燃煤電廠濕法脫硫廢水零排放處理工藝

燃煤發(fā)電階段形成廢水、廢氣等污染物，其中廢水的類型較多，脫硫廢水便是其中的典范?；瘜W(xué)沉淀是處理脫硫廢水的常用方法，盡管其費(fèi)用支出較少，但經(jīng)該工藝處理后的污水，很難保證整體達(dá)標(biāo)，污水內(nèi)含鹽量偏高，若未經(jīng)處理直接排放很可能導(dǎo)致二次污染。濕法脫硫廢水零排放處理能解除如上問題，具有能耗低、環(huán)保等諸多優(yōu)勢(shì)。

1、燃煤電廠脫硫廢水的主要特征

1.1 成分復(fù)雜性

水質(zhì)波動(dòng)性較大是脫硫廢水的主要特征之一。受廢水自身成分構(gòu)成特征的影響，各成分若燃燒不充分，則將會(huì)形成混有多種成分的煙氣，若這些污物滲透至廢水內(nèi)，則會(huì)誘導(dǎo)脫硫廢水自體成分改變與轉(zhuǎn)移過程，進(jìn)而導(dǎo)致SO4-、Ca2+、Na+、Cl-等元素間相互作用，進(jìn)一步提升廢水水質(zhì)改變過程的復(fù)雜性。

1.2 含鹽量偏高

縱觀燃煤電廠的現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)形式及具體生產(chǎn)內(nèi)容，不難發(fā)現(xiàn)電廠的脫硫廢水內(nèi)真實(shí)的含鹽量整體處于較高水平。并且燃煤電廠的電力生產(chǎn)情況也作用于含含量的變化過程，大部分情況下，發(fā)電量越大，那么脫硫廢水內(nèi)含鹽量越高。

1.3 懸浮物總含量偏高

長(zhǎng)期以來，石灰石―石膏濕法是國(guó)內(nèi)大部分燃煤電廠處理脫硫廢水的首選方法。該工藝技術(shù)投用階段會(huì)形成大量的石灰石粉末，若這些分泌直接進(jìn)入到廢水內(nèi)，將會(huì)直接造成廢水內(nèi)懸浮物總含量上升過程，既往有調(diào)查發(fā)現(xiàn)最嚴(yán)重的狀況下，于排放出的脫硫廢水內(nèi)，懸浮物的總含量達(dá)到了每升5萬毫克。以上這一問題若長(zhǎng)期不被解除，則將會(huì)使燃煤電廠電力生產(chǎn)過程中遇到諸多阻力，很難達(dá)成可持續(xù)發(fā)展的宏偉目標(biāo)。

2、脫硫廢水處理現(xiàn)狀

化學(xué)積淀是國(guó)內(nèi)很多燃煤電廠處理脫硫廢水時(shí)慣用的技術(shù)方法，該工藝技術(shù)旨在去除脫硫廢水內(nèi)存有的雜質(zhì)及重金屬化合物，對(duì)雜物進(jìn)行氧化、沉積、調(diào)和、凝聚等是其主要運(yùn)作流程，化學(xué)沉淀的的優(yōu)勢(shì)主要表現(xiàn)在操作流程簡(jiǎn)單、原料及化學(xué)材料來源較廣泛、技術(shù)含量偏低、資金投入額度少及經(jīng)濟(jì)效益明顯方面。但其應(yīng)用階段也暴露出一些不足，主要表現(xiàn)在輔助應(yīng)用和有關(guān)設(shè)備裝置繁多、涉及面較廣闊、前期投資建設(shè)成本很高等方面。

化學(xué)沉淀法應(yīng)用階段，因進(jìn)入到廢水系統(tǒng)的脫硫廢水前期已經(jīng)被廢水旋流器與石膏旋流器兩級(jí)濃縮分離，其內(nèi)所含的懸浮物顆粒偏小，沉降性能較差，為強(qiáng)化其沉降能力，通常會(huì)將硫酸氯化鐵（FeCISO4）添加至絮凝箱內(nèi)，助凝劑添加到絮凝箱出口管，經(jīng)混凝生成的活性絮體能吸附廢水內(nèi)析出的微小金屬氧化物，分離水和懸浮固體。最后，清水被整合至出水箱內(nèi)，通過添加適量鹽水調(diào)整pH值，待其達(dá)標(biāo)后排放至外界。歷經(jīng)化學(xué)沉淀技術(shù)處理后的脫硫廢水，盡管能有效提出懸浮物雜質(zhì)與多種重金屬離子，達(dá)到污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)，但該處理技術(shù)對(duì)工藝控制提出較高要求，不能完全去除SO4-、CI-，不利于后期脫硫廢水的有效回收與再利用。

3、燃煤電廠濕法脫硫廢水的零排放處理技術(shù)

3.1 蒸發(fā)法

這是濕法脫硫廢水零排放處理工藝中最常見的技術(shù)類型，用于廢水處理實(shí)踐中能取得較好成效。的一種。蒸發(fā)法處理脫硫廢水的技術(shù)原理可以做出如下表述：歷經(jīng)高溫加熱過程后，達(dá)到廢水沸點(diǎn)，誘導(dǎo)其沸騰、蒸發(fā)并生成形蒸氣，水蒸氣凝結(jié)冷卻以后，將其回收成為水資源，借此方式實(shí)現(xiàn)對(duì)不可再生資源的循環(huán)利用。在以上處理階段，脫硫飛鼠內(nèi)的部分污染物會(huì)因高溫、失水，循序漸進(jìn)由液態(tài)轉(zhuǎn)型成，為后期回收和處理過程順利推進(jìn)創(chuàng)造便利條件。和其他類型的零排放處理技術(shù)做比較分析，蒸發(fā)法的可執(zhí)行性更強(qiáng)、實(shí)用性高、操作流程簡(jiǎn)單、能源損耗量少，可以被看成一項(xiàng)行之有效的廢水處理工藝技術(shù)，為實(shí)現(xiàn)濕法脫硫廢水零排放目的提供可靠的支撐。

3.2 強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)

在現(xiàn)實(shí)的實(shí)踐場(chǎng)景內(nèi)，濕法脫硫廢水歷經(jīng)單次蒸發(fā)后很難實(shí)現(xiàn)零排放，從原液濃縮減量至結(jié)晶需要?dú)v經(jīng)較長(zhǎng)時(shí)間，若僅應(yīng)用一次蒸發(fā)措施，不僅會(huì)減慢蒸發(fā)進(jìn)度，還會(huì)對(duì)整體蒸發(fā)效果形成不良影響，故而在生產(chǎn)實(shí)踐中多推薦采用強(qiáng)制循環(huán)的數(shù)次蒸發(fā)技術(shù)。該項(xiàng)技術(shù)在應(yīng)用階段，一般會(huì)將數(shù)個(gè)蒸發(fā)器串聯(lián)在儀器，借此方式使脫硫廢水于不同的蒸發(fā)器中進(jìn)行濃縮、減量、結(jié)晶等過程的轉(zhuǎn)變，最后達(dá)成零排放處理的目標(biāo)。為了將強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)技術(shù)優(yōu)勢(shì)充分發(fā)揮出來，建議工作人員先對(duì)濕法脫硫廢水進(jìn)行軟化處理，以減少或規(guī)避廢水內(nèi)Ca2+、Mg2+對(duì)蒸發(fā)器結(jié)構(gòu)造成不同程度的損傷。

3.3 降膜機(jī)械式蒸發(fā)

和上文一點(diǎn)內(nèi)提及的濕法脫硫廢水共同進(jìn)入蒸發(fā)器進(jìn)行蒸發(fā)處理存在差異，降膜機(jī)械式蒸發(fā)為一種應(yīng)用噴淋設(shè)備使廢水以水膜形式分布于加熱管表層，用于提升蒸發(fā)效率的一種技法。從理論上分析，該種蒸發(fā)技術(shù)運(yùn)行階段耗用的蒸發(fā)熱值明顯低于強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)，相比之下蒸發(fā)效率有一定提升，但只有做到噴淋裝置的噴淋密度、噴淋量和脫硫廢水于加熱管表層的蒸發(fā)速度配合統(tǒng)一，方能將技術(shù)效能充分發(fā)揮出來，不會(huì)引起大量廢水聚集于加熱管表層的情況，也規(guī)避了加熱管空載問題，進(jìn)而取得了最優(yōu)良的蒸發(fā)效果，當(dāng)然關(guān)于以上相關(guān)問題在后續(xù)實(shí)踐中還需要不斷探索。因濕法脫硫廢水和加熱管兩者直接觸及接觸，故而對(duì)加熱管材質(zhì)提出的要求的更高，設(shè)備造價(jià)成本相應(yīng)提升，故而廢水處理實(shí)踐中要酌情使用。

3.4 低溫?zé)煔庹舭l(fā)

在20世紀(jì)90年代美國(guó)就已經(jīng)提出該項(xiàng)技術(shù)方案，該處理工藝應(yīng)用霧化技術(shù)把脫硫廢水霧化為微小液滴，將其噴進(jìn)空氣預(yù)熱器和除塵器之間的煙道內(nèi)，利用煙道的余熱加熱廢水液滴，誘導(dǎo)其蒸發(fā)過程，廢水蒸發(fā)后參與的微小固體顆粒則被煙氣帶走，除塵器將其捕捉。

當(dāng)下，國(guó)內(nèi)內(nèi)蒙古土右電廠已經(jīng)開始采用該項(xiàng)技術(shù)處理脫硫廢水，工藝實(shí)施階段為確保廢水蒸發(fā)的完全性，選用適宜的霧化噴嘴具有很大必要性。機(jī)械式霧化噴嘴因霧化液滴粒徑偏大，耗用的蒸發(fā)時(shí)間偏長(zhǎng)，易腐蝕煙道與除塵器造成；空氣霧化噴嘴出口液滴粒徑偏低，較好地實(shí)現(xiàn)了快速蒸發(fā)，負(fù)荷現(xiàn)代燃煤電廠工藝要求。既往國(guó)內(nèi)有很多學(xué)者陸續(xù)通過數(shù)值模擬與實(shí)驗(yàn)研究該項(xiàng)工藝，發(fā)現(xiàn)液滴霧化粒徑為60μm時(shí)，能夠于煙道內(nèi)快速蒸發(fā)，并且煙溫高于酸露點(diǎn)，規(guī)避腐蝕除塵器被腐蝕的問題。

低溫?zé)煔庹舭l(fā)技術(shù)有點(diǎn)有：①工藝系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)易、緊湊，運(yùn)維作業(yè)量少，有助于提升生產(chǎn)效率；②系統(tǒng)占地面積偏小，在小機(jī)組、舊機(jī)組升級(jí)改造領(lǐng)域中表現(xiàn)出較高適用性；缺點(diǎn)有：①煙氣溫度偏低，當(dāng)廢水生成量過多時(shí)很可能出現(xiàn)出力不足的情況；②煙道運(yùn)行環(huán)境惡劣，容易被腐蝕，短縮使用壽命；③霧化噴嘴容易被堵塞，對(duì)廢水含固量提出較高要求。

3.5 膜分離技術(shù)

濕法脫硫廢水出力工藝推進(jìn)階段，部分物質(zhì)有回收、再利用的價(jià)值，比如水資源、鹽分、重金屬離子等，可以將其用于工業(yè)生產(chǎn)的部分環(huán)節(jié)中，進(jìn)而幫助企業(yè)減少耗材量，創(chuàng)造更多的經(jīng)濟(jì)效益。

膜分離技術(shù)為現(xiàn)代工業(yè)內(nèi)回收物質(zhì)的常用技術(shù)類型之一，其能將污染物與水體有效分離，在達(dá)成凈化出水目標(biāo)的同時(shí)，協(xié)助技術(shù)人員高效率的落實(shí)部分物質(zhì)的回收工作。微濾、超濾、反滲透等均是常見的膜分離技術(shù)，其面對(duì)的分離對(duì)象直徑存在差異。比如，微濾膜主要截留直徑0.1~10μm物質(zhì)，超濾膜在截留2nm~0.1μm膠體、大分子等物質(zhì)方面表現(xiàn)出良好效能。實(shí)踐中，如若選用了膜孔徑更小的納濾膜，那么能成功截留1~3nm的分子，截留與剔除鹽分，借此方式降低了脫硫廢水內(nèi)的含鹽總量，為實(shí)現(xiàn)零排放處理創(chuàng)造良好基礎(chǔ)。

3.6 流化床法

當(dāng)下，國(guó)內(nèi)很多燃煤電廠利用流化床去處理脫硫廢水內(nèi)的部分重金屬離子，取得的效果也較為理想。流化床主要由緩沖池、流化床和循環(huán)池三大部分構(gòu)成。在工藝運(yùn)作階段，廢水先經(jīng)緩沖池進(jìn)行緩沖處理后，被整合至流化床，隨后將Mn2+、Fe2+和與雙氧水等加入其中，于強(qiáng)氧化劑的作用下，Mn2+、Fe2+反應(yīng)會(huì)形成Fe（OH）3與MnO2，以上兩種物質(zhì)對(duì)重金屬離子形成較強(qiáng)的吸附能力，伴隨其表層吸附的重金屬離子量增加過程，最后會(huì)形成沉淀。隨后污水進(jìn)入循環(huán)池內(nèi)，若檢測(cè)到其達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)就可排放，否則將會(huì)被二次整合至流化床內(nèi)，再行凈化處理。

4、結(jié)束語

當(dāng)下，社會(huì)生產(chǎn)生活對(duì)電力資源的需求量有不斷增多趨勢(shì)，燃煤電廠運(yùn)作階段也會(huì)形成更多的廢水、固廢量。為實(shí)現(xiàn)濕法脫硫廢水的零排放處理，更好的保護(hù)生態(tài)環(huán)境，相關(guān)人員應(yīng)加大對(duì)脫硫廢水零排放的研發(fā)力度，國(guó)家在政策上予以支持，進(jìn)而整體提升我國(guó)對(duì)污水的處理能力，對(duì)有關(guān)產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展及環(huán)境綜合治理有很大現(xiàn)實(shí)意義。（來源：廣東省能源集團(tuán)有限公司珠海電廠）