燃煤电厂脱硫废水零排放技术现状与发展

燃煤电厂脱硫废水零排放技术现状与发展

发表时间：2019-09-17T11:03:03.310Z 来源：《电力设备》2019年第7期作者：吴宇

[导读] 摘要：近几年，我国工业行业得到快速的发展，但是生态环境却成为重点需要解决的影响问题，尤其是在烟气脱硫废水排放方面，很多工业单位无法作为零排放，这样不仅资源形成了一种损耗，对生态环境造成了严重的影响。

(内蒙古电力科学研究院内蒙古呼和浩特 010020)

摘要：近几年，我国工业行业得到快速的发展，但是生态环境却成为重点需要解决的影响问题，尤其是在烟气脱硫废水排放方面，很多工业单位无法作为零排放，这样不仅资源形成了一种损耗，对生态环境造成了严重的影响。然而，烟气脱硫废水“零排放”技术的应用可以有效解决该项问题，主要是结合现场处理环境与相关因素，设计出科学、合理的排放方案，以此实现零排放的目的，加强了二次利用效率，避免生态环境造成了严重的影响，促使工业行业得到更好的发展，实现了良好的经济效益。

关键词：燃煤电厂；脱硫废水；零排放技术；现状；发展

1脱硫废水零排放工艺流程

废水零排放工艺系统由烟气系统、浓缩系统、浓缩调质、分离系统、浆液干燥系统组成。（1）烟气系统。通过抽取脱硫塔前烟道中的高温烟气作为蒸发介质（烟气温度110℃左右），高温烟气进入浓缩塔后作为蒸发介质，经过废水降温喷淋后返回脱硫塔前烟道。为克服浓缩塔装置的系统设备、烟道阻力，在浓缩塔上游原烟气侧设置两台离心风机。烟气经过增压风机后进入吸收塔，降温喷淋至50℃左右后，返回脱硫塔前烟道，与原烟气一并进入吸收塔。（2）浓缩系统。烟气从浓缩塔中下部进入与通过浓缩塔内的浆液循环泵的上部喷淋进行废水逆流接触，在塔内进行蒸发，实现废水的浓缩，废水中的氯离子、硫酸根离子、镁离子不断富集。经浓缩塔洗涤后的低温饱和烟气，通过除雾器除去雾滴后由浓缩塔上侧引出，然后返回脱硫塔前烟道。（3）浓缩废水调质、分离系统。浓缩后的废水，经过消石灰加药调节pH 值，然后进入澄清池处理，上部清液经溢流后输送至干燥系统，底部浆液由泵送至现有废水车间浓缩澄清池，并最终通过压滤机压滤排固，压滤后的固体在输送至煤场进行掺烧，实现废水的零排放。（4）浓缩浆液干燥系统。从二次风再循环管上抽取热二次风作为干燥介质，通过热风风机增压后进入惰性载体干燥床。运行中保证床内的惰性载体粒子处于流化状态，将浆液喷涂在惰性粒子表面。与高温热风进行热质交换，干燥后的浆液通过惰性粒子间的碰撞研磨后，从惰性载体表面脱落，被气体携带离开干燥床，进入静电除尘器前烟道。 2脱硫废水预处理技术

预处理的目的在于去除脱硫废水中的Ca2+、Mg2+等，以及SiO2、COD和悬浮物，降低脱硫废水的硬度，避免后续处理中出现结垢、堵塞等现象。三联箱工艺是目前脱硫废水主要的预处理技术，由中和箱、反应箱和絮凝箱等组成，具体工艺流程见图1。来自旋流器的脱硫废水在废水缓冲池中均匀混合，经水泵输送到三联箱。在三联箱的中和箱中加入石灰乳和氢氧化钠溶液，将脱硫废水从弱酸性调至pH为9～9.5，使部分重金属如Fe、Cu、Pb、Cr以微溶或难溶的氢氧化物沉淀下来。废水经过中和箱后流入反应箱，反应箱内加入有机硫与絮凝剂，将无法以氢氧化物形式沉淀的重金属元素以硫化物的形式沉淀去除。废水最后进入投放助凝剂的絮凝箱进行絮凝反应，絮凝箱出水自流进入澄清器，清水经盐酸、次氯酸钠调节pH至6～9左右进入清水池。

3脱硫废水浓缩减量技术

3.1反渗透（RO）

早先对反渗透的研究主要是在反渗透膜的改进，如具有较好的半透性醋酸纤维制成的反渗透膜，随着纳米技术的不断发展，将纳米材料应用于膜为反渗透膜开辟了新的道路。如今反渗透膜市场主要以薄膜符合材料（TFC为主）基于能耗低、处理能力高等优势，现已经广泛用于脱硫废水处理，其操作压力一般在2-100MPa，其能够分离分子量小于500的小分子物质，水的渗透通量为0.1-2.5m3/(m2·d)。但是，RO系统容易发生膜污染与结垢堵塞问题，需定时进行膜组件的清理。同时，采用反渗透技术需达到反渗透的进水要求。经一级RO浓缩的浓水其盐浓度未能达到可直接进行蒸发结晶的盐浓度，所以，单凭RO不能将盐水浓缩至可结晶固化的水平。

3.2正渗透（FO）

正渗透（FO）技术早在海水淡化、污水处理、垃圾渗滤液处理被应用。FO以选择性渗透膜两侧的渗透压为驱动力，溶液中的水从高水化学势向低水化学势传递，溶质离子被阻挡的过程。正渗透不需要外界压力驱动，能耗低，但需要汲取液来提供推动力。对于正渗透膜材料，能够应用于反渗透的膜材料一般可同时应用在FO技术。影响正渗透处理效果的原因有多种，如FO膜、汲取液、运行条件等，有研究在分析了多种因素对正渗透浓缩浓盐水的影响，其浓盐水TDS可从60000mg/L浓缩至126000mg/L，同时证实了氯化钠是作为驱动液很好的选择。国内第一套正渗透系统脱硫废水零排放项目在华能长兴电厂已经投产运行，其能将22m3/h含盐水浓缩至1.5-2m3/h，将含盐量＞60000mg/L的浓水浓缩至含盐量＞200000mg/L。该技术引自美国，其核心技术尚未掌握，技术服务难度大，整套装置占地700m2，正渗透仍需部分蒸汽量，同时存在较多运行问题，以及正渗透进水水质的保证问题。RO过程应用范围广，但RO易发生膜污染与结垢堵塞问题；FO 属自发过程，能耗低，不需要额外压力，设备简单，其膜表面不易形成滤饼层，膜污染可逆，但其需选取合适的汲取液，汲取液的再生需额外能量，同时，其正渗透膜存在严重的内部浓差极化现象。

4脱硫废水末端零排放处理技术

4.1多效蒸发和结晶的工艺

一般，燃煤电厂处理脱硫废水都会采用多效蒸发和结晶的工艺。其中蒸发的系统分为四个部分即预热部分、热能回收部分、结晶部分、附属系统。一般都是将废水排入到统一的器皿中，随后放入热交换的水箱中，排放退热的气体，保证水的零污染排放。在燃煤电厂中，石灰碳酸钠软化+MED蒸发浓缩+结晶工艺是一种经常见到的工艺，就是在进行预处理过程中彻底的清除硬度离子，之后再通过澄清和过滤的方式进行处理，还要采用多效蒸发仪器对废水进行浓缩，最后进入结晶器中制作结晶盐。该工艺是把硬度和重金属离子联合在一起进行清除，蒸发结晶装置不会产生污垢。除此之外，由于脱硫废水的硬度比较高，碱度非常低，因此通常情况下对废水进行软化处理时会