煤品質(zhì)以及石灰石品質(zhì)的影響，對燃煤點(diǎn)電廠中脫硫系統(tǒng)的設(shè)計(jì)運(yùn)行以及相應(yīng)的脫硫塔的設(shè)備控制等等，均會對脫硫廢水的處理結(jié)果有一定的影響。其次，由于燃煤電廠中所燃燒的煤的種類不同，所以在對脫硫廢水進(jìn)行處理的過程中，煤的種類也會嚴(yán)重影響我國對脫硫廢水處理的能力，煤中含硫元素比較多時，燃煤電廠在燃燒過程中會生產(chǎn)出大量的二氧化碳以及二氧化硫，從而溶解在水中。因而，在脫硫廢水進(jìn)行處理的過程中，需要加入更多的氫氧化鈉或氫氧化鈣溶液，才能有效地提升我國對脫硫廢水的處理能力。此外，如果燃煤電廠在燃燒含高氯煤的過程中，會排放含有氯的化合物，因而，在對脫硫廢水進(jìn)行處理的過程中，也需要添加相應(yīng)的脫氯漿液。

4 燃煤電廠脫硫廢水零排放處理工藝技術(shù)

4.1 強(qiáng)效蒸發(fā)類技術(shù)

第一種被廣泛使用在我國燃煤電廠脫硫廢水的處理中的工藝是強(qiáng)效蒸發(fā)類技術(shù)。首先，是對脫硫廢水進(jìn)行預(yù)處理，通過傳統(tǒng)三聯(lián)箱工藝或新興一體式加藥箱工藝，將脫硫廢水進(jìn)行預(yù)處理，除去脫硫廢水中的90%以上懸浮物和重金屬，再進(jìn)行曝氣去除COD。然后，采用低溫?zé)煔鉂饪s處理的方式，在低溫濃縮塔中，將曝氣后的脫硫廢水進(jìn)行濃縮處理，一般國內(nèi)常見的工藝可濃縮5～20倍。最后，是高溫?zé)煔庹舭l(fā)結(jié)晶工藝。我國的煙道蒸發(fā)工藝對脫硫廢水利用噴霧干燥技術(shù)的一種工藝。在此過程中，主要是利用相應(yīng)的霧化器將所含的容易噴入干燥塔內(nèi)，通過霧滴的形式與氣體接觸，在短時間內(nèi)將霧滴進(jìn)行干燥，從而達(dá)到凈化作用。蒸發(fā)濃縮結(jié)晶則是對廢水進(jìn)行處理的過程中，需要將燃煤電廠中脫硫廢水利用燃煤工藝來進(jìn)行濃縮，從而將內(nèi)部的產(chǎn)品進(jìn)行回水利用，使?jié)饪s的水能夠通過相應(yīng)的結(jié)晶來使其轉(zhuǎn)化為固體的鹽類進(jìn)行處置，這種方法對脫硫廢水的水質(zhì)和煤種的適用相比較廣。重點(diǎn)是鹽濃縮工藝。這種方法是對燃煤電廠中的脫硫廢水處理的一種極其重要的方法。并且與其他的工藝相比，這種工藝深度處理更強(qiáng)，能夠從燃煤電廠中的脫硫廢水中通過相應(yīng)的工藝將脫硫廢水中的蒸餾水和鹽溶液副產(chǎn)品進(jìn)行有效的分離。

4.2 膜法過濾類工藝

現(xiàn)階段，我國燃煤電廠中所排放的脫硫廢水對環(huán)境的危害非常大，因而，國家制定了一系列的標(biāo)準(zhǔn)，要求我國燃煤電廠在對污水處理的過程中，要注意實(shí)現(xiàn)零排放。利用膜法過濾類的工藝能夠極大程度提升我國對脫硫廢水零排放的要求。在此過程中，可以利用相應(yīng)的膜法過濾類工藝來實(shí)現(xiàn)對脫硫廢水的零排放。膜法過濾類在對污水處理的過程中，主要是通過多重反復(fù)滲透過濾的工藝對脫硫廢水進(jìn)行處理，但是，在對其進(jìn)行處理之前，要注意做好相關(guān)的預(yù)處理工作。反滲透預(yù)處理主要以我國的工藝膜過濾為主，利用膜法過濾類的方法符合國家對于脫硫廢水排放的標(biāo)準(zhǔn)，使自身處理廢水的能力得以提升。一般情況下，需要在此過程中采用兩段式的反滲透系統(tǒng)，對我國燃煤電廠中的脫硫廢水初步地滿足反滲透的凈水要求，然后，在利用專門的化學(xué)試劑對脫硫廢水進(jìn)行處理，從而有效地提高我國燃煤電廠中對脫硫廢水的處理能力。

4.3 機(jī)械蒸汽再壓縮處理工藝

目前，盡管臥式噴淋試驗(yàn)的水平管膜蒸發(fā)器已經(jīng)獲得了應(yīng)用，但在脫磺酸基印染污水的時候還不能適應(yīng)，主要由于它必須采用阻力大的噴嘴，而且一旦空氣流動速率不能得到合理調(diào)節(jié)，在水平管上就極易結(jié)垢。而目前，在廢氣排放技術(shù)方面世界領(lǐng)先的企業(yè)一般都是使用立式降膜蒸發(fā)器，而立式降膜蒸發(fā)器和臥式蒸發(fā)機(jī)相比，前者的技術(shù)發(fā)展已相當(dāng)完善，在實(shí)際使用流程中也要優(yōu)于臥式蒸發(fā)機(jī)，該技術(shù)分為蒸餾系統(tǒng)和結(jié)晶系統(tǒng)，是當(dāng)前較為有效的一個解決脫硫污水問題的方式。這一技術(shù)的基本工作機(jī)理，是指在對碳酸鈣和鋁離子進(jìn)行軟化并除去的同時，再加入適量阻止污水結(jié)垢的阻垢劑，然后，再通過脫氣儀器將空氣中和已溶解的CO2除去，同時，在蒸餾機(jī)上將污染物全部蒸發(fā)掉，由于該技術(shù)還缺乏統(tǒng)一的規(guī)范，因此，工程技術(shù)的運(yùn)用主要依靠實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的累積。

4.4 高溫?zé)煹勒舭l(fā)工藝

該工序主要是將脫硫廢氣經(jīng)泵送至電除塵前的煙道，再通過霧化噴嘴直接噴入電除塵前的高溫?zé)煹?，?jīng)大氣霧化后的脫硫廢氣隨即從排煙管內(nèi)揮發(fā)，而廢氣中的雜質(zhì)以固態(tài)物的形態(tài)，與飛灰一同隨煙霧流入除塵工藝設(shè)備，通過除塵，顆粒物被捕獲下來并隨灰一起外排。該方案在發(fā)達(dá)國家有著較多的使用案例，其實(shí)際運(yùn)行結(jié)果顯示，當(dāng)脫硫廢水通過煙氣后，排煙濕度提高了0.5%左右，排煙溫下降5℃以下，且煙氣溫度仍保持不飽和態(tài)，超過酸露點(diǎn)溫度，但沒有對排煙嘴和電除塵器形成銹蝕。所以，就不需要再對脫硫廢氣直接噴入點(diǎn)后排煙管或電除塵器進(jìn)行改造。該工藝體系僅包括霧化噴頭、管路和壓縮空氣系統(tǒng)，所以該體系的初期投資和裝置運(yùn)營費(fèi)用較少；系統(tǒng)投運(yùn)后，隨著煙氣濕度的提高和煙塵工作溫度的下降有關(guān)，能有效減少灰塵比阻力，從而提升了除塵效果；還能夠減少脫硫系統(tǒng)中運(yùn)行的減溫水補(bǔ)水量和運(yùn)行電耗。

4.5 高效反滲透技術(shù)

傳統(tǒng)的高效反滲透技術(shù)主要是指利用某些特定的反滲透性濃生理鹽水對廢物進(jìn)行處置的工藝技術(shù),而這種技術(shù)主要是在傳統(tǒng)的技術(shù)上進(jìn)行提升,利用巧借基本類型中的離子交換與吸附機(jī)理、硅離子不會直接被反滲入?；瘜W(xué)反應(yīng),并且有機(jī)質(zhì)在較高的PH下會發(fā)生皂化反應(yīng)等的基本原理,經(jīng)過提升后的高效反滲透技術(shù)能夠有效除去煙氣脫硫廢物中的各類有機(jī)污染物、鹽類化學(xué)物和各種結(jié)垢物。

不過，由于這種工藝技術(shù)往往要利用某些特定的反滲透性濃生理鹽水,再加上中間的流程也較為煩瑣,所以工藝技術(shù)的應(yīng)用性尚有待進(jìn)一步提高。目前在業(yè)內(nèi)最普遍的處理方法是,將預(yù)處理和膜濃縮綜合在一起執(zhí)行,實(shí)踐的過程中是利用各種最經(jīng)濟(jì)的方式使?jié)馍睇}水繼續(xù)經(jīng)過濃縮,直到使污水中的TDS質(zhì)量濃度處于在50000～80000mg/L。由于采取這種方式可以有效地減少后續(xù)蒸發(fā)器的生產(chǎn)規(guī)模,并由此減少了前期資本的投放，有效地提高了該種工藝的經(jīng)濟(jì)效益和節(jié)能性。

4.6 高級氧化技術(shù)

伴隨著工廠廢水復(fù)雜程度的日益增加,特別是其中有機(jī)物高度復(fù)雜性的日益增多,再加上對環(huán)境保護(hù)需求的日益增加,在這個趨勢下,高級生物氧化處理工藝技術(shù)也獲得了有效的進(jìn)展。之后又有很多新的抗氧化科技不斷被運(yùn)用到更高級的抗氧化科技中，使抗氧化科技越來越理想。這些更新的抗氧化科技一般有光化學(xué)氧化法、臭氧氧化法、催化濕化氧化法、Fenton法等，這些先進(jìn)的抗氧化科技都是使用特種氧化物生產(chǎn)帶有更高級養(yǎng)花特性的羥基自由基,而這些羥基自由基也能夠使污水中的各種有機(jī)物進(jìn)行降解,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)了凈化水體的目的。

5 結(jié)語

燃煤電廠中的脫硫廢水的處理一般情況下主要利用上述幾種工藝來實(shí)現(xiàn)廢水的零排放,提高發(fā)電廠脫硫廢水的處理能力,從而有效實(shí)現(xiàn)對脫硫廢水的零排放,確保我國的生態(tài)平衡不會遭受到破壞,有效保護(hù)我國的自然生態(tài)平衡。