燃煤電廠脫硫廢水零排放處理技術(shù)

　　中國燃煤電廠的實際運(yùn)行中，廢水的脫硫處理是一個非常重要的環(huán)節(jié)。早些年國家對燃煤電廠的廢水的脫硫處理的要求比較少，因此該工作也較為粗放化，但是經(jīng)過實踐證明，不進(jìn)行零排放要求的污水處理，對環(huán)境造成的污染是非常嚴(yán)重的，因此廢水的脫硫處理的重要性就凸顯出來。根據(jù)2017年中國環(huán)保部公布的《火電廠污染防治技術(shù)政策》規(guī)定，火電廠的水污染防治工作需要滿足“一水多用”的原則，并且實現(xiàn)廢水的循環(huán)利用。文章以燃煤電廠的脫硫廢水零排放處理技術(shù)為例進(jìn)行探討研究。

　　一、脫硫廢水零排放處理技術(shù)內(nèi)涵和產(chǎn)生原因

　　在一些煤質(zhì)不高的煤炭燃燒過程中，會產(chǎn)生大量的SO2，其通過廢水和廢氣的方式排到大氣和自然界會造成SO2污染，從而產(chǎn)生嚴(yán)重的酸雨問題，脫硫廢水零排放處理的技術(shù)就是為了避免這種嚴(yán)重的環(huán)境污染問題，對燃煤后產(chǎn)生的廢水進(jìn)行無污染處理，保證排放的廢水符合國家標(biāo)準(zhǔn)的一種技術(shù)。從可持續(xù)發(fā)展的政策角度來看，中國水資源儲量匱乏，若不在工業(yè)廢水處理方面把關(guān)，勢必會影響到居民的飲水安全，因此脫硫廢水零排放處理技術(shù)的應(yīng)用和落實是大勢所趨。

　　二、脫硫廢水零排放處理技術(shù)的技術(shù)原理

　　2.1 脫硫廢水特征分析

　　對5個燃煤電廠的脫硫廢水水質(zhì)進(jìn)行檢驗分析(見表1)，通過對鈣離子、鎂離子、含鹽量等指標(biāo)檢測發(fā)現(xiàn)不同電廠的脫硫廢水水質(zhì)之間差別較為明顯。但是一般來說，廢水中的Cl含量都非常高，鹽分很高，導(dǎo)致下游的管道設(shè)施很容易被腐蝕。此外，SO42-，Mg2+的含量也非常高，其為造成酸雨的原因。除了這些含量超標(biāo)嚴(yán)重的測試項目以外，脫硫廢水的特點還有以下4點：(1)水中含有中國限制排放的一類污染物，如Pb，Hg等元素。(2)氨氮超標(biāo)，其很容易造成水質(zhì)富營養(yǎng)化。(3)水質(zhì)中含有大量的懸浮物，如SiCO2，Al(OH)2等。(4)SO42-的質(zhì)量濃度最高可以達(dá)到49524mg/L，水體需要進(jìn)行嚴(yán)格的污水排放處理。

　　2.2 脫硫廢水零排放處理原理

　　根據(jù)中國有關(guān)部門發(fā)布的《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》，脫硫廢水內(nèi)的污染物濃度需要在國家允許的最高排放濃度標(biāo)準(zhǔn)之內(nèi)，才可排放或者回收利用。零排放的標(biāo)準(zhǔn)并不是不排放廢水，而是將廢水中的有害物質(zhì)通過物理或者化學(xué)的方法處理后，再排放到自然環(huán)境中。以二類污染物的排放標(biāo)準(zhǔn)為例，脫硫廢水需要達(dá)到以下標(biāo)準(zhǔn)，如表2所示。

　　2.2.1 物理法

　　通過物理作用，將廢水中的懸濁物進(jìn)行過濾、沉淀，避免造成下游管道的堵塞。其主要用于固體污染物的處理，物理操作法為沉淀法、氣浮法等。

　　2.2.2 化學(xué)法

　　將廢水中的有害污染物質(zhì)，通過各種化學(xué)反應(yīng)，將其中的有害物質(zhì)通過化學(xué)反應(yīng)的方式產(chǎn)生膠體、溶解物等，并最終達(dá)到分離的目的?；瘜W(xué)法可以用于溶解于水中的有害物質(zhì)、懸濁有害物質(zhì)的分離。此外化學(xué)管道的無機(jī)垢類物質(zhì)的處理也可以采用此方法。

　　三、脫硫廢水零排放處理工藝

　　脫硫廢水零排放處理標(biāo)準(zhǔn)需要水中的各項物質(zhì)指標(biāo)均達(dá)到國家標(biāo)準(zhǔn)，方可排放到自然環(huán)境或者回收利用。并且每個燃煤電廠使用的燃煤品質(zhì)、技術(shù)工藝的不同，廢水中的指標(biāo)含量都是不同的，所以脫硫廢水零排放主要的處理工藝也不同，主要有混凝沉淀、廢水回用、煙道處理等。文章以濕法脫硫工藝為參考進(jìn)行分析研究。

　　3.1 廢水預(yù)處理的基本作用與具體方法

　　該步驟的處理原則是將水中的懸浮物、不溶物進(jìn)行處理，去除雜質(zhì)是廢水處理的最基礎(chǔ)流程。為緩解后續(xù)流程的工作壓力，一般還會加入調(diào)節(jié)pH的處理操作。

　　(1)化學(xué)沉淀法。

　　加入CaCO3-，Na2CO3，NaOH-，Na2CO3等進(jìn)行水質(zhì)的部分軟化或完全軟化，如果廢水水質(zhì)中的Ca2+質(zhì)量濃度低于800mg/L時，可以采用單一的Na2CO3軟化。

　　(2)電絮凝集法。

　　利用電混凝原理和電解原理處理廢水。

　　3.2 廢水濃縮減量的基本作用與具體方法

　　廢水濃縮減量流程是為了進(jìn)行高倍率濃縮，減少廢水處理的能耗，即將廢水中的水分子提取出來。

　　(1)熱法。

　　該方式通過熱量交換的原理實現(xiàn)水的形態(tài)變化，將水分子從液態(tài)轉(zhuǎn)化為氣態(tài)，并將水蒸氣和廢水溶液分別處理。

　　(2)膜法。

　　膜材料具有選擇透過性，廢水通過高分子膜材料后，實現(xiàn)水和污染物質(zhì)的分離。但是不同的高分子膜具有不同的選擇透過性，并且運(yùn)行的成熟性不如前者，因此在工業(yè)領(lǐng)域中使用較少。

　　3.3 廢水尾水固化的基本作用與具體方法

　　通過前兩個環(huán)節(jié)廢水濃縮液提取完成，其中的有害物質(zhì)濃度高，需要重點處理。廢水尾水固化流程和預(yù)處理流程原理相同，通過化學(xué)法或者物理法將水中的有害物質(zhì)凝結(jié)、過濾處理。

　　(1)蒸發(fā)結(jié)晶法。

　　通過蒸發(fā)、固化、結(jié)晶的流程將廢水中的有害物質(zhì)進(jìn)行結(jié)晶處理，常見的處理技術(shù)為熱力蒸汽再壓縮(ThermalSteamRecompression，TVC)、多效蒸發(fā)(MultiEffectEvaporation，MED)等。

　　(2)煙氣干燥法。

　　在反應(yīng)容器中利用水分和有害物質(zhì)的蒸汽壓不同，熱量在不同的物質(zhì)間進(jìn)行位移，將兩者進(jìn)行分離。電廠采用的主要是強(qiáng)制對流法，就是在固體表面和氣體之間產(chǎn)生熱交換。(來源：華電忻州廣宇煤電有限公司)