燃煤电厂脱硫废水处理技术研究

张宇

摘要：目前，在电厂锅炉燃烧运行中，通过湿法完成烟气治理的技术分为两类。可以选择适宜的毒害气体吸附试剂，也可以应用石灰石或石膏等材质。第一类技术可以全面吸收烟气中的硫化物，完成硫元素脱离，目前常用碱性较高的试剂有废弃的电石渣等，治理效果显著。第二类技术按照要求选择特定的石灰石以及石膏完成烟气内的毒害物质吸附处置，废气处置率可以超过90%。严格控制锅炉燃烧中的污染气体排放，将分离后的杂质等再次循环应用，可以维护自然生态环境的同时，降低能源的使用效率，实现企业的最大创收。

关键词：燃煤电厂;脱硫废水;处理技术;

引言

随着国家生态环保要求的提高，燃煤电厂在2016年前均已完成电厂烟气近零排放的改造。石灰石-石膏湿法脱硫技术因其在成本、技术和效果上的优势，在大多数电厂得到了推广实施。石膏浆液在循环过程中，需要定期排出一部分浆液，用来对系统的氟离子和氯离子的含量进行控制。这部分的废水虽然占电厂耗水量很小，但是其含盐量极高，污染物种类繁多。

1脱硫废水水质特性

脱硫废水因其水质较差，pH较低，具有较强的腐蚀性;含有较高浓度的悬浮物质;硬度高，易结垢、有重金属;若处理不当，将造成严重的二次污染，所以选择合适的处理技术是关键。燃煤电厂脱硫废水处理技术的选择，需要同时考虑处理效率与技术成熟度，充分评估一次性投资与长期运行费用，合理处理资金、资源等投入与节能减排的产出效益。脱硫废水处理系统需要与现有的脱硫、脱销、除尘等污染控制单体协同，提升系统综合处理效率，实现产物的无害化、资源化与轻量化，避免产生新的二次污染。在充分考虑电厂实际运行情况的基础上，对具体机组、煤炭类型及场地空间进行优化。

2脱硫废水主要处理技术

2.1“预处理+反（正）渗透+蒸发结晶”技术

预处理的目的是利用反应沉淀池，脱除脱硫废水中Ca2+，Mg2+，SiO2，以及悬浮物等的浓度，减少对后续管道和设备的影响。然后通过膜式渗透单元进行分盐处理，最后通过蒸发结晶方法进行分盐结晶。这类技术的优点是可以脱出含盐浓度高的废水，获得标准的固体盐，最终产生的水可以回用;系统中除了干污泥外，没有其他废弃物排出。缺点是需要多个膜渗透技术配合，对水质要求较严格，处理量中等。该技术的优点是可以结晶分离出固体状态的盐，且盐的质量可控制在工业级标准。相比化学法，其经济效益得到了提高，同时可以避免化学药品的二次污染，保护水资源。

2.2预处理软化技术

脱硫废水在经过三联箱处理工艺后，其悬浮物、硬度以及SiO2等离子浓度仍较高，加强软化预处理很是必要。预处理将脱除废水中大量的Mg2+和Ca2+，提升废水出水水质，减少下一个工艺的处理压力，最终达到浓缩和减量的目的。脱硫废水软化预处理的解决方案主要有以下两种：（1）烧碱+碳酸钠软化工艺。该方法已在废水的软化处理中得到了广泛的应用，该工艺具有较高的稳定性与可靠性。消耗药剂量大和产生大量的污泥最终增加总体处理成本，是该工艺的不足。（2）石灰+碳酸钠软化+沉淀池+过滤器工艺。脱硫废水先后经过添加Ca（OH）2和Na2CO3的两级反应器，废水中的Mg2+和Ca2+同加入的化学剂发生化学反应并产生沉淀，然后通入到沉淀池中进行固液分离。分离液体再经过滤和超滤过滤工艺，然后直接进入膜浓缩处理系统。但由于脱硫废水软化处理药剂及设备成本较高，工艺路线复杂，因此不管是从技术可行性和经济性而言，均需要进一步开发成本低、效率高的无软化的脱硫废水处理技术。

2.3全膜法处理工艺

2.3.1超滤技术

超滤技术一般作为全膜法分离处理的第一步，是膜分离技术的重要组成部分，超滤技术是利用超滤多空膜的特性，通过物理方式拦截和截留污水中的颗粒状物质，并按照膜孔的大小层次过滤颗粒物，超滤技术的驱动力通常是污水流体的压力，能有效提升废水净化能力。设备体积小，操作简单，方便管理。

2.3.2EDI技术

EDI技术是一种新型的脱盐技术，在完成水资源净化目的的同时，降低经济支出和运作成本，EDI技术包含交换树脂，交换膜和层叠膜等，以电渗析技术为基础，结合离子交换技术，达到深度脱盐的目的。

2.4蒸发塘”技术

蒸发塘技术的原理是在太阳能充足且蒸发量大的地区，利用自然条件在塘底蒸发形成矿物盐结晶。相较于其他处理脱硫废水的技术而言，蒸发塘技术的优点是运行成本低，运营效率更高且寿命较长。缺点是建设时要考虑脱硫废水含盐量高的特点采取防渗透、防腐蚀措施，以免造成环境破坏;建设投资和成本较大。我国北方燃煤电厂多采用节水型冷机组和灰渣综合利用的措施，而北方地区太阳能充足且蒸发量大，适合利用蒸发塘技术处理燃煤电厂的脱硫废水，以满足环保要求。目前在乌兰察布市已经有蒸发塘处置化工浓盐水技术的应用。

2.5烟道蒸发工艺

（1）低温烟道蒸发脱硫废水与高压空气预混后，通过雾化喷嘴喷到空预器与除尘器之间，利用烟气余热使水雾瞬间蒸发，同时烟气温度降至酸露点以上。低温烟道蒸发工艺具有系统简单、低成本、用时少等特点。由于烟道温度较低，需要考虑由于露点引起的腐蚀问题。同时，机组负荷波动是影响蒸发效果、除尘以及烟道堵塞的关键。该技术适用于运行负荷稳定的常规机组或旧改项目。如：华电内蒙古土右电厂、华云新材料自卑电厂。（2）旁路烟气余热蒸发结晶通过在空气预热器前端引出高温蒸汽，设置旁路蒸发烟道，并在旁路蒸发烟道中设置雾化喷口，进行废水雾化蒸发结晶。最终，晶体产物及杂质随着烟气进入主烟道（空预器之后），被除尘器捕捉去除。虽然该工艺会使炉膛进风温度降低，从而降低锅炉效率，提高锅炉能耗。但其独立运行，有利于维护、检修，废水零排放目标可控可调，在低负荷、低烟温及低温省煤器的机组效益明显。

2.6反渗透系统

（1）一级反渗透系统。主要作用是利用反渗透膜的特性来除去水中绝大部分可溶性盐分，胶体，有机物及微生物。其中，2套DTRO反渗透装置：一级反渗透系统1座，单套设备净产水量≥10m3/h，反渗透装置化学清洗周期为2～3个月。RO系统运行参数：回收率≥60%;脱盐率≥95%。配置一级DTRO膜组件，化学剂加药系统，芯滤进水泵，芯式过滤器，高压柱塞泵，高压循环泵，高压泵蓄能器，清洗罐，清洗剂桶泵。（2）二级反渗透系统。主要作用是进一步对来自一级反渗透系统的高浓度、高盐分浓水的浓缩、回收处理和达标排放。其中，1套DTRO反渗透装置：二级反渗透系统1座，单套设备的净产水量≥4.8m3/h，反渗透装置化学清洗周期为2～3个月。RO系统运行参数：回收率≥40%;脱盐率≥95%。配置二级DTRO膜组件，化学剂加药系统，芯滤进水泵，芯式过滤器，高压柱塞泵，高压循环泵，高压泵蓄能器，清洗罐，清洗剂桶泵，能量回收装置。

结束语

随着对水资源重视程度的增加，重要的耗水行业火电厂势必要为处理废水积累本行业的技术经验。本文介绍了几种已经应用和未应用的废水处理技术，以期为火电厂废水处理提供相关参考。未来，针对化学法和物理法，应寻找设备、材料、添加剂的突破，降低基础建设和运行成本;对于蒸发塘和金属基吸附法等未应用在火电机组废水排放的技术，应结合火电机组自身的特性，尽快寻找合适的应用技术。

参考文献

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