火電廠脫硫廢水零排放技術探討

摘 要：火電廠脫硫廢水零排放改造勢在必行，介紹了現有的火電廠脫硫廢水零排放技術，論述了各自的原理及優缺點，給出了火電廠脫硫廢水零排放的技術方案選取建議。

關鍵詞：火電廠；脫硫廢水；零排放

水資源和水環境問題不僅是制約我國工業發展的瓶頸，同時已成為生態文明建設亟待解決的關鍵問題。近年來，隨著《新環保法》、《國務院辦公廳關于推行環境污染第三方治理的意見》、《水污染行動計劃》等一系列法規政策的出臺和實施，提高用水效率，實現節水和廢水的有效再利用已成為必然的選擇。尋求處理效果更好、工藝穩定性更強、運行費用更低的水處理工藝，實現廢水零排放的目標，已成為產業發展的內在需求。[1]

2016年9月30日，環保部發布征求《火電廠污染防治技術政策》和《火電廠污染防治最佳可行性技術指南》意見函，對于廢水鼓勵循環使用不外排，特別重點指出重點研發“脫硫廢水零排放工藝”。

環保部2017年1月10日《火電廠污染防治技術政策》，脫硫廢水宜經石灰、混凝、澄清、中和等工藝處理后會用，鼓勵采用蒸發干燥或蒸發結晶等處理工藝，實現脫硫廢水不外排。

環保部《關于開展火電、造紙行業和京津冀試點城市高架排污許可管理工作的通知》環水體[2016]189號，要求在2017年6月30日前，完成全國火電和造紙行業排污許可證申請和核發，從2017年7月1日起，上述企業應持證排污。火電廠廢水控制工作應“因地制宜、一廠一策、節水優先、分類治理、統籌規劃、分步實施”。

燃煤電廠是傳統用水大戶，其用水量占工業總用水量的40%以上，同時產生了大量的廢水。隨著各專項法律法規陸續出臺，強硬的條款使燃煤電廠本身的環保壓力逐漸增大。火電廠廢水排放必將成為關注的焦點，而脫硫系統作為廠內水資源利用的末端，所產生的廢水可視為全廠的最終排放。因此，將脫硫廢水處理達到回用標準，才能實現真正的廢水零排放。綜上所述，脫硫廢水的排放直接影響到火電廠的可持續發展，滿足未來國家對火電廠污水排放的嚴格要求， 實現全廠水資源的循環利用，在業內樹立節能減排的典范，可優先從政府及上級單位獲得政策和補貼。所以對火電廠實施脫硫廢水零排放是必要的。

1 脫硫廢水零排放技術

脫硫廢水的成分及濃度對處理系統的運行管理有很大影響，是影響處理設備的選擇、腐蝕等的關鍵性因素。脫硫廢水一般具有以下幾個特點：水質呈弱酸性，懸浮物含量高，氟化物、COD、重金屬超標，其中包括我國嚴格限制排放的第1類污染物，如Hg、As、Pb 等；鹽分含量高，含有大量的 Cl、SO42、SO32等離子，其中Cl的含量較高。

現階段脫硫廢水主要通過三聯箱處理，達標排放。隨著環保形勢的發展以及末端廢水處理技術的成熟，將逐步實現廢水零排放。

1.1 濃縮減量+蒸發方案

該方案首先采用NaOH或者Na2CO3為軟化劑，添加絮凝劑，去除廢水中的Ca2+，Mg2+離子，達到軟化預處理的效果：廢水進入廢水緩沖罐，在初步沉淀后，進入反應器，加入NaOH、Na2CO3和絮凝劑，充分攪拌反應后進入絮凝沉淀箱，沉淀箱中沉淀分層，上層清液先進入濃縮減量工藝系統，可采用反滲透工藝（預濃縮工藝不分鹽）、納濾工藝（預濃縮工藝分鹽）或電滲析工藝，下層污泥由排污泵排入壓濾機或者脫水機。濃縮減量工藝系統出來的濃鹽水進入機械蒸汽再壓縮（縮寫MVR）系統或多效蒸發器進行蒸發結晶，濃縮減量工藝系統的凈水可作為鍋爐補給水回用。MVR裝置或多效蒸發器蒸發的凈水與反滲透膜的凈水一起回用，結晶產物是以NaCl為主的結晶混鹽，外送有需求的化工廠處置。該方案投資運行成本較高，需要一定的運行管理水平。目前河源電廠、漢川電廠等都采用的類似路線。

1.2 高溫旁路煙道蒸發方案

脫硫廢水首先通過傳統三聯箱系統進行預處理，去除大部分懸浮物和重金屬，出水箱清水經過保安過濾器，直接進入高溫旁路煙道蒸發系統。高溫煙道旁路蒸發系統是從脫硝出口引入高溫旁路煙道將高溫煙氣接入蒸發塔，濃鹽水經過霧化后，噴入蒸發塔內部，廢水經高溫煙氣加熱，蒸發成水蒸氣，污染物鹽分結晶成固體顆粒，隨著煙氣又被排入除塵器前的煙道中，最后被除塵器捕捉進入干灰中，水蒸發隨煙氣進入脫硫吸收塔。該方案會略微降低鍋爐熱效率。煙氣速度1020m/s范圍內，整體上氣相速度的改變對液滴完全蒸發時間的影響很小。氣相溫度的改變對液滴達到臨界蒸發溫度的時間以及完全蒸發時間的影響很大。煙氣從較高溫度和較低溫度分別下降相同幅度的溫度時，液滴在煙氣中的完全蒸發時間按不同的倍數在增加，煙氣溫度越低，液滴完全蒸發時間增加的越多。[3]焦作萬方電廠、長興電廠等都采用的類似路線。

1.3 煙道余熱蒸發方案

脫硫廢水首高溫旁路煙道蒸發方案類似的去除懸浮物后，然后進入煙道蒸發系統。脫硫廢水經過霧化后，噴入空預器后、除塵器前煙道內部，廢水經高溫煙氣余熱加熱，蒸發成水蒸氣，污染物鹽分結晶成固體顆粒，被除塵器捕捉進入干灰中一起外排，水蒸發隨煙氣進入脫硫吸收塔，該方法要求爐后煙氣溫度較高，但在很多電廠冬天難以滿足，在發達國家擁有較多案例，具有運行成本低，新增設備少等優點。[4]目前，上都電廠、土右電廠等都采用的類似路線。

2 結論

現有脫硫廢水零排放技術能夠滿足脫硫廢水零排放要求。經過技術經濟對比，廢水零排放技術路線影響因素眾多，除廢水本身的性質外，還需要考慮結合技術經濟性、周邊環境和當地政策導向綜合考慮。目前需要結合項目實際情況具體分析，選擇最佳方案。

參考文獻：

[1]國務院關于印發水污染防治行動計劃的通知國發〔2015〕17號《水污染防治行動計劃》[EB/OL].20150402.

[2]張志榮.火廢水液滴在低溫煙氣中的蒸發特性數值研究[J].環境工程學報：2011，09：20482053.

[3]姚遠.脫硫廢水常規處理及零排放工藝介紹[J].化工管理，2017，01：198199.

[4]馬越，劉憲斌.脫硫廢水零排放深度處理的工藝分析[J].科技與創新，2015（18）：1213.

作者簡介：袁亮（1986），男，重慶人，工程師，從事環保新工藝及新技術的設計研發及推廣工作。