關于燃煤火力發電廠脫硫廢水零排放處理工藝的探討

李城孝

（神華神東電力新疆準東五彩灣發電有限公司，新疆 昌吉 831700）

隨著經濟水平的提升，我國的工業發展得到了極大的提升。但是，社會在進步的同時，環境也受到了極大的破壞，在燃煤電廠脫硫排放廢水零排放處理工藝的進步和發展中，對發電廠產生的廢水的處理也得到了有效的解決。脫硫廢水本身存在大量的有害物質，對環境和水體的污染都有極其嚴重的影響，因而，加強對脫硫廢水排放的管控，才能保護我國的生態平衡不會遭受破壞。

1 燃煤電廠脫硫廢水零排放簡要概述

燃煤電廠的脫硫廢水零排放是指將燃煤電廠中的脫硫廢水中的有害物質進行處理后，將處理后達到環境保護標準的廢水，再處理或回用，達到廢水零對外排放的效果，從而有效地保護我國的環境和水資源。我國燃煤電廠在生產運行過程中所使用的脫硫廢水零排放處理工藝時，一般情況下，廢水會以蒸汽的形式會直接排放到環境中，或者留存在燃煤電廠中的內部水系統中。通過這樣的方式，將燃煤電廠中的水資源進行循環使用，提高了內部水資源的利用率。此外，這還能有效地避免脫硫廢水與環境中的水資源融合，從而引起了浪費資源的現象。我國相關部門已經提出了可持續發展的原則，因而在對我國的燃煤電廠中的污水進行處理的過程中，應注意對內部的脫硫廢水進行相應的管控和處理，分離出其中有害物質后排放，從而保護我國的自然生態平衡，有效提高我國對水資源的利用，保護環境中的水資源不因燃煤電廠中的脫硫廢水的排放而造成水體污染。而燃煤電廠在對脫硫廢水治理的過程中，存在污染物種類繁雜難以徹底治理的問題，因此，在對脫硫廢水的處理過程中，對脫硫廢水中的有害物質進行全面治理是脫硫廢水零排的核心，以確保最終排放的脫硫廢水中各項指標含量滿足國家、地方環保標準及行業標準。

2 燃煤發電廠脫硫廢水零排放處理的必要性

目前，工廠中采用的大部分煙塵脫硫辦法均為濕法脫硫工藝技術，在工藝流程中生成了大量帶有金屬離子的廢氣，一旦處理不當釋放到環境中，會形成嚴重的環境污染。所以，對脫硫廢水的管理對保護環境有著很大的現實意義。當實施濕法工藝技術處置煙氣中的SO2等時，除了要保證脫硫設備的漿液循環物質的平衡性，為了避免煙氣中氯含量超標和提高石膏的生產質量(石灰—石膏法工藝技術)，還必須從脫硫系統中排出相應含量的污染物。排出的廢氣中，包括懸浮液、過飽和亞硫酸鹽、硫酸鹽和有色重金屬。壓煤中的微量元素除C、H、O、N、S等外，還具有痕量的重金屬單質，如Cr、Ni、汞柱、Pb等。煤中的微量元素由于燃燒作用最終排入煙氣中，盡管煙氣可以通過除塵，但是，因為目前的除塵系統痕量物質的脫除效果受限，所以最終這部分金屬單質還會排入脫硫塔中，在煙塵和泥漿的接觸過程中，金屬單質溶解在泥漿中，所以，廢氣中產生了金屬單質。因為金屬離子在自然環境中并沒有自凈和生物化學降解的能力，因此易于在生命體內積聚，對生命體的正常生存活動形成了危險。所以，必須對脫硫廢氣進行管理，使其所有指標都達到排污要求，減輕環保的壓力。

3 燃煤電廠脫硫廢水的水質特點及影響因素

3.1 水質特點

燃煤電廠在對脫硫廢水進行處理的過程中，脫硫廢水中的濃度以及處理系統對相關的設備有很大的影響。燃煤電廠中的脫硫廢水內部含有大量有害的化學物質，并且具備一定的腐蝕性，因而，在對污水進行處理的過程中，要弄清楚燃煤電廠中的水質特點，從而有效地提高我國對脫硫廢水的處理能力。一般來說，我國燃煤電廠中的脫硫廢水一般都有以下的特點：（1）燃煤電廠中的脫硫廢水在大部分都呈弱酸性，具體的PH范圍通過大量的實踐研究證明一般在5～6.5，我國燃煤電廠的脫硫廢水的PH一般控制在4～6，這是脫硫廢水的第一個特點。（2）我國燃煤電廠中的脫硫廢水中懸浮物的含量比較高，濃度達到了很大的值，這是造成脫硫廢水具有嚴重污染的主要原因之一。（3）燃煤電廠中的脫硫廢水中COD和氟化物以及重金屬，都已經超過了國家所規定的標準，此外，脫硫廢水中的重金屬常見的有砷、汞、鉛等。（4）燃煤電廠中脫硫廢水內部的鹽分含量比較高。脫硫廢水里還有大量的硫酸根離子。

3.2 燃煤電廠脫硫廢水的影響因素

在對燃煤電廠的脫硫廢水進行排放的過程中，對脫硫廢水的處理也存在一定的影響因素，這些影響因素對脫硫廢水的處理有極大的影響，對最終的處理結果和質量是有影響的。首先，燃煤電廠中的脫硫廢水在施工過程中主要受到燃煤品質以及石灰石品質的影響，對燃煤點電廠中脫硫系統的設計運行以及相應的脫硫塔的設備控制等等，均會對脫硫廢水的處理結果有一定的影響。其次，由于燃煤電廠中所燃燒的煤的種類不同，所以在對脫硫廢水進行處理的過程中，煤的種類也會嚴重影響我國對脫硫廢水處理的能力，煤中含硫元素比較多時，燃煤電廠在燃燒過程中會生產出大量的二氧化碳以及二氧化硫，從而溶解在水中。因而，在脫硫廢水進行處理的過程中，需要加入更多的氫氧化鈉或氫氧化鈣溶液，才能有效地提升我國對脫硫廢水的處理能力。此外，如果燃煤電廠在燃燒含高氯煤的過程中，會排放含有氯的化合物，因而，在對脫硫廢水進行處理的過程中，也需要添加相應的脫氯漿液。

4 燃煤電廠脫硫廢水零排放處理工藝技術

4.1 強效蒸發類技術

第一種被廣泛使用在我國燃煤電廠脫硫廢水的處理中的工藝是強效蒸發類技術。首先，是對脫硫廢水進行預處理，通過傳統三聯箱工藝或新興一體式加藥箱工藝，將脫硫廢水進行預處理，除去脫硫廢水中的90%以上懸浮物和重金屬，再進行曝氣去除COD。然后，采用低溫煙氣濃縮處理的方式，在低溫濃縮塔中，將曝氣后的脫硫廢水進行濃縮處理，一般國內常見的工藝可濃縮5～20倍。最后，是高溫煙氣蒸發結晶工藝。我國的煙道蒸發工藝對脫硫廢水利用噴霧干燥技術的一種工藝。在此過程中，主要是利用相應的霧化器將所含的容易噴入干燥塔內，通過霧滴的形式與氣體接觸，在短時間內將霧滴進行干燥，從而達到凈化作用。蒸發濃縮結晶則是對廢水進行處理的過程中，需要將燃煤電廠中脫硫廢水利用燃煤工藝來進行濃縮，從而將內部的產品進行回水利用，使濃縮的水能夠通過相應的結晶來使其轉化為固體的鹽類進行處置，這種方法對脫硫廢水的水質和煤種的適用相比較廣。重點是鹽濃縮工藝。這種方法是對燃煤電廠中的脫硫廢水處理的一種極其重要的方法。并且與其他的工藝相比，這種工藝深度處理更強，能夠從燃煤電廠中的脫硫廢水中通過相應的工藝將脫硫廢水中的蒸餾水和鹽溶液副產品進行有效的分離。

4.2 膜法過濾類工藝

現階段，我國燃煤電廠中所排放的脫硫廢水對環境的危害非常大，因而，國家制定了一系列的標準，要求我國燃煤電廠在對污水處理的過程中，要注意實現零排放。利用膜法過濾類的工藝能夠極大程度提升我國對脫硫廢水零排放的要求。在此過程中，可以利用相應的膜法過濾類工藝來實現對脫硫廢水的零排放。膜法過濾類在對污水處理的過程中，主要是通過多重反復滲透過濾的工藝對脫硫廢水進行處理，但是，在對其進行處理之前，要注意做好相關的預處理工作。反滲透預處理主要以我國的工藝膜過濾為主，利用膜法過濾類的方法符合國家對于脫硫廢水排放的標準，使自身處理廢水的能力得以提升。一般情況下，需要在此過程中采用兩段式的反滲透系統，對我國燃煤電廠中的脫硫廢水初步地滿足反滲透的凈水要求，然后，在利用專門的化學試劑對脫硫廢水進行處理，從而有效地提高我國燃煤電廠中對脫硫廢水的處理能力。

4.3 機械蒸汽再壓縮處理工藝

目前，盡管臥式噴淋試驗的水平管膜蒸發器已經獲得了應用，但在脫磺酸基印染污水的時候還不能適應，主要由于它必須采用阻力大的噴嘴，而且一旦空氣流動速率不能得到合理調節，在水平管上就極易結垢。而目前，在廢氣排放技術方面世界領先的企業一般都是使用立式降膜蒸發器，而立式降膜蒸發器和臥式蒸發機相比，前者的技術發展已相當完善，在實際使用流程中也要優于臥式蒸發機，該技術分為蒸餾系統和結晶系統，是當前較為有效的一個解決脫硫污水問題的方式。這一技術的基本工作機理，是指在對碳酸鈣和鋁離子進行軟化并除去的同時，再加入適量阻止污水結垢的阻垢劑，然后，再通過脫氣儀器將空氣中和已溶解的CO2除去，同時，在蒸餾機上將污染物全部蒸發掉，由于該技術還缺乏統一的規范，因此，工程技術的運用主要依靠實踐經驗的累積。

4.4 高溫煙道蒸發工藝

該工序主要是將脫硫廢氣經泵送至電除塵前的煙道，再通過霧化噴嘴直接噴入電除塵前的高溫煙道，經大氣霧化后的脫硫廢氣隨即從排煙管內揮發，而廢氣中的雜質以固態物的形態，與飛灰一同隨煙霧流入除塵工藝設備，通過除塵，顆粒物被捕獲下來并隨灰一起外排。該方案在發達國家有著較多的使用案例，其實際運行結果顯示，當脫硫廢水通過煙氣后，排煙濕度提高了0.5%左右，排煙溫下降5℃以下，且煙氣溫度仍保持不飽和態，超過酸露點溫度，但沒有對排煙嘴和電除塵器形成銹蝕。所以，就不需要再對脫硫廢氣直接噴入點后排煙管或電除塵器進行改造。該工藝體系僅包括霧化噴頭、管路和壓縮空氣系統，所以該體系的初期投資和裝置運營費用較少；系統投運后，隨著煙氣濕度的提高和煙塵工作溫度的下降有關，能有效減少灰塵比阻力，從而提升了除塵效果；還能夠減少脫硫系統中運行的減溫水補水量和運行電耗。

4.5 高效反滲透技術

傳統的高效反滲透技術主要是指利用某些特定的反滲透性濃生理鹽水對廢物進行處置的工藝技術,而這種技術主要是在傳統的技術上進行提升,利用巧借基本類型中的離子交換與吸附機理、硅離子不會直接被反滲入模化學反應,并且有機質在較高的PH下會發生皂化反應等的基本原理,經過提升后的高效反滲透技術能夠有效除去煙氣脫硫廢物中的各類有機污染物、鹽類化學物和各種結垢物。

不過，由于這種工藝技術往往要利用某些特定的反滲透性濃生理鹽水,再加上中間的流程也較為煩瑣,所以工藝技術的應用性尚有待進一步提高。目前在業內最普遍的處理方法是,將預處理和膜濃縮綜合在一起執行,實踐的過程中是利用各種最經濟的方式使濃生理鹽水繼續經過濃縮,直到使污水中的TDS質量濃度處于在50000～80000mg/L。由于采取這種方式可以有效地減少后續蒸發器的生產規模,并由此減少了前期資本的投放，有效地提高了該種工藝的經濟效益和節能性。

4.6 高級氧化技術

伴隨著工廠廢水復雜程度的日益增加,特別是其中有機物高度復雜性的日益增多,再加上對環境保護需求的日益增加,在這個趨勢下,高級生物氧化處理工藝技術也獲得了有效的進展。之后又有很多新的抗氧化科技不斷被運用到更高級的抗氧化科技中，使抗氧化科技越來越理想。這些更新的抗氧化科技一般有光化學氧化法、臭氧氧化法、催化濕化氧化法、Fenton法等，這些先進的抗氧化科技都是使用特種氧化物生產帶有更高級養花特性的羥基自由基,而這些羥基自由基也能夠使污水中的各種有機物進行降解,進而實現了凈化水體的目的。

5 結語

燃煤電廠中的脫硫廢水的處理一般情況下主要利用上述幾種工藝來實現廢水的零排放,提高發電廠脫硫廢水的處理能力,從而有效實現對脫硫廢水的零排放,確保我國的生態平衡不會遭受到破壞,有效保護我國的自然生態平衡。