毛玲玲，楊青山

(1.佛山市禪城區(qū)環(huán)境監(jiān)測站,廣東 佛山 528000；2.佛山市順德五沙熱電有限公司，廣東 佛山 528000)

火電廠脫硫廢水綜合利用方案

毛玲玲1，楊青山2

(1.佛山市禪城區(qū)環(huán)境監(jiān)測站,廣東 佛山 528000；2.佛山市順德五沙熱電有限公司，廣東 佛山 528000)

隨著國家對環(huán)保排放以及水資源節(jié)約利用要求的不斷提高，火電廠脫硫廢水處理及回用逐漸成為行業(yè)關(guān)注熱點(diǎn)。通過分析火電廠石灰石-石膏濕法脫硫工藝產(chǎn)生的脫硫廢水的特點(diǎn)，結(jié)合不同行業(yè)的水資源利用情況，提出了將脫硫廢水供給環(huán)保磚制造企業(yè)進(jìn)行綜合利用的方案，既能節(jié)約水資源，實(shí)現(xiàn)火電廠脫硫廢水的綜合利用，又能降低運(yùn)營成本，使企業(yè)獲得良好的經(jīng)濟(jì)效益。

火電廠；脫硫廢水；環(huán)保磚；綜合利用

0 引言

隨著我國能源工業(yè)的不斷發(fā)展，燃煤火電機(jī)組大量興建，在環(huán)保減排政策不斷收緊的情況下，廢氣治理設(shè)施數(shù)量也水漲船高。煙氣中二氧化硫的減排技術(shù)中，石灰石-石膏濕法脫硫工藝因技術(shù)成熟、運(yùn)行可靠、煤質(zhì)適應(yīng)范圍廣、脫硫效率高等特點(diǎn)在國內(nèi)外得到了廣泛應(yīng)用[1-2]。然而，這種工藝產(chǎn)生的脫硫廢水(石膏旋流器溢流液)pH值為5～6，同時含有大量懸浮物(石膏顆粒、SiO2、硫酸鹽和亞硫酸鹽等)、氟化物和微量重金屬(As，Cd，Cr，Hg等)，直接排放會對環(huán)境造成嚴(yán)重危害，必須對其進(jìn)行處理才能排放[3-4]。

目前，常用的脫硫廢水處理方法為，將脫硫后廢水經(jīng)中和、絮凝及沉淀處理，除去廢水中含有的懸浮物及重金屬，沉淀下來的污泥脫水后運(yùn)送至渣場進(jìn)行綜合處理或利用。此種處理方式仍然存在處理后廢水對外排放問題，存在污染環(huán)境的潛在風(fēng)險。為實(shí)現(xiàn)脫硫廢水零排放，近年來新興起的脫硫廢水處理零排放技術(shù)包括蒸發(fā)法和濃縮法，蒸發(fā)法又可分為系統(tǒng)內(nèi)蒸發(fā)法(煙道噴淋蒸發(fā)[5])和系統(tǒng)外蒸發(fā)法(另增設(shè)蒸發(fā)系統(tǒng)[6])，濃縮法主要是采取膜滲透的方式進(jìn)行濃縮處理，也有濃縮法與蒸發(fā)法聯(lián)用的技術(shù)工藝。這些工藝路線能夠有效實(shí)現(xiàn)脫硫廢水零排放處理，但運(yùn)行成本較高。

本文通過分析脫硫廢水特點(diǎn)和新興環(huán)保磚制造行業(yè)工藝特點(diǎn)，提出了將脫硫廢水供給環(huán)保磚制造企業(yè)進(jìn)行綜合利用的方案，通過不同行業(yè)間的互補(bǔ)，實(shí)現(xiàn)火電廠脫硫廢水的綜合利用，能夠節(jié)約水資源，降低兩個行業(yè)的運(yùn)營成本，獲得較好的經(jīng)濟(jì)收益。

1 國內(nèi)常規(guī)火電廠脫硫廢水處理工藝

脫硫廢水的處理主要分為以下幾個步驟[7]。

(1)加堿(如氫氧化鈉或氫氧化鈣)調(diào)節(jié)廢水pH值，用于去除氟化物和部分重金屬。

(2)加入有機(jī)硫、絮凝劑和助凝劑，通過機(jī)械攪拌使廢水中重金屬相互反應(yīng)形成易沉淀的物質(zhì)。

(3)投加絮凝劑，在適宜的反應(yīng)條件下使廢水通過澄清池(斜板沉淀池)，將大部分懸浮物沉淀下來。

(4)沉淀下來的物質(zhì)進(jìn)入壓濾機(jī)濃縮成污泥，污泥送至灰渣場。

這種處理工藝設(shè)備和操作程序簡單，運(yùn)行成本相對較低，能夠去除脫硫廢水中大部分懸浮物和重金屬，處理后的污泥隨灰渣外運(yùn)供給其他行業(yè)進(jìn)行綜合利用(如建筑材料)；但此工藝難以去除廢水中的氯離子，處理后的廢水回用至脫硫系統(tǒng)時仍然會對脫硫系統(tǒng)有較大腐蝕性。

近年來出現(xiàn)了蒸發(fā)法和滲透法廢水零排放處理工藝。蒸發(fā)法是利用機(jī)組煙氣系統(tǒng)中的熱量或另增加換熱蒸發(fā)裝置來實(shí)現(xiàn)脫硫廢水的零排放，此工藝的優(yōu)點(diǎn)是能夠徹底實(shí)現(xiàn)脫硫廢水零排放，但能耗較高，且因脫硫廢水水量大、水質(zhì)復(fù)雜，對蒸發(fā)設(shè)備具有較強(qiáng)腐蝕性，導(dǎo)致故障率較高，廢水蒸發(fā)后析出的結(jié)晶鹽也很難從蒸發(fā)設(shè)備上去除，因此，蒸發(fā)法較難在電廠內(nèi)大范圍推廣；滲透法是利用膜的滲透或反滲透原理，將脫硫廢水進(jìn)行進(jìn)一步濃縮的工藝，該工藝的優(yōu)點(diǎn)是能夠大幅減少后續(xù)處理設(shè)備的脫硫廢水量，降低運(yùn)行成本，但該工藝處理能力受建設(shè)規(guī)模限制較大，處理復(fù)雜的脫硫廢水時對滲透膜的要求較高，導(dǎo)致運(yùn)行成本也相對較高。

2 協(xié)同不同行業(yè)進(jìn)行脫硫廢水的綜合利用

不同行業(yè)在生產(chǎn)制造過程中都有其各自的特點(diǎn)，如果能夠充分發(fā)揮不同行業(yè)的優(yōu)勢，將不同行業(yè)的弱點(diǎn)與優(yōu)點(diǎn)有機(jī)結(jié)合起來，則能夠取得良好的社會效益和經(jīng)濟(jì)效益，真正實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)循環(huán)和節(jié)能減排。

環(huán)保磚是取代黏土磚的一種新興材料，其主要原料是粉煤灰、煤渣、石灰等，摻加適量的石膏和固化劑，將坯料制備、壓制成型，再經(jīng)高壓或常壓蒸汽養(yǎng)護(hù)而成，不需要高溫煅燒，目前已得到廣泛應(yīng)用。環(huán)保磚生產(chǎn)過程中對水質(zhì)要求很低，在不影響環(huán)保排放指標(biāo)的情況下，僅需保證雜質(zhì)少、水質(zhì)呈中性即可(減少設(shè)備腐蝕)，對含鹽量及氯離子質(zhì)量濃度無要求。

佛山市順德五沙熱電有限公司(以下簡稱五沙熱電)現(xiàn)有兩臺300 MW燃煤熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組，兩臺機(jī)組共用一套脫硫廢水處理系統(tǒng)，處理工藝采用火電廠常規(guī)脫硫廢水處理工藝。設(shè)計兩臺機(jī)組正常處理能力為4 m3/h，最大處理能力為6 m3/h，處理后的水排入電廠綜合廢水池與其他廢水混合，再次進(jìn)入綜合廢水處理系統(tǒng)進(jìn)行處理后回用(以下簡稱處理后工業(yè)廢水)，其回用水質(zhì)指標(biāo)可達(dá)到國家標(biāo)準(zhǔn)GB 8978—1996《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》和廣東省地方標(biāo)準(zhǔn)DB 4426—2001《水污染排放限值》的一級標(biāo)準(zhǔn)。對該廠正常生產(chǎn)情況下的脫硫廢水和處理后工業(yè)廢水進(jìn)行連續(xù)一個月的取樣檢測分析，化驗(yàn)結(jié)果見表1。對脫硫廢水中的固體物質(zhì)進(jìn)行石膏含量分析(分析方法為硫酸鋇質(zhì)量法)，發(fā)現(xiàn)固體物質(zhì)中石膏的質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于70%；此外，將兩種廢水等比例混合后，水質(zhì)pH值在7左右。

表1 某電廠廢水化驗(yàn)結(jié)果

由此可見，火電廠濕法脫硫產(chǎn)生的脫硫廢水所含有的固體物質(zhì)主要為石膏，與環(huán)保磚生產(chǎn)工藝中使用的石膏一致，且脫硫廢水與處理后工業(yè)廢水混合后也能達(dá)到環(huán)保磚廠設(shè)備用水pH值要求；脫硫廢水中含有的鹽分、重金屬等物質(zhì)的含量與爐渣和飛灰相近，這些物質(zhì)在環(huán)保磚生產(chǎn)過程中會沉積于環(huán)保磚內(nèi)得以固化，不會影響和改變環(huán)保磚的物理化學(xué)特性：因此，將火電廠脫硫廢水與處理后工業(yè)廢水按適當(dāng)比例混合作為環(huán)保磚生產(chǎn)工藝用水的方案可行，能夠真正實(shí)現(xiàn)資源的綜合利用。

3 效益分析

將火電廠脫硫廢水與處理后工業(yè)廢水按適當(dāng)比例混合作為環(huán)保磚生產(chǎn)工藝用水后，電廠能夠獲得以下幾方面的經(jīng)濟(jì)效益。

(1)節(jié)省脫硫廢水處理成本，包括脫硫廢水處理設(shè)備運(yùn)行所需的電耗、水耗、設(shè)備損耗和投用藥劑等費(fèi)用，在運(yùn)行管理方面也降低了人員投入量。水耗主要節(jié)約在廢水處理藥劑配置和管道沖洗等方面；電耗和藥劑費(fèi)用方面，按照每臺機(jī)組年運(yùn)行4 500 h，脫硫廢水處理系統(tǒng)年運(yùn)行2 500 h計算，在五沙熱電正常設(shè)計處理量下，每年可節(jié)約電耗約36 MW·h，節(jié)約藥劑費(fèi)約2萬元。

(2)大幅降低火電廠工業(yè)廢水中氯離子含量，利于廢水循環(huán)利用。火電廠工業(yè)廢水中的氯離子主要來源于脫硫廢水，而現(xiàn)有廢水處理工藝無法去除水中的氯離子，處理后的工業(yè)廢水如不能向系統(tǒng)外釋放氯離子，則循環(huán)利用中會越積越多，最終影響脫硫系統(tǒng)的運(yùn)行安全。

(3)火電廠近距離內(nèi)建設(shè)環(huán)保磚廠，生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的粉煤灰就地利用，減少外運(yùn)費(fèi)用和運(yùn)輸過程中的粉塵污染，最終實(shí)現(xiàn)固、液、氣的綜合防治。

4 結(jié)束語

為了提高火電廠脫硫廢水回用率，降低廢水處理成本，將脫硫廢水與處理后的工業(yè)廢水混合后作為環(huán)保磚廠生產(chǎn)用水，方法可行，相比新興的蒸發(fā)法和濃縮法脫硫廢水處理工藝，優(yōu)點(diǎn)顯著，既能實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗的目的，又能提高環(huán)保效益和經(jīng)濟(jì)效益。

[1]李玉蘭，曹建保.石灰石-石膏濕法脫硫中結(jié)垢堵塞等問題的探討[J].企業(yè)技術(shù)開發(fā),2009,28(12):1-2.

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(本文責(zé)編：劉芳)

2016-07-18；

2016-09-12

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1674-1951(2017)01-0075-02

毛玲玲(1983—)，女，四川廣安人，工程師，工學(xué)碩士，從事環(huán)境監(jiān)測等工作(E-mail:cecilymao@163.com)。