【环保学院】电厂脱硫废水零排放技术工艺分析

      燃煤电厂烟气产生的脱硫废水有较高的含盐量及复杂成分等特点，这种废水要想再次进行回用存在一定的难度，所以成为了严重影响电气废水实现零排放的重点组成部分。环保污水处理公司针对排放脱硫废水的实际特征及再次回用现状进行分析，并 对脱硫废水处理工艺中零排放技术的应用进行分析。

    2015年国务院颁布了《水污染防治行动计划》(水十条)，对企业用水提出了新的要求。燃煤电厂作为用水大户，应当积极响应国家政策的要求，开展节水提效工作，实现全厂水资源分级利用和水污染防治。脱硫废水因其具有高含盐量、成分复杂、腐蚀性和结垢性的特征，回用困难，成为制约燃煤电厂脱硫废水零排放实现的关键因素之一。

1、排放脱硫废水的实际特征       

       脱硫装置的石灰石、石膏去湿法排放废水量完全由工艺部水质、石灰石质量、锅炉烟气散发量、脱硫吸取塔内部的浆液CI-浓度等因素决策。在具体运转的过程中，电厂通常都利用对脱硫吸取塔内部的浆液CI-浓度标准进行控制才能明确具体的废水排放量。本文将某个600兆瓦的机组为例，需要将所吸收的塔浆液CI-浓度合理的控制在20kg/m3的同时，排放脱硫废水量应达到17.3m3/h。如果工艺水的质量较差或是必须合理的控制低于CI-的浓度，会在一定程度上增加排放脱硫的废水量。

2、脱硫废水回用现状       

      采用常规处理工艺脱硫废水，其中的氯离子浓度和含盐量仍然很高，在回用中易引起系统腐蚀和结垢，制约了脱硫废水处理后的再利用，国内电厂的脱硫废水回用率较低。

    用于水力冲灰或灰场喷洒对于采用水力冲灰系统的燃煤电厂，可以将经过常规处理的脱硫废水排水作为冲灰水。也有部分采用干除灰的电厂，将脱硫废水用于干灰调湿、灰场喷洒，但消耗水量不大。随着电厂综合利用和节水措施的实施，大型机组和新建机组的除灰系统主要采用干除灰，粉煤灰一般能得到100%利用。因此，回用于水力冲灰或干灰调湿的脱硫废水量很小或没有。

    用于除渣系统对于采用水力除渣或湿式除渣系统的燃煤电厂，可以将脱硫废水作为补水。但该途径会受到除渣系统闭式循环水量的限制，还会引起系统堵塞、设备及管道腐蚀问题而影响系统的可靠性。因此，脱硫废水回用于除渣系统受到很大限制。

3、废水零排放应用技术

（1）蒸发工艺    

       通过蒸发工艺技术，溶液得到浓缩，得到一定的固体溶质与纯净溶剂，其广泛应用于化工、海水淡化及食品等行业。在实际蒸发中，汽化热所需量比较大，因此这一过程也是大量热消耗的过程。现阶段，化工行业主要通过多效蒸发技术提高其加热蒸汽使用效率，传热条件得到改善，减少了单元能耗。新研发出的机械蒸汽再压缩技术，可以有效降低蒸汽耗损量。该技术是通过机械驱动压缩机压缩绝热将二次蒸汽压缩送入加热蒸发器，经过压缩后，二次蒸汽的温度不断升高，与蒸发器内的沸腾液体之间出现热温差，因此可以将其作为加热剂使用，在这种情况下，补充足够的压缩功力，就可以充分利用二次蒸汽中的潜在热能量。

（2）炉渣废热综合利用技术    

       燃煤机组多采用刮板捞渣机为主的湿排渣系统和风冷干式输渣机为主的干排渣系统，湿排渣系统冷却效果好、适用范围广，但运行中由于高温炉渣放热易导致渣水不断被蒸发浓缩，为维持水温和水位，需及时补水;且炉渣呈碱性，系统长期运行存在严重结垢、管道堵塞等问题。炉渣废热综合利用脱硫废水零排放技术是引入弱酸性脱硫废水以中和湿排渣系统中的碱性物质，并利用高温炉渣的余热实现脱硫废水的蒸发固化，从而实现脱硫废水零排放，同时补充了湿排渣系统因蒸发、排渣而消耗的水量。当脱硫废水水量大于湿排渣系统的必要补充水量时，需对废水进行减量化处理以满足水量平衡;当废水水量小于必要补充水量时可直接引入，具有投资省、运行方便等优点。但脱硫废水中高浓度的Cl-等在浓缩过程中可能造成设备腐蚀;脱硫废水中重金属等污染物与析出的结晶盐可能对炉渣的堆放、综合利用产生影响。发电厂将脱硫废水引入湿排渣系统，结果表明引入脱硫废水并未对湿排渣系统的正常运行产生影响，无明显的腐蚀和结垢现象，渣水中重金属含量很低。

    但由于各电厂脱硫废水水质特性及湿排渣系统的运行方式存在差异，引入脱硫废水后设备腐蚀、脱水仓堵塞、管路结垢等问题不可忽视，需更多的实践和理论研究。

（3）烟道处理技术      

       该技术主要是指对烟道内的废水通过喷雾蒸发技术进行处理，其广泛应用与食品与化工等行业，在废水处理中却没有得到广泛应用。在脱硫废水中，通过烟道蒸发技术，首先选用喷射技术雾化脱硫废水并将其引入到除尘前的烟道内，经过高温烟气加热后的小液滴形式的废水快速蒸发，其含有的悬浮物与可溶性固体会转为细小的固体颗粒，在夹带作用下流入除尘器并得到去除，实现脱硫废水零排放工艺目标。

（4）脱硫废水与飞灰技术有机结合        

       在火电厂运行中，填埋处理飞灰，而脱硫废水对飞灰具有一定的增湿效果，因此在运输中可以降低粉尘的容积。如果在制砖或水泥添加剂中使用飞灰，对Cl-含量要求比较低。同时，通过该技术，将废水中含有的重金属转嫁至飞灰中，则会影响其利用效果。

（5）建立人工湿地      

       构建人工湿地，通过湿地中植物、土壤及微生物等的作用下，降低废水中金属、营养成分及悬浮颗粒物的含量浓度。人工湿地包含多个植物与细菌成分，火电厂可以根据其自身污染物处理情况合理选择成分。人工湿地必须在确保氯含量低的情况下，才能有效降低废水中金属、营养成分及悬浮颗粒物的含量浓度。

（6）蒸汽浓缩技术        

      该技术是通过将废水蒸发浓缩形成一定的蒸馏与浓缩水，通过结晶器或喷雾干燥器将浓缩不断蒸发，从而形成蒸馏水与固体废弃物，可回收或填埋处理此部分形成的物质。为了预防蒸发器出现结垢，要预处理废水水质，将其含有的钙镁离子清除掉。

4、影响因素    

      目前脱硫废水零排放工艺各不相同，但要实现经济合理的零排放，需考虑以下几个因素：

(1) 脱硫废水量        

       脱硫废水量的大小直接关系到零排放工艺的设计出力，因脱硫废水零排放的设备造价费用较高，所以脱硫废水产生量也决定了设备投资费用。脱硫废水产生量取决于脱硫系统吸收塔正常运行时所控制的Cl-含量，Cl-含量控制越低，产生的脱硫废水量越多。一般情况下Cl-的质量浓度控制在10～20g/L。

(2) 脱硫废水水质        

       脱硫废水的水质受燃烧煤种、运行工况、脱硫工艺水水质、锅炉负荷以及脱硫药剂的质量等因素的影响，因此零排放工艺的设计是无法精确到某一特定的水质，所以在设计时需要考虑一定的波动，提升整套工艺的适应性。

(3) 脱硫废水处理药剂        

     在火电厂燃烧煤种、脱硫工艺水水质、吸收塔中维持的Cl-含量一定时，添加的药剂石灰石是脱硫废水中的Mg2+的主要来源，脱硫废水中的Mg2+的质量浓度由2g/L升至9g/L时，处理每吨废水的成本由24元到77元，提高了3.5倍。脱硫废水零排放中的浓缩膜、蒸发器属于精贵设备，受Mg2+影响较大，应当在预处理工艺将其去除。