王國(guó)樹

摘要：在我國(guó)進(jìn)入21世紀(jì)迅猛發(fā)展的新時(shí)期，燃煤電廠若要達(dá)到廢水“零排放”的目標(biāo)，關(guān)鍵點(diǎn)是對(duì)高鹽、重金屬的脫硫廢水的處理。分析了目前國(guó)內(nèi)和國(guó)外對(duì)脫硫廢水處理技術(shù)的應(yīng)用情況，以及一些暫未應(yīng)用、但在其他行業(yè)應(yīng)用良好的高鹽廢水處理技術(shù)。通過分析和對(duì)比得出：一方面要尋找設(shè)備、材料、添加劑的突破，降低傳統(tǒng)脫硫廢水處理技術(shù)的基礎(chǔ)建設(shè)和運(yùn)行成本;另一方面，要結(jié)合火電機(jī)組自身特性，尋找新的脫硫廢水處理技術(shù)。

關(guān)鍵詞：燃煤電廠;廢水處理;零排放

引言

燃煤電廠廢水主要包括脫硫廢水、含煤廢水、循環(huán)水排污水、灰渣廢水、含油廢水等，不同廢水不同處置方法，其中脫硫廢水為高鹽分、高氯離子、高難度處理廢水。燃煤電廠均在通過優(yōu)化脫硫運(yùn)行控制，深挖運(yùn)行潛力，提高脫硫塔漿液氯離子含量等措施，減少脫硫廢水排放量。脫硫廢水傳統(tǒng)工藝采用三聯(lián)箱，處理后多用于：①干灰調(diào)濕;②煤場(chǎng)噴淋;③灰場(chǎng)噴淋;④沖灰用水等，存在問題如：①影響干灰品質(zhì);②氯離子、鹽分聚集;③帶來(lái)二次污染，無(wú)法實(shí)現(xiàn)零排放。目前，在零排放技術(shù)快速發(fā)展驅(qū)動(dòng)下，脫硫廢水零排放主要使用工藝為“軟化+濃縮減量+尾水固化”或“濃縮減量+尾水固化”或“直接固化”，軟化技術(shù)多采用化學(xué)沉淀法，去除SS、鈣、鎂硬度;濃縮減量工藝主要是通過膜濃縮或熱濃縮技術(shù)，降低廢水量;尾水固化工藝為多效蒸發(fā)結(jié)晶工藝、機(jī)械蒸汽再壓縮蒸發(fā)結(jié)晶工藝、主煙道霧化蒸發(fā)工藝以及旁路煙道蒸發(fā)工藝。固化單元為零排放核心，也是文章重點(diǎn)論述內(nèi)容，旨在從工藝、運(yùn)行成本等方面進(jìn)行闡述，合理選取固化工藝，真正實(shí)現(xiàn)脫硫廢水零排放。

1燃煤電廠脫硫廢水電絮凝處理工藝研究背景

作為中國(guó)電力供應(yīng)的重要主體，燃煤電廠的環(huán)保問題一直廣受關(guān)注，在新發(fā)展時(shí)期，國(guó)家也對(duì)燃煤電廠的污染排放提出了更高的標(biāo)準(zhǔn)，其中，廢水處理就是一個(gè)重要的部分。現(xiàn)階段，燃煤電廠普遍使用石灰石-石膏濕脫法對(duì)煙氣進(jìn)行脫硫，但煙氣中含有大量的Cl-和F-，F(xiàn)-會(huì)與吸收塔洗滌下來(lái)的漿液產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，從而削弱石灰石的溶解性，高濃度的Cl-又會(huì)使石灰石出現(xiàn)爛漿，不僅使脫水效率降低，石膏品質(zhì)下降，還可能腐蝕設(shè)備，帶來(lái)巨大的經(jīng)濟(jì)損失。因此在應(yīng)用濕法脫硫時(shí)，電廠一般會(huì)排出一部分濾液，以控制Cl-和F-的含量，保障石灰石質(zhì)量。但這種處理方式又帶來(lái)了新的問題，那就是脫硫廢水的處理問題。脫硫廢水中含有大量的硫酸鹽、氯化物以及固體懸浮物等，特別是其中高含量的Cl-，會(huì)對(duì)周圍環(huán)境造成極大的不良影響。目前，常見的廢水處理技術(shù)主要有兩種：a）水力除灰、蒸發(fā)、化學(xué)水處理系統(tǒng)。這種技術(shù)在國(guó)外比較常見，但是具有成本投入高、設(shè)備體系復(fù)雜等缺點(diǎn)，且水力除灰方式也不適用于燃煤電廠，局限性較大。b）三聯(lián)箱技術(shù)。國(guó)內(nèi)常見的脫硫廢水處理流程包括中和、沉淀、混凝等步驟，但同樣需要配備精密的設(shè)備儀器，前期投入較大。三聯(lián)箱技術(shù)就是這套流程的一個(gè)具體應(yīng)用，脫硫廢水進(jìn)入三聯(lián)箱后，經(jīng)過中和箱石灰乳溶液堿化，pH值調(diào)整為9.0以上，接著進(jìn)入反應(yīng)箱，在有機(jī)硫和凝聚劑的作用下去除不能與氫氧根結(jié)合的沉淀物，最終進(jìn)入絮凝箱完成整個(gè)處理流程。

2燃煤電廠脫硫廢水處理技術(shù)研究

2.1蒸發(fā)濃縮結(jié)晶工藝

蒸發(fā)濃縮結(jié)晶技術(shù)使用蒸發(fā)器濃縮脫硫廢水并再利用產(chǎn)品水。結(jié)晶和干燥工藝將濃縮水轉(zhuǎn)化為固體鹽進(jìn)行處理。它對(duì)廢水水體質(zhì)量、機(jī)組和煤種具有廣泛的適應(yīng)性，可以對(duì)脫硫廢水進(jìn)行徹底處理。但是，它具有成本高、能耗大、蒸發(fā)器結(jié)垢和設(shè)備腐蝕等缺點(diǎn)。根據(jù)工藝與熱源的差異，分為機(jī)械蒸汽再壓縮、多效蒸發(fā)以及熱力蒸汽再壓縮。其中，機(jī)械蒸汽再壓縮技術(shù)通過利用自身產(chǎn)生的二次蒸氣，進(jìn)行料液加熱以減少對(duì)外界能源的需求。多效蒸發(fā)利用鍋爐產(chǎn)生的蒸汽作為熱源并進(jìn)行多次循環(huán)利用，在提高蒸汽利用率的同時(shí)降低運(yùn)營(yíng)成本。熱力蒸汽再壓縮裝置則利用蒸發(fā)器噴出的二次蒸汽，與高壓蒸汽混合完成升溫升壓并進(jìn)入噴射器，進(jìn)行料液加熱。熱力蒸汽壓縮技術(shù)回收潛熱，提高熱效率。

2.2直接煙道蒸發(fā)

直接煙道蒸發(fā)技術(shù)的基本原理是先進(jìn)行預(yù)處理以提高脫硫廢水濃度，減少后續(xù)廢水處理量。濃縮后的廢水通過噴嘴進(jìn)入除塵器和預(yù)熱器之間的煙道。經(jīng)過霧化的液體會(huì)在煙氣高溫的作用下迅速蒸發(fā)，廢水中的水成為蒸氣由煙囪排出，污染物質(zhì)會(huì)由除塵器捕捉，并隨著粉煤灰排出，從而達(dá)到廢水污染物脫離的目的。該技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是利用鍋爐現(xiàn)有設(shè)備，改造成本較低;廢水處理量較膜滲透技術(shù)較大，初期投資較低。但該技術(shù)受限于原有設(shè)備，由于處理的廢水含氯等雜質(zhì)多，容易造成煙道腐蝕和堵塞，影響機(jī)組正常運(yùn)行;因?yàn)槭褂昧藷煹乐械臒崃?，受限于出口煙溫，所以處理的廢水量較化學(xué)法來(lái)說(shuō)較低。國(guó)內(nèi)實(shí)際應(yīng)用的內(nèi)蒙古某電廠，采用的就是直接煙道蒸發(fā)工藝，脫硫廢水處理量為17m3/h。

2.3納濾特種膜（NF）分鹽試驗(yàn)

納濾技術(shù)是一種非常成熟的低壓反滲透技術(shù)，其最初誕生于20世紀(jì)80年代，這項(xiàng)技術(shù)的實(shí)施主要靠壓力驅(qū)動(dòng)，介于反滲透和超濾之間。在一般情況下，納濾在工作時(shí)需要1.5MPa以下的壓力，其可以有效地截留二價(jià)離子，截留率可達(dá)到90%以上。相反其對(duì)于一價(jià)離子則十分寬容，截留率極低。通過利用納濾這一特性，我們可以將溶液中的一價(jià)、二價(jià)離子很容易地分離開來(lái)。因?yàn)榧{濾在工作時(shí)處于低壓狀態(tài)，膜通量比較大，在工作時(shí)能耗較少，成本較低，所以其常被用來(lái)作為預(yù)處理單元在反滲透中大量應(yīng)用。納濾膜在化學(xué)軟化方面也有很多應(yīng)用，有研究人員發(fā)現(xiàn)納濾對(duì)導(dǎo)電率較高的鹽類去除效果極佳。所以納濾技術(shù)也開始應(yīng)用于脫硫廢液的水處理中。

2.4脫硫廢水固化工藝

多效蒸發(fā)結(jié)晶工藝、機(jī)械蒸汽再壓縮（MVR）蒸發(fā)結(jié)晶工藝、主煙道霧化蒸發(fā)工藝以及旁路煙道蒸發(fā)工藝為目前可選擇的幾種尾水固化工藝。1）多效蒸發(fā)結(jié)晶工藝。多效蒸發(fā)結(jié)晶工藝是在國(guó)內(nèi)應(yīng)用較為廣泛、技術(shù)成熟的機(jī)械蒸發(fā)工藝，幾個(gè)蒸發(fā)器串聯(lián)在一起，組成多效蒸發(fā)廢水，原液由漿液泵抽進(jìn)加熱器底部，來(lái)自汽機(jī)的蒸汽加熱廢水，產(chǎn)生的蒸汽作為二次蒸汽用作下一效熱源，流體繼續(xù)返回到加熱器，繼續(xù)循環(huán)。2）機(jī)械蒸汽再壓縮蒸發(fā)結(jié)晶工藝。機(jī)械蒸汽再壓縮（MVR）蒸發(fā)設(shè)備是一種新型高效節(jié)能的蒸發(fā)設(shè)備，采用電能為主要能源，MVR濃縮蒸發(fā)主要是物料濃縮蒸發(fā)過程中會(huì)產(chǎn)生大量二次蒸汽，這些二次蒸汽經(jīng)過壓縮機(jī)的壓縮，壓力和溫度得到了提升，再次被送到濃縮蒸發(fā)系統(tǒng)加熱室內(nèi)，當(dāng)做加熱蒸汽熱源即生蒸汽使用，使料液維持蒸發(fā)狀態(tài)，而加熱蒸汽將熱量傳遞給物料本身之后冷凝成水，冷凝水可以作為工業(yè)用水回收利用，原來(lái)要廢棄的蒸汽得到了充分的利用，回收了潛熱，又提高了熱效率。

結(jié)語(yǔ)

電絮凝處理工藝具有前期投入小、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、適用范圍廣等優(yōu)點(diǎn)，在燃煤電廠含硫廢水處理中有著明顯的優(yōu)越性。因此，燃煤電廠應(yīng)當(dāng)充分重視電絮凝技術(shù)的引進(jìn)和推廣，并配備相應(yīng)的廢水稀釋、沉淀等預(yù)處理設(shè)施，合理控制處理工藝的各個(gè)環(huán)節(jié)，以提升含硫廢水的處理效率，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益與環(huán)境效益的統(tǒng)一。

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