燃煤電廠脫硫超低排放后廢水零排放工藝探究

費宗奇 張翔翔

摘要：隨著國家對環境問題的進一步重視，燃煤電廠脫硫廢水的處理工藝也應當進一步優化。本文通過介紹脫硫廢水的產生原因以及其對環境的危害，探究了燃煤電廠脫硫超低排放后廢水零排放的具體工藝。

關鍵詞：燃煤電廠；脫硫廢水；零排放工藝

一、燃煤電廠脫硫廢水產生原因

在傳統的燃煤發電的過程中，其脫硫廢水的排放一直是一個很大的問題。關于脫硫廢水的產生，從燃煤電廠對于含硫廢水的處理情況來看，主要是由于鍋爐濕法脫硫的過程中所產生的，這些廢水的排放量主要是由脫硫塔中的氯離子的含量而控制的。當燃煤電廠發電過程中所產生的煙氣通過引風風機進入脫硫設備中時，在經過一系列設備將潔凈的空氣排出，但是在這個過程中就會產生相應的脫硫廢水。其主要的化學原理是燃煤電廠的石灰石和煙氣中的二氧化硫發生反應，一方面將煙氣中的二氧化硫含量大大降低，但是另一方面又產生了硫酸鈣等物質，為了減少在脫硫過程中產生的大量有害物質，就必須從系統中排除一定的廢水，這也正是脫硫廢水的產生。

脫硫廢水的主要有幾種特征。首先，燃煤的質量以及在脫硫過程中所應用到的物質對脫硫廢水的水質都會造成嚴重的影響，并且在不同的時間段也會對脫硫廢水的水質造成一定的影響，因此脫硫廢水的水質較為不穩定。其次，脫硫廢水主要呈弱酸性，PH值一般為5左右。再者，在脫硫廢水中，其中的懸浮物含量比較高，其主要成分有惰性物質等。

總而言之，脫硫廢水的產生是為了減少燃煤電廠的煙氣中的二氧化硫含量，但是同時對燃煤電廠廢水的解決有帶來了一定的負擔。

二、脫硫廢水對環境的危害

在燃煤電廠的廢水排放過程中，對環境有著極大的危害，由于脫硫廢水和其他廢水存在很大的區別，因而對脫硫廢水進行科學有效地回收是減少對環境危害的基本手段。從脫硫廢水對環境的影響的實驗中可以看到，脫硫廢水對環境的影響作用不容小覷，其首先對燃煤電廠的當地環境有著重要的影響，這種污染的持續積累，甚至會給淡水江河中造成不可逆轉的危害。除此之外，含硫廢水中含有大量對空氣有害的化合物，當這些化合物在一定條件下蒸發之后，進入空氣中，也會對空氣質量造成嚴重的影響，這種大氣污染無論是對人們的身心健康，還是對全球的溫度變化，都會產生不可估量的危害。

脫硫廢水之所以對環境有著極大的危害，其主要原因是廢水中含有大量的危害物質。對于廢水來說，其中的化合物含量較為復雜，而且在不同情況下其水質也有著極大的不穩定性，當廢水經過脫硫設備之后，其中的成分也在不斷地變化之中，從其中主要的危害物質來看，主要是多種重金屬離子，以及鈣離子、氯離子等，在發電設備的運轉之中，這些離子發生了極大的變化，最后形成了危害較大的水污染。除此之外，脫硫廢水還有易結垢的特點，這種特點不僅僅會對環境有所危害，還會直接影響到發電設備的使用壽命，從而妨礙燃煤電廠設備的正常運轉。

三、脫硫廢水零排放的具體工藝

燃煤電廠在處理脫硫廢水的過程中，其目標是不向廠外排放廢水，這就要求燃煤電廠對脫硫廢水的處理不僅要徹底，最好還能保證處理之后的廢水能夠循環使用。在燃煤電廠對脫硫廢水的實際處理過程中，一般是將脫硫廢水的處理過程分為多個階段，而這些階段的劃分主要是以單元來界定，通過不同單元之間的銜接，從而做到對脫硫廢水的處理更加徹底。從整個脫硫廢水的零排放的工藝來看，主要分為以下三個階段：

（一）預處理單元

在預處理單元階段是對于脫硫廢水的初步處理階段，這個階段最大的作用是將脫硫廢水中的大量不溶性物質去除，以便于達到后續單元對水質的要求，另外，有時為了減輕后續單元的負擔，在預處理階段也會對一些可溶性的成分進行處理。一般來說，燃煤電廠對于脫硫廢水的預處理方法主要是化學沉淀法以及電絮凝法。

所謂化學沉淀法，是指在處理過程中加入一定的物質，使得廢水達到中和、沉淀以及最后的過濾效果。在預處理的中和過程中，一般分為不軟化、半軟化以及全軟化三種，其中軟化的程度和軟化過程所花費的費用成正比，因此在這個過程中需要綜合軟化效果以及成本兩方面進行考慮。

而電絮凝法和化學沉淀法有很大的區別，它主要是通過電解以及電混凝原理對廢水中的有害物質進行處理，其可以通過加入較少的物質，消耗更低的電量達到和化學沉淀法相同的效果。

（二）濃縮減量單元

當對脫硫廢水進行的預處理單元結束之后，完成初步處理的廢水需要進入下一階段——濃縮減量單元，它主要是通過在廢水中提取出相應的水分子，將廢水進行充分地濃縮之后，并且產生相應的潔凈水過程。在濃縮減量單元，處理效果的好壞將直接關系到廢水處理的最終效果。

在濃縮減量單元，其處理工藝主要分為熱法以及膜法兩種，其中熱法的基本原理是通過熱量交換的過程實現水分子的氣體和液體之間的轉換，而膜法的基本原理是利用膜的選擇透過性。一般來說，根據膜的多樣性，在這個工藝中的濃縮減量方式又有不同，其中常見的為電滲析一反滲析，多級反滲析以及反滲析一正滲析三種，這三種中最后一種的濃縮倍率最大，但是同時其應用的技術尚且不穩定和不成熟。

（三）尾水固化單元

當脫硫廢水經過第二階段的濃縮減量之后，經過其體積大大減小，并且其濃縮液可以投入使用，但是依然需要通過尾水固化單元對廢水濃縮液進行最后的處理，其主要方法是將濃縮液形成固態，并且將這個過程產生的結晶鹽進行回收，從而完成脫硫廢水的無害化和資源化處理。

在尾水固化單元，主要有蒸發結晶法和煙氣干燥法兩種工藝。其中蒸發結晶法和濃縮減量單元的原理大致相同，但是往往其成本較高以及占地面積較大，因而并沒有進行廣泛的使用。而煙氣干燥法相對來說成本較低，在對濃縮液的處理過程中雖然沒有對其中的結晶鹽加以利用，但是對于無分鹽需求的企業來說這是一種進行尾氣固化的可選途徑。

四、結語

在燃煤電廠的發電過程中，脫硫廢水是多種廢水的混合而成，因此其處理也較為困難。從目前的處理工藝來看，脫硫廢水的零排放中存在經濟性和效用性難以平衡的問題，在未來，燃煤電廠脫硫超低排放后廢水零排放工藝將進一步完善。