火電廠脫硫廢水綜合利用方案

毛玲玲，楊青山

(1.佛山市禪城區環境監測站,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.佛山市禪城區環境監測站,廣東 佛山 528000；2.佛山市順德五沙熱電有限公司，廣東 佛山 528000)

隨著國家對環保排放以及水資源節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關注熱點。通過分析火電廠石灰石-石膏濕法脫硫工藝產生的脫硫廢水的特點，結合不同行業的水資源利用情況，提出了將脫硫廢水供給環保磚制造企業進行綜合利用的方案，既能節約水資源，實現火電廠脫硫廢水的綜合利用，又能降低運營成本，使企業獲得良好的經濟效益。

火電廠；脫硫廢水；環保磚；綜合利用

0 引言

隨著我國能源工業的不斷發展，燃煤火電機組大量興建，在環保減排政策不斷收緊的情況下，廢氣治理設施數量也水漲船高。煙氣中二氧化硫的減排技術中，石灰石-石膏濕法脫硫工藝因技術成熟、運行可靠、煤質適應范圍廣、脫硫效率高等特點在國內外得到了廣泛應用[1-2]。然而，這種工藝產生的脫硫廢水(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)，直接排放會對環境造成嚴重危害，必須對其進行處理才能排放[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送至渣場進行綜合處理或利用。此種處理方式仍然存在處理后廢水對外排放問題，存在污染環境的潛在風險。為實現脫硫廢水零排放，近年來新興起的脫硫廢水處理零排放技術包括蒸發法和濃縮法，蒸發法又可分為系統內蒸發法(煙道噴淋蒸發[5])和系統外蒸發法(另增設蒸發系統[6])，濃縮法主要是采取膜滲透的方式進行濃縮處理，也有濃縮法與蒸發法聯用的技術工藝。這些工藝路線能夠有效實現脫硫廢水零排放處理，但運行成本較高。

本文通過分析脫硫廢水特點和新興環保磚制造行業工藝特點，提出了將脫硫廢水供給環保磚制造企業進行綜合利用的方案，通過不同行業間的互補，實現火電廠脫硫廢水的綜合利用，能夠節約水資源，降低兩個行業的運營成本，獲得較好的經濟收益。

1 國內常規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)調節廢水pH值，用于去除氟化物和部分重金屬。

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

(3)投加絮凝劑，在適宜的反應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)沉淀下來的物質進入壓濾機濃縮成污泥，污泥送至灰渣場。

這種處理工藝設備和操作程序簡單，運行成本相對較低，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供給其他行業進行綜合利用(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時仍然會對脫硫系統有較大腐蝕性。

近年來出現了蒸發法和滲透法廢水零排放處理工藝。蒸發法是利用機組煙氣系統中的熱量或另增加換熱蒸發裝置來實現脫硫廢水的零排放，此工藝的優點是能夠徹底實現脫硫廢水零排放，但能耗較高，且因脫硫廢水水量大、水質復雜，對蒸發設備具有較強腐蝕性，導致故障率較高，廢水蒸發后析出的結晶鹽也很難從蒸發設備上去除，因此，蒸發法較難在電廠內大范圍推廣；滲透法是利用膜的滲透或反滲透原理，將脫硫廢水進行進一步濃縮的工藝，該工藝的優點是能夠大幅減少后續處理設備的脫硫廢水量，降低運行成本，但該工藝處理能力受建設規模限制較大，處理復雜的脫硫廢水時對滲透膜的要求較高，導致運行成本也相對較高。

2 協同不同行業進行脫硫廢水的綜合利用

不同行業在生產制造過程中都有其各自的特點，如果能夠充分發揮不同行業的優勢，將不同行業的弱點與優點有機結合起來，則能夠取得良好的社會效益和經濟效益，真正實現經濟循環和節能減排。

環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，再經高壓或常壓蒸汽養護而成，不需要高溫煅燒，目前已得到廣泛應用。環保磚生產過程中對水質要求很低，在不影響環保排放指標的情況下，僅需保證雜質少、水質呈中性即可(減少設備腐蝕)，對含鹽量及氯離子質量濃度無要求。

佛山市順德五沙熱電有限公司(以下簡稱五沙熱電)現有兩臺300 MW燃煤熱電聯產機組，兩臺機組共用一套脫硫廢水處理系統，處理工藝采用火電廠常規脫硫廢水處理工藝。設計兩臺機組正常處理能力為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，再次進入綜合廢水處理系統進行處理后回用(以下簡稱處理后工業廢水)，其回用水質指標可達到國家標準GB 8978—1996《污水綜合排放標準》和廣東省地方標準DB 4426—2001《水污染排放限值》的一級標準。對該廠正常生產情況下的脫硫廢水和處理后工業廢水進行連續一個月的取樣檢測分析，化驗結果見表1。對脫硫廢水中的固體物質進行石膏含量分析(分析方法為硫酸鋇質量法)，發現固體物質中石膏的質量分數大于70%；此外，將兩種廢水等比例混合后，水質pH值在7左右。

表1 某電廠廢水化驗結果

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

3 效益分析

將火電廠脫硫廢水與處理后工業廢水按適當比例混合作為環保磚生產工藝用水后，電廠能夠獲得以下幾方面的經濟效益。

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

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

(3)火電廠近距離內建設環保磚廠，生產過程中產生的粉煤灰就地利用，減少外運費用和運輸過程中的粉塵污染，最終實現固、液、氣的綜合防治。

4 結束語

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廢水混合后作為環保磚廠生產用水，方法可行，相比新興的蒸發法和濃縮法脫硫廢水處理工藝，優點顯著，既能實現節能降耗的目的，又能提高環保效益和經濟效益。

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

[2]楊青山,毛玲玲,趙湖濱,等.火電廠“超潔凈排放”改造策略研究[J].華電技術,2015,37(5):63-65.

[3]陳澤峰,馮鐵玲.電廠脫硫廢水處理[J].工業水處理,2006,26(3):86-88.

[4]應春華,劉柏輝,戴豪波,等.脫硫廢水排放的控制項目及標準探討[J].熱力發電,2005,34(9):69-71.

[5]高原,陳智勝.新型脫硫廢水零排放處理方案[J].華電技術,2008,30(4):73-75.

[6]胡石,丁紹峰,樊兆世.燃煤電廠脫硫廢水零排放工藝研究[J].潔凈煤技術,2015,21(2):129-133.

[7]賈明進.火電廠脫硫廢水處理技術[J].污水處理,2007,25(6):22-23.

(本文責編：劉芳)

2016-07-18；

2016-09-12

X 773

B

1674-1951(2017)01-0075-02

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