燃煤電廠脫硫廢水零排放研究

謝新各

（青島捷能電力設計有限公司，山東 青島 266071）

現階段，隨著我國經濟發展水平的不斷提高，社會也在不斷進步，生產生活都和電力供應有著非常密切的關系，電力行業在社會生產發展中的作用越來越重要。我國火力發電廠數量多，燃煤電廠在生產電能中會導致大量二氧化硫的產生，嚴重污染大氣質量，現在人們對這個問題給予了足夠的重視，采取了一系列可行的措施來加以處理。濕法脫硫是常見的一種脫硫方法，雖然可以有效緩解大氣污染的問題，但同時也會導致一定的水污染，如果能夠實現脫硫廢水零排放，可以大大提高電廠的社會效益，改善環境質量。

1 燃煤電廠脫硫廢水主要來源及特性

1.1 脫硫廢水來源

現在，在國內和國外燃煤電廠應用最為廣泛的脫硫技術就是石灰石-石膏方式，其原理非常簡單，可以有效脫除二氧化硫氣體，并且還能對控制液體當中的顆粒濃度進行有效控制。但是為了維持內部的物質平衡，必然產生一些廢水的排放，即脫硫廢水，其中含有懸浮物、過飽和的硫酸鹽、亞硫酸鹽及重金屬等污染物，其中很多的物質都是國家在環保標準中重要提出要處理的污染物，脫硫廢水對環境造成了嚴重的影響，由此可見對于燃煤電廠的脫硫廢水零排放十分必要。

1.2 脫硫廢水主要特性

第一，水源質量不穩定。脫硫廢水水質受到石灰石純度、煤種類以及脫硫氧化風量等因素的影響，所以即使在同一脫硫裝置中不同的時間段內水質也存在很大的差異；第二，含鹽量比較高。在脫硫廢水中，通常含鹽量控制在10000～40000 mg/L之間；第三，懸浮物質含量比較高。在脫硫廢水中，懸浮物的濃度質量受到燃煤種類的變化和脫硫運行工作狀況的影響，通常在6000～10000mg/L之間，并且絕大部分的電廠脫硫廢水能夠在2～3小時之內自然的澄清，還有一少部分的廢水在很長一段時間內很難自然澄清。

2 燃煤電廠脫硫廢水環保技術

2.1 去重金屬

電廠廢水當中不僅含有硫化物，同時也有較大含量的重金屬，重金屬也就因此成為了廢水處理工作的重點。現在的技術手段當中，堿性藥劑的應用非常廣泛，這些堿性藥劑可以和廢水中的重金屬融合起來，這樣一來，其就會形成沉淀，從而脫離廢水。同時也由于使用了堿性藥劑，在處理重金屬元素時，也會大大提高其酸堿度，很多氫氧化物也因此可以排除。

2.2 去除氟原子

氟原子的去除首先需要將廢水排放到廢水池當中，加入適量的石灰，之后在混合池進行反應，最后加入堿性藥劑，在充分混合一段時間之后，其中的氟原子即可去除。

2.3 處理絮凝物

工業廢水的處理具有一定的綜合性，需要采用的處理技術類型較多。正常來說，在廢水中的重金屬元素和氟原子被去除之后，還要繼續進行絮凝處理，加入絮凝藥物的目的在于讓先前沉降的重金屬物質形成更大體積的沉淀顆粒，并且可以在處理池底部完全混合，這樣就可以為去除污染物帶來更好的條件。

3 燃煤電廠脫硫廢水的處理工藝

3.1 多效蒸發和結晶的工藝

一般，燃煤電廠處理脫硫廢水都會采用多效蒸發和結晶的工藝。其中蒸發的系統分為四個部分即預熱部分、熱能回收部分、結晶部分、附屬系統。一般都是將廢水排入到統一的器皿中，隨后放入熱交換的水箱中，排放退熱的氣體，保證水的零污染排放。在燃煤電廠中，石灰碳酸鈉軟化+MED蒸發濃縮+結晶工藝是一種經常見到的工藝，就是在進行預處理過程中徹底的清除硬度離子，之后再通過澄清和過濾的方式進行處理，還要采用多效蒸發儀器對廢水進行濃縮，最后進入結晶器中制作結晶鹽。該工藝是把硬度和重金屬離子聯合在一起進行清除，蒸發結晶裝置不會產生污垢。除此之外，由于脫硫廢水的硬度比較高，堿度非常低，因此通常情況下對廢水進行軟化處理時會選擇石灰和碳酸鈉兩種相結合的方式，這樣經過軟化之后的水資源過濾之后進入到多效蒸發系統，廢水經過蒸發處理之后水質能夠達到回用標準。

3.2 機械蒸汽再壓縮處理工藝

目前，雖然臥式噴淋水平管膜蒸發器得到了廣泛應用，但是在脫硫廢水處理的時候不適應，主要是因為其需要使用阻力比較大的噴頭，如果水流速度沒有得到有效控制在水平管道上就非常容易結垢。目前，廢水排放技術領先的公司都是采用立式降膜蒸發器，立式降膜蒸發器與臥式蒸發器相較，前者的發展已經比較成熟，在使用過程中要優于臥式蒸發器，該技術包括蒸發系統和結晶系統，是當前比較有效的一種處理脫硫廢水的方法。這一技術的工作原理是指在對鈣和鎂離子進行軟化和去除的同時，添加適量防止污水結垢的阻垢劑，之后采用脫氣儀器將空氣和溶解的CO2去除，并且在蒸發器中將廢水蒸發掉，該技術沒有統一的標準，技術的應用主要靠經驗的積累。

3.3 新型廢水噴霧蒸發處理

煙道蒸發是一種比較新型的廢水噴霧蒸發處理技術，主要是把脫硫廢水中的泵輸送到灰塵清除儀器前的煙道，然后再通過利用壓縮空氣在煙道內部霧化煙道，再將霧化之后的廢水快速的蒸發掉；做好此工作之后廢水中的固體物，包括重金屬、雜質以及各種類型的金屬鹽等，將其與灰塵一起進入到電灰塵處理器中，并且被電極捕捉；最后隨著灰塵一起向外部排出去，如圖1是新型廢水噴霧蒸發處理工藝示意圖。

圖1 新型廢水噴霧蒸發處理工藝示意圖

4 燃煤電廠脫硫廢水零排放應用實踐分析

某燃煤電廠在脫硫的過程中采取石灰石與石膏法相結合的脫硫工藝處理煙氣中的SO2氣體，工藝步驟為：首先在設備中將石灰石加工變成粉末，粉末對水進行吸收，將其制作成為石灰石漿液，可以將其作為脫硫劑進行備用；同時在泵的作用下將脫硫劑注入到塔的頂部，底部在引風機的作用下進入到鍋爐煙道氣，在氣液逆向流動的過程中脫硫劑吸收煙道氣中存在的SO2，并且在吸收SO2前，要想更好的使煙道氣和漿液充分接觸，應該促使添加的空氣噴嘴不斷的朝著吸收塔內部注入空氣，之后將溶解在水中的SO2氧化，由HSO3-氧化成 H+和 SO4-；在酸性的作用下漿液會溶解生成鈣離子，Ca2+與SO4-接觸就會生產CaSO4沉淀，之后將生產的物質作為建筑材料。其次將漿液接觸過的煙氣經過吸收塔之后水蒸氣就達到了飽和狀態，隨后將下游煙氣系統進行加熱，這樣溫度就會在升高之后排空，也能確保煙道氣中的硫出現脫除和利用。表1所示是這一燃煤廠在進行廢水處理之后水質的檢測情況。

表1 該燃煤廠的廢水處理前后的監測情況

根據表1的數據顯示，對廢水進行處理之后廢水的質量有了非常顯著的改善。

（1）這一燃煤電廠使用的煤炭絕大多數都是低硫燃煤，在沒有對廢水進行處理之前pH值在6.5～7.4之間，并且廢水呈現弱酸性，不可以直接將廢水排放出去；廢水在經過處理之后廢水呈現中性。

（2）從實踐分析中可以看出，采用物理化學方法對廢水進行處理能夠很好的清除廢水中存在的污染物質，并且通過處理之后廢水基本上可以對電廠用水的水質要求進行滿足，也可確保其得到重復利用，從而既促使用水量得到節省，也提升了經濟效益。

5 結語

綜上所述，目前在我國電力生產方式上，雖然風電、水電、核電等得到大力發展，但火力發電仍然會是主要的發電工藝，但是火力發電所產生的廢氣廢水污染也會在一定程度上限制電力行業的發展。這就需要我們對這個問題給予足夠的重視，努力實現脫硫廢水零排放，這樣就需要對處理工藝進行更深入的研究。