我國燃煤發(fā)電排放的大氣污染物主要有二氧化硫、氮氧化物和煙塵。隨著火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)的不斷嚴(yán)格，大氣污染物得到了有效控制。我國燃煤電廠二氧化硫的脫硫主要采用石灰石濕法脫硫。在實(shí)際運(yùn)行中，脫硫廢水已成為一種復(fù)雜而又難以處理的廢水。隨著日益嚴(yán)峻的環(huán)保形勢和《國務(wù)院關(guān)于印發(fā)水污染防治行動計(jì)劃的通知》(國發(fā)〔2015〕17號)的印發(fā)實(shí)施，燃煤電廠脫硫廢水零排放逐漸成為人們關(guān)注的焦點(diǎn)。本文重點(diǎn)分析了燃煤電廠脫硫廢水零排放的相關(guān)可行技術(shù)，并在此基礎(chǔ)上提出了進(jìn)一步優(yōu)化和完善脫硫廢水處理的技術(shù)措施。

1、燃煤電廠廢水處理技術(shù)分類

燃煤電廠廢水種類多，來源不同，成分不同，去向不同，處理方法也不同，因此集中處理和分類處理應(yīng)相互結(jié)合。

1)鍋爐停運(yùn)保護(hù)和化學(xué)清洗廢水(包括有機(jī)清洗劑)處理。

鍋爐的化學(xué)清洗方法很多，檸檬酸或EDTA酸洗鍋爐產(chǎn)生的廢液中殘留清洗劑量很高。鍋爐酸洗廢水的水質(zhì)特點(diǎn)是COD和SS含量高。為了降低過高的COD，在常規(guī)的混凝澄清、pH調(diào)節(jié)等工藝之前，應(yīng)增加氧化處理，分解廢水中的有機(jī)物。

2)空氣預(yù)熱器、省煤器和鍋爐煙氣側(cè)的沖洗和排水處理。

這類廢水是燃煤鍋爐的非經(jīng)常性排水。由于含有較高的懸浮物和鐵含量，不能直接混入日常排水系統(tǒng)進(jìn)行處理。通常采用化學(xué)沉淀法進(jìn)行處理，也可以采用氧化和化學(xué)沉淀法，即先進(jìn)行曝氣氧化，再進(jìn)行中和、混凝、澄清。

3)化學(xué)水處理工藝廢水處理。

燃煤電廠的化學(xué)水處理，根據(jù)不同的處理工藝，會產(chǎn)生不同的酸堿廢水或濃鹽水。

酸堿廢水多采用中和處理，即通過加酸或加堿將pH值調(diào)至6 ~ 9，出水直接排放或回用。工藝系統(tǒng)一般由中和罐、儲酸罐、儲堿罐、在線pH計(jì)、中和水泵和空氣攪拌系統(tǒng)等組成。運(yùn)行方式多為批量中和。

采用反滲透預(yù)脫鹽工藝。一方面是排水量大，另一方面是水質(zhì)沒有超標(biāo)項(xiàng)目，主要是含鹽量高，可以直接使用或排放，必要時可以進(jìn)行脫鹽處理。

4)沖灰廢水處理。

采用水力除灰方式會產(chǎn)生沖灰廢水。燃煤電廠沖灰廢水的主要特點(diǎn)是pH值和含鹽量高，有時懸浮物高。只要水在灰場有足夠的停留時間，并采取措施攔截漂珠，大部分懸浮物都能滿足排放要求。pH值需要通過加酸降低到6 ~ 9。

沖灰廢水一般采用物理沉淀法處理后回用。處理過程中應(yīng)加入阻垢劑，防止回水系統(tǒng)結(jié)垢。

5)含油廢水的處理。

含油廢水通常采用氣浮法進(jìn)行油水分離，出水經(jīng)過濾或吸附后可回用或排放。也可采用活性炭吸附、電磁吸附、膜過濾、生物氧化等除油方法。

6)脫硫廢水處理。

燃煤電廠脫硫廢水一般具有強(qiáng)酸性、高懸浮物濃度和高COD的特點(diǎn)。一般通過加入石灰漿中和沉淀脫硫廢水，再經(jīng)過絮凝、澄清、濃縮等步驟處理，然后清水循環(huán)使用，沉淀脫硫廢水的污泥脫水后外運(yùn)處置。

7)氨區(qū)廢水處理。

氨區(qū)廢水包括氨儲存或氨儲存區(qū)卸氨后設(shè)備和管道中的氨、事故或長期停車時從氨罐和管道排放到吸收罐用水稀釋的廢水、氨泄漏時稀釋產(chǎn)生的廢水、夏季氣溫高時冷卻液氨罐產(chǎn)生的廢水等。氨區(qū)廢水水質(zhì)特點(diǎn)是氨氮較高，pH值略高，生產(chǎn)不連續(xù)。一般來說，氨區(qū)的廢水被送至工廠的酸堿廢水處理系統(tǒng)進(jìn)行中和和回用。

2.脫硫廢水零排放技術(shù)

2.1脫硫廢水零排放處理原則

1)除脫硫廢水外，燃煤電廠各類廢水經(jīng)處理后基本可以實(shí)現(xiàn)“一水多用，梯級利用”，廢水不外排。因此，脫硫廢水零排放是燃煤電廠實(shí)現(xiàn)全廠近零排放的重點(diǎn)和關(guān)鍵。

2)燃煤電廠脫硫廢水的特點(diǎn)之一是預(yù)處理后含鹽量高。目前脫硫廢水零排放技術(shù)主要有煙氣余熱噴霧蒸發(fā)干燥、高鹽廢水蒸發(fā)結(jié)晶等。

3)蒸發(fā)干燥或蒸發(fā)結(jié)晶前，應(yīng)采用反滲透、電滲析等膜濃縮預(yù)處理工藝，減少廢水量。

4)電廠應(yīng)加強(qiáng)全廠用水管理，經(jīng)濟(jì)合理地處理各類廢水，大幅度提高廢水回用率。

2.2脫硫廢水零排放技術(shù)

蒸發(fā)結(jié)晶技術(shù)是通過一系列方法將廢水濃縮，濃縮液蒸發(fā)結(jié)晶，冷凝回收蒸汽，鹽晶體干燥成工業(yè)鹽，從而達(dá)到廢水零排放的目的。

目前，廢水蒸發(fā)結(jié)晶技術(shù)主要有兩種:

1)多效蒸發(fā)技術(shù)。

常規(guī)的蒸發(fā)結(jié)晶技術(shù)是多效蒸發(fā)(MED)結(jié)晶技術(shù)，一般分為四個單元:熱量輸入單元、熱量回收單元、結(jié)晶單元和輔助系統(tǒng)單元。經(jīng)常規(guī)處理后的廢水在多級蒸發(fā)室中加熱濃縮成鹽漿，經(jīng)離心、干燥后成為工業(yè)鹽，運(yùn)至工廠銷售或掩埋。2009年，廣東河源電廠應(yīng)用該技術(shù)建設(shè)了脫硫廢水零排放工程，設(shè)計(jì)處理能力為20m3/h，蒸發(fā)系統(tǒng)出水TDS小于30mg/L，回用于電廠循環(huán)冷卻水。生成的固體結(jié)晶鹽達(dá)到二級工業(yè)鹽標(biāo)準(zhǔn)，以每噸80元左右的價(jià)格出售。雖然這項(xiàng)技術(shù)已經(jīng)比較成熟，但其發(fā)展和推廣仍然受到高能耗的限制。

2)機(jī)械蒸汽再壓縮技術(shù)。

為了降低能耗，研究人員開發(fā)了使用機(jī)械蒸汽再壓縮(MVR或MVC)技術(shù)的蒸發(fā)器。MVR(MVC)技術(shù)是將二次蒸汽絕熱壓縮后送入加熱室。壓縮蒸汽的溫度上升，可以作為熱源重新利用，從而大大降低蒸汽消耗和能源消耗。三水恒益電廠從美國引進(jìn)了第一套國產(chǎn)MVR(MVC)技術(shù)設(shè)備。該技術(shù)采用兩級臥式MVC+兩級臥式MED工藝，設(shè)計(jì)處理能力為20m3/h，用于處理樹脂再生廢水和脫硫廢水。采用的蒸發(fā)器為水平噴淋水平管薄膜蒸發(fā)器，水平設(shè)置。廢水排出管外，加熱的蒸汽進(jìn)入管內(nèi)。液體通過噴嘴噴射到熱交換器管的外部以形成薄膜。加熱后產(chǎn)生蒸汽，濃縮液在結(jié)晶系統(tǒng)中處理。該技術(shù)能耗相對較低，但在實(shí)際運(yùn)行中發(fā)現(xiàn)，一方面由于沒有先進(jìn)的預(yù)處理系統(tǒng)，產(chǎn)品為復(fù)雜的混鹽，只能作為危險(xiǎn)固廢處理，成本極高；另一方面，進(jìn)水軟化不充分，結(jié)垢嚴(yán)重，除垢清洗頻繁，也增加了成本。經(jīng)國外公司改進(jìn)后，立式降膜蒸發(fā)器能有效解決臥式蒸發(fā)器結(jié)垢嚴(yán)重、能耗高的問題，該技術(shù)已應(yīng)用于多個廢水零排放建設(shè)項(xiàng)目。

2.3脫硫廢水零排放技術(shù)的發(fā)展

脫硫廢水零排放處理技術(shù)主要有蒸發(fā)結(jié)晶法和煙道蒸發(fā)法，各有優(yōu)缺點(diǎn)。具體工藝選擇需要根據(jù)具體水質(zhì)條件等綜合因素確定。

燃煤電廠脫硫廢水零排放技術(shù)的下一步發(fā)展，一方面需要重視重金屬的去除，尤其是吸附，另一方面需要研發(fā)脫硫廢水零排放技術(shù)的多元化發(fā)展，回收利用水資源。在蒸發(fā)結(jié)晶處理方面，為了降低運(yùn)行成本，建議在蒸發(fā)結(jié)晶處理之前對廢水進(jìn)行減量處理。同時，根據(jù)具體的水質(zhì)情況，選擇和開發(fā)相應(yīng)的預(yù)處理工藝，重視脫硫廢水中濃水或結(jié)晶鹽的回收利用技術(shù)，最終實(shí)現(xiàn)循環(huán)經(jīng)濟(jì)。在煙道蒸發(fā)處理方面，應(yīng)注意進(jìn)入煙道的脫硫廢水對大氣污染區(qū)域達(dá)標(biāo)排放和環(huán)保設(shè)施腐蝕的影響，以及袋式除塵器的影響，特別是對飛灰綜合利用和煙氣中氯排放的影響。

3、脫硫廢水優(yōu)化措施

3.1控制入爐煤、水、粉中的氯離子含量。

脫硫系統(tǒng)中氯離子含量的富集來源于煤、工藝水和石灰石粉，應(yīng)從源頭控制。吸收塔漿液中氯離子含量的控制標(biāo)準(zhǔn)為5000 mg/L ~ 10000 mg/L，根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)，脫硫廢水一天不排放，吸收塔漿液中氯離子含量以500mg/L的速度在增加。

3.2控制脫硫廢水的固體含量

石膏旋風(fēng)站和廢水旋風(fēng)站的旋風(fēng)分離器需要定期檢查、清洗和更換。真空皮帶脫水機(jī)運(yùn)行正常，下部保持清潔，避免過多的污泥進(jìn)入回用水箱，增加廢水原水的固體含量。根據(jù)調(diào)試情況，廢水旋流站底流容易堵塞，導(dǎo)致廢水進(jìn)水含固量高，損壞廢水設(shè)備。因此，應(yīng)確保廢水進(jìn)水的固體含量低于設(shè)計(jì)要求3.6%。

3.3控制脫硫廢水的排放

脫硫廢水排放量控制在15k g/(MW·h)~ 20k g/(MW·h)。300MW每臺控制在4.5t/h ~ 6t/h，600MW每臺控制在9 t/h ~ 12t/h，1000MW每臺控制在15t/h ~ 20t/h。(來源:國電環(huán)保研究院)

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