略論燃煤電廠脫硫廢水零排放處理與預處理的軟化技術

史德佩　周然

摘 要：本文分析了燃煤電廠脫硫廢水的主要特征，我們介紹了燃煤電廠現有脫硫廢水零排放技術：包括煙道噴霧干燥技術、預處理-傳統蒸發結晶技術、預處理-膜濃縮-傳統蒸發結晶等。根據行業對預處理工藝的要求，提出了石灰（或燒堿碳酸鈉）軟化工藝、離子交換軟化工藝、硫酸鈉煙氣軟化工藝、納濾膜軟化預處理工藝、碳酸鈉軟化沉淀池-濾池處理工藝等。各電力企業可以根據實際需要來進行選擇。

關鍵詞：燃煤電廠；脫硫廢水零排放處理；預處理的軟化技術

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.21.077

0 引言

石灰石-石膏濕法煙氣脫硫工藝具有脫硫效率高、脫硫劑資源豐富、負荷范圍廣等特點，在我國燃煤電廠中得到了廣泛的應用，占我國工業脫硫總量的90%以上。然而，脫硫廢水因為其附帶的懸浮物含量較多、鹽度高，含有多類重金屬，是電廠末端最難處理的工業類廢水。為了進一步控制煙氣脫硫廢水的有效處理，實現廢水“零排放”，這已然成為現今電廠面臨的重要挑戰。本文將在分析煙氣脫硫廢水性質的基礎上，介紹一些傳統的處理工藝特點，并就其應用中可能存在問題進行分析。

1 燃煤電廠脫硫廢水的主要特征

燃煤電廠脫硫廢水的特點：（1）鹽含量高。在脫硫廢水中，由于發電強度的變化，含鹽量往往高于其它雜質，每升廢水含鹽量在30000--60萬mg之間，含鹽量較大。會增加加工難度和成本。（2）成分復雜，水質變化較大。（3）懸浮物含量高。

2 燃煤電廠現有脫硫廢水零排放技術

（1）煙道噴霧干燥技術。脫硫廢水泵入除塵器前面的煙道。通過壓縮空氣將脫硫廢水通過固定的霧化噴嘴輸送到煙氣中。煙氣溫度用來干燥液滴，收集廢水中的各種固體，由除塵器收集。流程簡單，投資、運營和管理成本相對較低，國外應用成果較少，在我國還沒有成功的運營案例，目前尚處于試用階段或尚未實施。污水引起的煙氣堵塞、磨損、腐蝕和煙氣溫度等問題需要通過實踐檢驗。

（2） 預處理-傳統蒸發結晶。脫硫廢水通過添加石灰（碳酸鈉）、有機硫、絮凝劑和重力沉降，去除大部分懸浮物、重金屬以及F-、硬度、SiO2等結垢物質。經過多效蒸發器或機械蒸汽再壓縮蒸發器蒸發結晶，冷凝水回用，結晶鹽處理.該技術成熟可靠，但投資和運營成本高。

（3）預處理-膜濃縮-傳統蒸發結晶。脫硫廢水經石灰（碳酸鈉）、絮凝劑和重力沉降預處理后，去除了大部分懸浮物、重金屬以及F-、硬度、SiO2等結垢物質。在此基礎上，采用明流道反滲透膜-盤管反滲透膜、納濾-專用通道反滲透膜、正滲透膜等對預處理廢水進行濃縮處理，對淡水進行回用，濃縮水進入傳統的蒸發結晶系統。冷凝水被重復使用，結晶鹽被分開處理。

3 五種預處理的軟化工藝特點分析

雖然脫硫廢水采用三容器處理，但后續膜處理的硬度、懸浮物、SiO2、Fe、HCO3濃度仍然很高，因此仍需加強軟化預處理。經過預處理后，出水水質達到膜入口的要求，才能進入膜系統，達到濃縮和減少水量的目的。脫硫廢水軟化預處理主要有兩種方案。

（1）石灰（或燒堿-碳酸鈉）軟化工藝。石灰（或燒堿-碳酸鈉）軟化法已廣泛應用于廢水的軟化處理。該工藝具有穩定性和可靠性好的優點。例如，某電廠廢水軟化處理可將兩級化學軟化處理后的總硬度降低到小于100 ppm。在將pH調節到蒸發系統之后，可以保證蒸發系統的穩定運行。該工藝的缺點是需要消耗大量的化學品，在軟化過程中會產生大量的污泥。同時污泥的處理成本也會增加。

（2）離子交換軟化工藝。穩定可靠是這個系統的工藝特點。離子交換后，出水的硬度可降低到10 ppm以內，不過脫硫廢水的硬度過高，存在設備投資過多、再生廢水產量過大等問題。所以，在實際應用中，可以考慮增加化學軟化廢水中的離子交換軟化，進一步降低廢水的硬度，并保證后續系統的穩定運行。少量的再生廢水可以返回到原來的化學軟化系統，以確保該系統不產生新的污染物，以實現系統的“零排放”效果。

（3）硫酸鈉-石灰-煙道氣軟化工藝。鈉-石灰煙氣軟化過程的主要原理是Ca（OH）2在三相CaSO4-Ca（OH）2-H2O體系中的溶解影響CaSO4的溶解度。該工藝可分為兩步：添加硫酸鈉和石灰乳，將pH值調整為12～13，沉淀石膏顆粒；在第二步中，脫硫煙氣經第一步處理后引入廢水中，煙氣中加入CO2。它與廢水中的OH-反應生成CO32-，然后與廢水中的Ca2+結合形成碳酸鈣沉淀，去除鈣離子，并將pH控制在11左右。該方法的優點是可以降低預處理柔軟劑的成本，但軟化過程的pH值難以控制，很難達到良好的軟化效果。

（4）納濾膜作為軟化預處理工藝。在海水淡化預處理過程中，采用納濾膜作為軟化預處理工藝。現今，工業上存在許多軟化納濾膜，但其硬度去除率不超過50%。濃縮納濾水仍需處理。由于膜的堵塞和污染，目前還沒有應用于脫硫廢水的“零排放”工藝。

（5）石灰-碳酸鈉軟化-沉淀池-過濾器處理工藝。燃煤電廠脫硫廢水處理系統出水依次進入反應器1和反應器2，在兩個反應池中分別加入一定量的石灰和碳酸鈉。其主要目的是利用廢水中鎂離子和鈣離子的化學反應產生沉淀，然后在沉淀池中將固液分離。沉淀后，上清液可經過濾和超濾過濾。在膜濃縮處理系統中，出水直接作為進水。加石灰軟化處理工藝流程如圖1所示。

4 結論與建議

綜上所述：（1）煙道噴霧干燥技術、預處理-傳統蒸發結晶技術、預處理-膜濃縮-傳統蒸發結晶等是最基本的脫硫廢水零排放處理工藝。（2）根據預處理工藝的行業要求，我們介紹了石灰（或燒堿-碳酸鈉）軟化等多類工藝，各電力企業可以根據實際需要來進行選擇。

參考文獻：

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