大型火力發(fā)電廠脫硫廢水零排放技術(shù)路線研究

李東輝

（鄭州裕中能源有限責(zé)任公司，河南鄭州 450000）

1 火力發(fā)電廠脫硫廢水零排放技術(shù)的優(yōu)勢(shì)

脫硫是火電廠運(yùn)行過(guò)程的主要環(huán)節(jié)，可通過(guò)多種技術(shù)實(shí)現(xiàn)，主要目的是減少污染。但是由于火力發(fā)電廠在工業(yè)生產(chǎn)中會(huì)產(chǎn)生大量的脫硫廢水，其中具有很多有害物質(zhì)。脫硫廢水的零排放就是通過(guò)對(duì)廢水的處理，確保其能夠符合環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)，在此基礎(chǔ)上再進(jìn)行處理或者是反復(fù)利用，從而實(shí)現(xiàn)零排放的效果，減少?gòu)U水排放對(duì)環(huán)境和資源造成的破壞。通常情況下，電廠在生產(chǎn)過(guò)程中運(yùn)用的零排放處理技術(shù)，會(huì)將廢水轉(zhuǎn)化成蒸汽，在環(huán)境中排放或者是存放在電廠內(nèi)部的水系統(tǒng)中，能夠促進(jìn)水資源的循環(huán)利用，實(shí)現(xiàn)較高的水資源利用率，而且還能夠避免廢水排放帶來(lái)的環(huán)境污染問(wèn)題，減少資源的浪費(fèi)。隨著我國(guó)可持續(xù)發(fā)展理念的提出，火力發(fā)電廠的污水處理問(wèn)題受到廣泛關(guān)注，需要加大對(duì)脫硫廢水的管理和控制力度。針對(duì)脫硫廢水，必須做好處理工作，將其中的有害物質(zhì)分離，才能夠繼續(xù)排放，避免對(duì)我國(guó)生態(tài)平衡造成不良影響。因此，脫硫廢水的零排放技術(shù)具有突出的優(yōu)勢(shì)，能夠?qū)崿F(xiàn)水資源保護(hù)的目標(biāo)，可以有效防止廢水排放對(duì)周圍水環(huán)境的污染，同時(shí)還能夠提高水資源的利用率。現(xiàn)階段，在火力發(fā)電廠的廢水處理過(guò)程中，由于污染物的種類繁多，具體的清除工作很難徹底落實(shí)，針對(duì)這一問(wèn)題，要強(qiáng)化對(duì)廢水中有害物質(zhì)的全面治理，保證排放的廢水能夠達(dá)到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。

2 火力發(fā)電廠應(yīng)用脫硫廢水零排放技術(shù)的必要性

當(dāng)前，發(fā)電廠對(duì)脫硫廢水的處理，以煙塵脫硫方法為主，屬于濕法脫硫技術(shù)。在實(shí)際操作的過(guò)程中，會(huì)產(chǎn)生大量的廢水，這些廢水中包含很多金屬離子。因此，如果無(wú)法對(duì)其做到有效的處理，就會(huì)導(dǎo)致環(huán)境污染問(wèn)題。為了實(shí)現(xiàn)環(huán)境保護(hù)的目標(biāo)，必須強(qiáng)化脫硫廢水的管理工作。對(duì)廢水中的金屬離子采用濕法技術(shù)進(jìn)行處理。首先要確保設(shè)備中的漿液循環(huán)物質(zhì)能夠保持平衡，同時(shí)還要在脫硫系統(tǒng)中，排除一定含量的污染物，防止廢水中包含過(guò)多的氯離子，促進(jìn)石膏生產(chǎn)質(zhì)量的提升。排出廢氣的成分為硫酸鹽、過(guò)飽和亞硫酸鹽、懸浮液以及有色重金屬，這種物質(zhì)不具有自然凈化和生物降解的能力，如果在自然環(huán)境中排放，就會(huì)導(dǎo)致其聚集在生命體的內(nèi)部，威脅生命體的生存和發(fā)展。因此，做好脫硫廢水的排放管理至關(guān)重要，要確保各項(xiàng)指標(biāo)達(dá)到合格標(biāo)準(zhǔn)，有效緩解生態(tài)環(huán)境的壓力[1]。

3 火力發(fā)電廠脫硫廢水的特點(diǎn)和影響因素

3.1 特點(diǎn)

在脫硫廢水的處理環(huán)節(jié)，其具體的濃度和處理系統(tǒng)也會(huì)影響到設(shè)備，脫硫廢水中包含的大量有害物質(zhì)帶有腐蝕的特點(diǎn)。因此，在廢水處理階段，要根據(jù)脫硫廢水的特點(diǎn)，進(jìn)一步明確設(shè)備的類型，不斷促進(jìn)廢水處理能力的提升。首先，我國(guó)大型水力發(fā)電廠生產(chǎn)過(guò)程中所產(chǎn)生的脫硫廢水，大多數(shù)都具有弱酸性的特點(diǎn)，根據(jù)相關(guān)的研究顯示，pH 值保持在5 到6.5 的范圍。其次，在脫硫廢水中，存在較多的懸浮物，懸浮物的濃度較高，使得脫硫廢水的排放會(huì)造成較大面積的污染。同時(shí)，在脫硫廢水中還包括超標(biāo)的各種重金屬、氟化物等成分以及鉛、汞等有害化學(xué)物質(zhì)。最后，脫硫廢水的鹽分含量較高，還包含很多硫酸根離子[2]。

脫硫廢水的成分具有較高的復(fù)雜性，同時(shí)有機(jī)物、鈣鎂離子以及鉛的含量高，水質(zhì)具有較大的波動(dòng)，容易出現(xiàn)結(jié)垢問(wèn)題，存在較強(qiáng)的腐蝕性。因此，為了確保脫硫塔系統(tǒng)的高效運(yùn)行，保證其運(yùn)行的安全性和穩(wěn)定性，要針對(duì)脫硫廢水開(kāi)展?jié)饪s減量處理。

3.2 影響因素

在具體的脫硫廢水排放過(guò)程中，存在著很多影響因素，直接影響了廢水處理效果和質(zhì)量水平，具體包括：第一，燃煤以及石灰石的品質(zhì)。這一因素會(huì)影響脫硫廢水的施工和脫硫系統(tǒng)的運(yùn)行，包括脫硫塔的設(shè)備控制，直接影響廢水的處理效果。第二，燃煤的種類會(huì)對(duì)于廢水的處理能力產(chǎn)生一定的影響。如果應(yīng)用的燃煤存在較高的硫元素，那么在燃燒以后，就會(huì)導(dǎo)致很多二氧化硫和二氧化碳溶入水中。因此，在實(shí)際的脫硫廢水處理階段，要加入大量的碳酸化鈉和碳酸化鈣溶液，提升廢水處理的能力[3]。

4 大型火力發(fā)電廠脫硫廢水零排放處理技術(shù)路線

4.1 強(qiáng)效蒸發(fā)技術(shù)

在發(fā)電廠脫硫廢水的處理工作中，強(qiáng)效蒸發(fā)技術(shù)作為一項(xiàng)首要的技術(shù)，得到了廣泛的應(yīng)用。該項(xiàng)技術(shù)運(yùn)用傳統(tǒng)三聯(lián)箱或者一體式加藥箱的工藝，提前做好脫硫廢水的處理，確保能夠?qū)⑵渲械闹亟饘俸蛻腋∥锖咳コ^(guò)90%，再利用曝氣消除其中的COD。在低溫濃縮塔中，依靠低溫?zé)煔鉂饪s處理，對(duì)廢水開(kāi)展相應(yīng)的處理工作。在我國(guó)當(dāng)前的工藝背景下，濃縮的倍數(shù)為5 ～20。最后，運(yùn)用噴霧干燥技術(shù)，對(duì)其進(jìn)行高溫?zé)煔庹舭l(fā)結(jié)晶工藝的操作。在這一階段，將溶液通過(guò)對(duì)應(yīng)的霧化器，以霧滴的形式噴入干燥塔，使其充分接觸其中的氣體，實(shí)現(xiàn)對(duì)霧滴的干燥處理，獲得凈化的效果。在污水處理過(guò)程中，通過(guò)燃煤工藝濃縮脫硫廢水，從而有效地回收利用其內(nèi)部的產(chǎn)品，通過(guò)已經(jīng)濃縮的水結(jié)晶，實(shí)現(xiàn)固體鹽類的轉(zhuǎn)化，達(dá)到便于處置的目的。這種工藝技術(shù)方法對(duì)于煤的品種以及廢水的水質(zhì)不具有較高的要求，因此具有廣泛的適用范圍。這種工藝技術(shù)以鹽的濃縮工藝作為重點(diǎn)內(nèi)容，在火力發(fā)電廠的廢水處理環(huán)節(jié)，屬于一種重要的技術(shù)方法，相較于其他技術(shù)而言，這項(xiàng)工藝具有突出的優(yōu)勢(shì)，不僅能夠?qū)崿F(xiàn)更深層次的廢水處理，同時(shí)還能夠依靠具體的工藝技術(shù)，有效分離廢水中的蒸餾水和鹽溶液副產(chǎn)品。

4.2 膜法過(guò)濾工藝

當(dāng)前，火力發(fā)電廠進(jìn)行的脫硫廢水的排放，會(huì)帶來(lái)嚴(yán)重的環(huán)境污染，我國(guó)針對(duì)這一問(wèn)題，也出臺(tái)了具體的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范。在污水處理環(huán)節(jié)，要求發(fā)電廠要在最大程度上做到零排放，為了實(shí)現(xiàn)這一目的，可以通過(guò)膜法過(guò)濾技術(shù)，不斷提高脫硫廢水的零排放水平，膜法過(guò)濾技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)多次的反復(fù)滲透過(guò)濾，實(shí)現(xiàn)有效的處理污水。需要注意的是，該項(xiàng)工藝要確保預(yù)處理工作的落實(shí)，在反滲透預(yù)處理環(huán)節(jié)，主要采用工藝膜過(guò)濾的手段，不僅能夠滿足當(dāng)前廢水排放的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，還能夠不斷增強(qiáng)發(fā)電廠的廢水處理能力。通常情況下，在具體的工作中，需要運(yùn)用兩段式的反滲透系統(tǒng)，才能夠達(dá)到反滲透的凈水要求。再應(yīng)用具體的化學(xué)試劑，有效地處理脫硫廢水，不斷增強(qiáng)發(fā)電廠的廢水處理能力[4]。

4.3 機(jī)械蒸汽再壓縮處理

現(xiàn)階段，雖然在廢水處理方面已經(jīng)應(yīng)用了臥式噴淋實(shí)驗(yàn)的水平管膜蒸發(fā)器，但是對(duì)部分類型的污水處理，難以做到有效的適應(yīng)，這種機(jī)器所運(yùn)用的噴嘴阻力大，如果難以有效地調(diào)節(jié)空氣的流動(dòng)速度，就會(huì)使得水平管上出現(xiàn)結(jié)垢的問(wèn)題。相較于臥式蒸發(fā)器，該種設(shè)備經(jīng)過(guò)很長(zhǎng)一段時(shí)間的技術(shù)發(fā)展，已經(jīng)較為成熟和完善，因此在具體的使用過(guò)程中，能夠?qū)崿F(xiàn)更好的效果。這項(xiàng)技術(shù)由兩個(gè)系統(tǒng)組成，分別為蒸餾系統(tǒng)和結(jié)晶系統(tǒng)。作為現(xiàn)階段脫硫污水處理中相當(dāng)有效的工藝方法，具體的工作原理就是軟化，去除其中的鋁離子和碳酸鈣。通過(guò)阻垢劑的合理添加，防止出現(xiàn)污水結(jié)垢的問(wèn)題。運(yùn)用脫氣儀器，去除其中的二氧化碳，利用蒸發(fā)壓縮技術(shù)，完全蒸發(fā)掉蒸餾機(jī)上的污染物。

4.4 高溫?zé)煹勒舭l(fā)工藝

高溫?zé)煹勒舭l(fā)工藝是借助泵將脫硫廢氣傳送至煙道，利用霧化噴嘴在高溫?zé)煹乐兄苯訃娙?，脫硫廢氣通過(guò)大氣霧化在排煙管中快速揮發(fā)，而剩余的固態(tài)雜質(zhì)，則隨著煙霧和飛灰一起進(jìn)入除塵工藝設(shè)備。在除塵以后，有效地捕獲顆粒物，并跟隨飛灰一起排出。這種技術(shù)工藝在很多發(fā)達(dá)國(guó)家具有豐富的使用經(jīng)驗(yàn)，根據(jù)具體的運(yùn)行結(jié)果，在脫硫廢水經(jīng)過(guò)煙氣后，會(huì)使排煙溫降低、排煙濕度提升。而且煙氣溫度依然處于不飽和的狀態(tài)，煙氣溫度大于酸露點(diǎn)溫度，未造成電除塵器以及排煙嘴的銹蝕。因此，排煙嘴和電除塵器不需要再額外進(jìn)行改造。在整個(gè)工業(yè)體系中，只需要運(yùn)用壓縮空氣系統(tǒng)霧化噴頭和管路，就能夠有效地控制早期的投入成本，降低裝置運(yùn)營(yíng)費(fèi)用。在整個(gè)系統(tǒng)投入運(yùn)行后，由于工作溫度的降低和濕度的提升，極大地降低了灰塵比阻力，實(shí)現(xiàn)了良好的除塵效果，同時(shí)還能夠有效地降低整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行的電力損耗[5]。

4.5 高效反滲透技術(shù)

以往的廢水處理運(yùn)用的是高效反滲透技術(shù)，主要是通過(guò)特定的反滲透性濃生理鹽水的運(yùn)用，有效地處理廢水中的物質(zhì)。在傳統(tǒng)的技術(shù)工藝基礎(chǔ)上，對(duì)其進(jìn)行有效的優(yōu)化，充分運(yùn)用化學(xué)反應(yīng)原理進(jìn)行高效反滲透技術(shù)的工藝提升，確保在脫硫廢水處理階段，運(yùn)用該項(xiàng)技術(shù)對(duì)其中的各種鹽類化學(xué)物、有機(jī)污染物以及結(jié)垢物有效地去除。但是，該項(xiàng)工藝在使用的過(guò)程中，不僅要采用特定的滲透性濃生理鹽水，還要簡(jiǎn)化各項(xiàng)工藝流程，針對(duì)該項(xiàng)工藝技術(shù)依然需要不斷提高其應(yīng)用性?，F(xiàn)階段，普遍采用預(yù)處理與膜濃縮綜合執(zhí)行的方式，對(duì)濃生理鹽水進(jìn)行不斷地壓縮，將其污水中的TDS 質(zhì)量濃度控制在一定范圍。通過(guò)這種工藝技術(shù)的應(yīng)用，能夠控制后續(xù)蒸發(fā)器的生產(chǎn)規(guī)模，有效地降低早期的資本投入，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益，可以有效提升節(jié)能效果[6]。

4.6 高級(jí)氧化技術(shù)

隨著技術(shù)水平的提高，大型火力發(fā)電廠進(jìn)行的污水排放，復(fù)雜程度越來(lái)越高，有機(jī)物類型多樣。同時(shí)為了充分地響應(yīng)節(jié)能環(huán)保號(hào)召，滿足當(dāng)前綠色生產(chǎn)的需求，需要推動(dòng)高級(jí)生物氧化技術(shù)在污水處理領(lǐng)域的發(fā)展，不斷地運(yùn)用各種新型的抗氧化技術(shù)，以實(shí)現(xiàn)良好的技術(shù)效果[7]。

5 結(jié)語(yǔ)

基于經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，人們的電力需求也在不斷地增加，推動(dòng)了電力工業(yè)的發(fā)展。與此同時(shí)，也逐漸暴露出環(huán)境污染以及資源浪費(fèi)的問(wèn)題。當(dāng)前，在節(jié)能環(huán)保的政策背景下，大型火力發(fā)電廠不斷推進(jìn)脫硫廢水零排放技術(shù)路線的探索和研究，應(yīng)用多種工藝技術(shù)，顯著增強(qiáng)了發(fā)電廠的廢水處理能力，確保零排放目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)，維護(hù)了我國(guó)生態(tài)環(huán)境的平衡，有效地保護(hù)自然環(huán)境，促進(jìn)社會(huì)、經(jīng)濟(jì)以及環(huán)境效益的統(tǒng)一。