摘 要：本文主要對(duì)燃煤電廠脫硫廢水零排放技術(shù)產(chǎn)生原因及背景進(jìn)行了介紹，提出了兩大類(lèi)（蒸發(fā)結(jié)晶、煙氣蒸發(fā)）工藝路線，從路線對(duì)比、投資成本、運(yùn)行成本等進(jìn)行了對(duì)比，以及對(duì)脫硫廢水零排放現(xiàn)狀進(jìn)行了分析。

關(guān)鍵詞：脫硫廢水；零排放；蒸發(fā)結(jié)晶；環(huán)保

1脫硫廢水特點(diǎn)及“零排放”產(chǎn)生背景

為了保持脫硫裝置中循環(huán)漿液離子的平衡，不得不排出一部分廢水來(lái)保證脫硫系統(tǒng)的連續(xù)運(yùn)行，這就是脫硫廢水的來(lái)源。廢水中含有的雜質(zhì)主要包括懸浮物、過(guò)飽和的亞硫酸鹽、硫酸鹽以及重金屬，其中很多是國(guó)家環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)中要求嚴(yán)格控制的第一類(lèi)污染物，處理起來(lái)比較困難，目前處理工藝投資成本高，運(yùn)行不穩(wěn)定，會(huì)產(chǎn)生一部分固廢無(wú)法回收利用，運(yùn)行成本高。 因此，實(shí)現(xiàn)脫硫廢水零排放，是當(dāng)今燃煤電廠急需解決的問(wèn)題。

2“零排放”技術(shù)路線及簡(jiǎn)介

2.1蒸發(fā)結(jié)晶路線

2.1.1不軟化+直接蒸發(fā)結(jié)晶

脫硫廢水不經(jīng)過(guò)任何處理，直接進(jìn)入蒸發(fā)結(jié)晶系統(tǒng)，進(jìn)行固液分離，優(yōu)點(diǎn)是工藝路線短，設(shè)備投資少，缺點(diǎn)是廢水沒(méi)有經(jīng)過(guò)預(yù)處理，蒸發(fā)結(jié)晶系統(tǒng)易結(jié)垢，需要經(jīng)常定期清洗，維護(hù)成本較高。

2.1.2軟化+正滲透+蒸發(fā)結(jié)晶

脫硫廢水經(jīng)過(guò)軟化澄清后，通過(guò)正滲透膜經(jīng)過(guò)一定濃縮后，進(jìn)入蒸發(fā)結(jié)晶系統(tǒng)，此路線優(yōu)點(diǎn)是經(jīng)過(guò)軟化后，水質(zhì)較好，對(duì)蒸發(fā)結(jié)晶系統(tǒng)影響較小，設(shè)備能夠長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行，缺點(diǎn)是需要加藥軟化，運(yùn)行成本較高。

2.1.3軟化+多效蒸發(fā)結(jié)晶

脫硫廢水經(jīng)過(guò)軟化澄清后，進(jìn)入多效蒸發(fā)結(jié)晶系統(tǒng)，多效蒸發(fā)系統(tǒng)，是相對(duì)于單效蒸發(fā)系統(tǒng)提出的，多效蒸發(fā)是將前效的二次蒸汽作為下一效加熱蒸汽的串聯(lián)蒸發(fā)裝置。在多效蒸發(fā)中，各效的操作壓力、相應(yīng)的加熱蒸汽溫度與溶液沸點(diǎn)依次降低。此路線優(yōu)點(diǎn)是經(jīng)過(guò)軟化后，水質(zhì)較好，對(duì)蒸發(fā)結(jié)晶系統(tǒng)影響較小，設(shè)備能夠長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行，缺點(diǎn)是需要加藥軟化，運(yùn)行成本較高。

2.1.4軟化+反滲透+蒸發(fā)結(jié)晶

脫硫廢水經(jīng)過(guò)軟化澄清后，通過(guò)反滲透膜經(jīng)過(guò)一定濃縮后，進(jìn)入蒸發(fā)結(jié)晶系統(tǒng)。此路線優(yōu)點(diǎn)是經(jīng)過(guò)軟化后，水質(zhì)較好，對(duì)蒸發(fā)結(jié)晶系統(tǒng)影響較小，設(shè)備能夠長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行，缺點(diǎn)是需要加藥軟化，運(yùn)行成本較高。

2.1.5軟化+超濾+納濾+反滲透+MVR蒸發(fā)結(jié)晶

脫硫廢水經(jīng)過(guò)軟化澄清后，通過(guò)膜系統(tǒng)（超濾+納濾+反滲透）經(jīng)過(guò)一定濃縮后，進(jìn)入MVR蒸發(fā)結(jié)晶系統(tǒng)。MVR蒸發(fā)系統(tǒng)，即將蒸發(fā)后的二次蒸汽利用蒸汽壓縮機(jī)再壓縮，提高二次蒸汽的溫度和壓力，再次被送入到加熱室作為熱源來(lái)加熱原水，放熱后蒸汽冷凝成為冷凝水回收。此路線優(yōu)點(diǎn)是產(chǎn)出水可直接供企業(yè)回用，并對(duì)廢水中的污染物進(jìn)行分質(zhì)處理，實(shí)現(xiàn)副產(chǎn)物的綜合利用。

2.2煙氣蒸發(fā)路線

利用燃煤電廠特有的煙氣系統(tǒng)，利用鍋爐煙氣的熱量實(shí)現(xiàn)廢水的蒸發(fā)。

2.2.1振動(dòng)膜+高溫?zé)煔庹舭l(fā)

廢水經(jīng)初步物理沉淀澄清后，不需要進(jìn)行軟化預(yù)處理，采用震動(dòng)膜的形式進(jìn)行濃縮減量。

震動(dòng)膜主要有兩個(gè)部分組成，膜組和使膜組產(chǎn)生往復(fù)運(yùn)動(dòng)的震動(dòng)機(jī)械。膜組里是圓形的平板，膜片可按需求使用不同精度的膜材。膜片與膜片間隙比較大，有3mm，進(jìn)口通道比較寬，不容易在進(jìn)口位置產(chǎn)生結(jié)垢。進(jìn)液通過(guò)壓力從進(jìn)口流到濃液口。在進(jìn)料泵壓力下，清液通過(guò)膜片，鹽分被截留。膜組剖面示意見(jiàn)圖1

整個(gè)膜組座在一組震動(dòng)機(jī)械上。震動(dòng)機(jī)械是采用馬達(dá)和偏心軸承，生產(chǎn)約每秒50HZ的頻率傳到整個(gè)膜組。在膜面來(lái)回往復(fù)震動(dòng)，在膜面產(chǎn)生強(qiáng)大剪切力，鹽分難以停留在膜面，防止膜面產(chǎn)生表明結(jié)晶。在高鹽濃度下，結(jié)晶和未結(jié)晶的鹽分被推倒?jié)庖嚎谕馀?。振?dòng)機(jī)械示意見(jiàn)圖2。

由于震動(dòng)膜采用高頻震動(dòng)提高膜面剪切力，對(duì)廢水除硬沒(méi)有太大的要求，使脫硫廢水可以在不除硬度的前提下進(jìn)行濃縮。脫硫廢水經(jīng)震動(dòng)膜濃縮減量后，通旁路煙氣干燥塔蒸發(fā)。

2.2.2高溫雙流體霧化蒸發(fā)

基于旁路煙氣直接蒸發(fā)的脫硫廢水，脫硫廢水不需要預(yù)處理，脫硫廢水經(jīng)初步物理沉淀澄清后，直接進(jìn)入干燥塔進(jìn)行煙氣干燥。

2.2.3軟化+膜濃縮+高溫?zé)煔庹舭l(fā)

脫硫廢水經(jīng)初步物理沉淀澄清后，依次進(jìn)行水質(zhì)軟化預(yù)處理、膜法濃縮減量系統(tǒng)，旁路煙道蒸發(fā)系統(tǒng)。其中沉淀軟化處理加入絮凝、助凝劑等藥劑，高效去除懸浮固體顆粒和重金屬等，降低膜法濃縮減量系統(tǒng)膜結(jié)垢風(fēng)險(xiǎn)。

旁路煙道入口位于SCR后、空氣預(yù)熱器前煙道。出口位于空氣預(yù)熱后，除塵器前煙道。旁路煙道入、出口通過(guò)電動(dòng)隔離擋板實(shí)現(xiàn)與主體煙道的隔離，保障電廠的穩(wěn)定運(yùn)行。旁路煙道入口加設(shè)電動(dòng)調(diào)節(jié)擋板以調(diào)節(jié)煙氣的流量、流速，保障液的高效蒸發(fā)。反滲透濃水經(jīng)廢水管道輸送至旁路煙道內(nèi)的旋轉(zhuǎn)霧化噴頭。霧化液滴與高溫?zé)煔庠谂月窡煹纼?nèi)充分混合，在不斷的傳質(zhì)、傳熱過(guò)程中實(shí)現(xiàn)液滴的高效蒸發(fā)。霧化液滴中所含的鹽類(lèi)物質(zhì)在蒸發(fā)過(guò)程中持續(xù)析出，并附著在煙氣中的粉塵顆粒上經(jīng)旁路煙道出口進(jìn)入除塵器，被除塵器捕集；蒸發(fā)后的水蒸氣隨煙氣進(jìn)入脫硫塔，在脫硫塔經(jīng)冷凝后間接補(bǔ)充脫硫工藝用水，最終實(shí)現(xiàn)脫硫廢水零排放。

2.2.4高溫離心霧化煙氣蒸發(fā)路線

脫硫廢水不經(jīng)過(guò)任何處理，直接進(jìn)入蒸發(fā)塔蒸發(fā)。旁路煙道入口位于SCR后、空氣預(yù)熱器前煙道。出口位于空氣預(yù)熱后，除塵器前煙道。

2.2.5低溫循環(huán)煙氣蒸發(fā)路線

煙氣在經(jīng)過(guò)空預(yù)器、除塵器后的低溫廢煙氣一般仍有130°C的余熱，而此階段煙氣沒(méi)有其他借用，屬于廢熱煙氣。

脫硫廢水利用廢熱煙氣的預(yù)熱進(jìn)行蒸發(fā)，將脫硫廢水形成泥渣排出。同時(shí)經(jīng)濕化的低溫廢煙氣也有利于后續(xù)脫硫塔脫硫工藝，減少脫硫用水量。

幾種煙氣蒸發(fā)零排放技術(shù)路線對(duì)比

3結(jié)論

在燃煤電廠中，脫硫廢水處理工藝路線的選擇要同時(shí)考慮產(chǎn)生廢水和固體廢物，處理工藝要兼顧設(shè)備投資、運(yùn)行成本、運(yùn)行維護(hù)的復(fù)雜程度及結(jié)合自身生產(chǎn)的特點(diǎn)，選擇最合適的工藝路線。目前脫硫廢水產(chǎn)生的固體廢棄物，還沒(méi)有對(duì)其定性是否是危險(xiǎn)固體廢棄物，但這部分廢棄物對(duì)環(huán)境產(chǎn)生不利的影響是現(xiàn)實(shí)存在的，因此，如何真正實(shí)現(xiàn)零排放，對(duì)廢棄物實(shí)現(xiàn)分質(zhì)回收利用，是燃煤電廠需要統(tǒng)籌考慮的一大現(xiàn)實(shí)問(wèn)題。

參考文獻(xiàn)：

[1]謝新各.燃煤電廠脫硫廢水零排放研究[J].中國(guó)設(shè)備工程，2019（03）：155-157.

作者簡(jiǎn)介：

吳根記，（1976.12），工程師，策劃部專(zhuān)工.