孫繼華

(國家能源集團(tuán)克拉瑪依發(fā)電有限公司 新疆克拉瑪依 834000)

含硫煙氣是燃煤電廠生產(chǎn)經(jīng)營中最重要的減排工作對象之一，目前，國內(nèi)外技術(shù)最成熟的煙氣脫硫技術(shù)就是石灰石—石膏濕法脫硫技術(shù)。石灰石—石膏濕法脫硫技術(shù)具有較高的脫硫效率，脫硫質(zhì)量穩(wěn)定，能夠有效保證脫硫后的煙氣排放質(zhì)量，避免對大氣環(huán)境的污染。但石灰石—石膏濕法脫硫技術(shù)的使用會產(chǎn)生一定量的含硫廢水，直接排放會嚴(yán)重污染水資源，必須進(jìn)行深度處理達(dá)標(biāo)后排放。

1 燃煤電廠濕法煙氣脫硫廢水概述

燃煤電廠采用的煙氣脫硫技術(shù)主要是石灰石—石膏濕法脫硫技術(shù)，利用的是煙氣中的二氧化硫與石灰石碳酸鈣生成亞硫酸鈣的反應(yīng)，漿液狀態(tài)的碳酸鈣能夠有效吸收煙氣中攜帶的二氧化硫，從而有效凈化煙氣；而吸收塔中的亞硫酸鈣溶液則在空氣的作用下被氧化成為硫酸鈣，即石膏，經(jīng)過脫水后的脫硫石膏可回收應(yīng)用在水泥生產(chǎn)、土壤調(diào)節(jié)、建筑等領(lǐng)域。濕法脫硫廢水所指的就是石膏脫水過程產(chǎn)生的廢水，這部分廢水pH值在4～6范圍內(nèi)，偏酸性，含鹽量高，且含有的是大量的鈣、鎂離子，因此，廢水的硬度很高，容易結(jié)垢堵塞管道和其他結(jié)構(gòu)。除此外，濕法脫硫廢水中還含有一定量的Cl－、SO42－、SO32

－、F－等陰離子，砷、汞、鉛、鎳等重金屬離子，這些離子的存在使得濕法脫硫廢水遠(yuǎn)未達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)，必須進(jìn)行深度處理后達(dá)標(biāo)排放。目前，燃煤電廠大多采用物理化學(xué)方法來處理濕法脫硫廢水，即通過氧化、中和等方法脫除廢水中的陰陽離子，通過沉淀、絮凝等方法脫除廢水中的懸浮物、膠狀物，但這樣的方式并不能很好的脫除廢水中的鹽分，使得燃煤電廠排放的廢水屬于高鹽狀態(tài)，直接排放會成為水體鹽度提高、流域土地鹽堿化的源頭。

2 燃煤電廠濕法脫硫廢水的零排放處理技術(shù)

2.1 蒸發(fā)法

蒸發(fā)法是濕法脫硫廢水零排放處理技術(shù)中最常見的一種，且是效果十分顯著的一種。蒸發(fā)法處理濕法脫硫廢水的原理是通過高溫加熱，使廢水沸騰蒸發(fā)形成水蒸氣，水蒸氣凝結(jié)冷卻后回收成為水資源，可以進(jìn)行循環(huán)利用；而廢水中的污染物則會因高溫、失水而逐漸從液體轉(zhuǎn)化為晶體狀態(tài)，便于后續(xù)的回收和處理。與其他零排放處理技術(shù)相比，蒸發(fā)法的可操作性強(qiáng)、實(shí)用性強(qiáng)、操作簡單、能源消耗程度低，是十分有效的處理技術(shù)，能夠有效實(shí)現(xiàn)濕法脫硫廢水的零排放。

2.1.1 強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)

在具體實(shí)踐過程中，濕法脫硫廢水并非一次蒸發(fā)就能夠?qū)崿F(xiàn)零排放，從原液濃縮到減量到結(jié)晶的過程需要較長的時(shí)間，若采用一次蒸發(fā)會減緩蒸發(fā)的效率，還會影響蒸發(fā)的效果，因此，強(qiáng)制循環(huán)的多次蒸發(fā)是生產(chǎn)實(shí)際中更加常用的技術(shù)。強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)技術(shù)使用過程中，通常將幾個(gè)蒸發(fā)器串聯(lián)在一起，使?jié)穹摿驈U水在不同的蒸發(fā)器中實(shí)現(xiàn)濃縮、減量、結(jié)晶，最終實(shí)現(xiàn)零排放處理。為了更好的實(shí)現(xiàn)強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)，需要先將濕法脫硫廢水進(jìn)行軟化處理，避免廢水中的鈣鎂離子導(dǎo)致蒸發(fā)器結(jié)構(gòu)損傷。

2.1.2 降膜機(jī)械蒸發(fā)

與上一點(diǎn)中濕法脫硫廢水一起進(jìn)入蒸發(fā)器進(jìn)行蒸發(fā)不同，降膜機(jī)械蒸發(fā)是一種利用噴淋設(shè)備使廢水以水膜的形式分布在加熱管表面，提高蒸發(fā)效率的一種技術(shù)。這種蒸發(fā)技術(shù)從理論上來講，所消耗的蒸發(fā)熱值要遠(yuǎn)低于強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)，蒸發(fā)效率也應(yīng)當(dāng)高于強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)，但前提是噴淋設(shè)備的噴淋密度、噴淋量必須與廢水在加熱管表面的蒸發(fā)速度配合一致，不使廢水在加熱管表面堆積，也不使加熱管空載，從而達(dá)到最佳的蒸發(fā)效果，這一點(diǎn)還需要進(jìn)一步的研究和實(shí)踐。其次，濕法脫硫廢水與加熱管直接接觸，對加熱管的材質(zhì)有了更高的要求，提高了設(shè)備整體的費(fèi)用成本，能否壓倒強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)設(shè)備還需要看具體情況和具體計(jì)算。

2.2 煙道處理法

煙道處理方法是一種將廢水氣化后排出的技術(shù)，這種技術(shù)能夠使廢水中的污染物以最小的顆粒直徑進(jìn)入大氣，最大程度上接近零排放效果。因?yàn)闊煹捞幚矸椒ㄖ袥]有使用化學(xué)藥劑，而是用設(shè)備對廢水進(jìn)氣化，所以廢水中含有的污染物并沒有被有效脫除和回收，只是以最小顆粒的形式進(jìn)入大氣，因此，只能說是接近零排放處理要求，而不是真正的零排放處理，還是存在對大氣、水體形成污染的可能性。也正是因?yàn)檫@一點(diǎn)，煙道處理方法在污水處理領(lǐng)域中應(yīng)用的不多，并不常見。

2.3 軟化+煙道法

軟化+煙道法與煙道處理法的區(qū)別就在于軟化技術(shù)，這也是這種零排放處理技術(shù)的核心。軟化技術(shù)有兩種使用方式，一種是熟石灰+混凝澄清的方式，能夠有效去除廢水中的重金屬離子、懸浮物、膠狀物，軟化水質(zhì)；另一種是石灰+碳酸鈉+澄清或碳酸鈉+強(qiáng)堿+澄清的方式，能夠有效去除廢水中的鈣鎂離子、硫酸根離子等導(dǎo)致水質(zhì)過硬的因子，達(dá)到軟化水質(zhì)的效果。當(dāng)經(jīng)過軟化的濕法脫硫廢水進(jìn)入煙道進(jìn)行氣化時(shí)，能夠有效降低進(jìn)入大氣的污染物數(shù)量和密度，更加貼近零排放的處理效果。

2.4 膜分離技術(shù)

在濕法脫硫廢水中，不乏可以回收再利用的物質(zhì)，包括水資源、鹽分、重金屬離子等，都能夠在工業(yè)生產(chǎn)的其他環(huán)節(jié)中找到新的應(yīng)用方向。而膜分離技術(shù)是現(xiàn)代工業(yè)中回收物質(zhì)的常見技術(shù)之一，能夠?qū)⑽廴疚飶乃w中有效分離出來，在實(shí)現(xiàn)出水凈化的同時(shí)，幫助技術(shù)人員進(jìn)行物質(zhì)回收工作。常見的膜分離技術(shù)包括微濾、超濾、反滲透等數(shù)種，主要針對的是不同直徑的分離對象，比如微濾膜主要截留直徑在0.1～10μm之間的物質(zhì)，超濾膜主要截留直徑2nm～0.1μm之間的膠體、大分子等物質(zhì)，若應(yīng)用膜孔徑更小的納濾膜，則可截留直徑在1～3nm之間的分子，實(shí)現(xiàn)鹽分的截留和去除，有效降低濕法脫硫廢水中的含鹽量，為零排放處理奠定基礎(chǔ)。

3 零排放處理技術(shù)的發(fā)展進(jìn)展概述

目前，我國在燃煤電廠煙氣濕法脫硫廢水的零排放處理方面還有很大的進(jìn)步空間，技術(shù)和設(shè)備上的研究還不夠成熟，相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域研究人員需要加大研發(fā)力度，盡可能拉近我們與發(fā)達(dá)國家在這個(gè)領(lǐng)域的距離，盡量提高我國的濕法脫硫廢水的零排放處理效果，保護(hù)我國的自然環(huán)境資源。目前，相較于蒸發(fā)法、膜分離技術(shù)，煙道法是濕法脫硫廢水零排放處理領(lǐng)域中的熱門研究方向，研究人員已經(jīng)提出在煙道中配合電除塵類設(shè)備，對氣化后從水體中暴露出的污染物顆粒進(jìn)行捕捉，能夠更加有效地提高對濕法脫硫廢水的零排放處理效果，還能夠?qū)崿F(xiàn)對可回收物質(zhì)的回收再利用，更能夠避免對煙道的腐蝕和損傷。由此可見，電除塵煙道處理法會是零排放處理技術(shù)的重要發(fā)展方向。

4 結(jié)語

隨著我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和科技水平的提高，社會生產(chǎn)生活中對各種資源的需求必然日益增多，所產(chǎn)生的廢水、固廢量也在持續(xù)增加。燃煤電廠是城市供電的重要來源之一，隨著城市對電能的需求量增加，燃煤電廠的發(fā)電量增加，煙氣脫硫的需求量也隨之增加，產(chǎn)生的濕法脫硫廢水量也在不斷增加。為了實(shí)現(xiàn)對濕法脫硫廢水的零排放處理，提高對環(huán)境資源的保護(hù)，本文分析了各種零排放技術(shù)，希望可以為提高燃煤電廠廢水處理水平提供一些幫助，為我國環(huán)境保護(hù)工作貢獻(xiàn)微薄之力。