关于燃煤火力发电厂脱硫废水零排放处理工艺的探讨

李城孝

（神华神东电力新疆准东五彩湾发电有限公司，新疆 昌吉 831700）

随着经济水平的提升，我国的工业发展得到了极大的提升。但是，社会在进步的同时，环境也受到了极大的破坏，在燃煤电厂脱硫排放废水零排放处理工艺的进步和发展中，对发电厂产生的废水的处理也得到了有效的解决。脱硫废水本身存在大量的有害物质，对环境和水体的污染都有极其严重的影响，因而，加强对脱硫废水排放的管控，才能保护我国的生态平衡不会遭受破坏。

1 燃煤电厂脱硫废水零排放简要概述

燃煤电厂的脱硫废水零排放是指将燃煤电厂中的脱硫废水中的有害物质进行处理后，将处理后达到环境保护标准的废水，再处理或回用，达到废水零对外排放的效果，从而有效地保护我国的环境和水资源。我国燃煤电厂在生产运行过程中所使用的脱硫废水零排放处理工艺时，一般情况下，废水会以蒸汽的形式会直接排放到环境中，或者留存在燃煤电厂中的内部水系统中。通过这样的方式，将燃煤电厂中的水资源进行循环使用，提高了内部水资源的利用率。此外，这还能有效地避免脱硫废水与环境中的水资源融合，从而引起了浪费资源的现象。我国相关部门已经提出了可持续发展的原则，因而在对我国的燃煤电厂中的污水进行处理的过程中，应注意对内部的脱硫废水进行相应的管控和处理，分离出其中有害物质后排放，从而保护我国的自然生态平衡，有效提高我国对水资源的利用，保护环境中的水资源不因燃煤电厂中的脱硫废水的排放而造成水体污染。而燃煤电厂在对脱硫废水治理的过程中，存在污染物种类繁杂难以彻底治理的问题，因此，在对脱硫废水的处理过程中，对脱硫废水中的有害物质进行全面治理是脱硫废水零排的核心，以确保最终排放的脱硫废水中各项指标含量满足国家、地方环保标准及行业标准。

2 燃煤发电厂脱硫废水零排放处理的必要性

目前，工厂中采用的大部分烟尘脱硫办法均为湿法脱硫工艺技术，在工艺流程中生成了大量带有金属离子的废气，一旦处理不当释放到环境中，会形成严重的环境污染。所以，对脱硫废水的管理对保护环境有着很大的现实意义。当实施湿法工艺技术处置烟气中的SO2等时，除了要保证脱硫设备的浆液循环物质的平衡性，为了避免烟气中氯含量超标和提高石膏的生产质量(石灰—石膏法工艺技术)，还必须从脱硫系统中排出相应含量的污染物。排出的废气中，包括悬浮液、过饱和亚硫酸盐、硫酸盐和有色重金属。压煤中的微量元素除C、H、O、N、S等外，还具有痕量的重金属单质，如Cr、Ni、汞柱、Pb等。煤中的微量元素由于燃烧作用最终排入烟气中，尽管烟气可以通过除尘，但是，因为目前的除尘系统痕量物质的脱除效果受限，所以最终这部分金属单质还会排入脱硫塔中，在烟尘和泥浆的接触过程中，金属单质溶解在泥浆中，所以，废气中产生了金属单质。因为金属离子在自然环境中并没有自净和生物化学降解的能力，因此易于在生命体内积聚，对生命体的正常生存活动形成了危险。所以，必须对脱硫废气进行管理，使其所有指标都达到排污要求，减轻环保的压力。

3 燃煤电厂脱硫废水的水质特点及影响因素

3.1 水质特点

燃煤电厂在对脱硫废水进行处理的过程中，脱硫废水中的浓度以及处理系统对相关的设备有很大的影响。燃煤电厂中的脱硫废水内部含有大量有害的化学物质，并且具备一定的腐蚀性，因而，在对污水进行处理的过程中，要弄清楚燃煤电厂中的水质特点，从而有效地提高我国对脱硫废水的处理能力。一般来说，我国燃煤电厂中的脱硫废水一般都有以下的特点：（1）燃煤电厂中的脱硫废水在大部分都呈弱酸性，具体的PH范围通过大量的实践研究证明一般在5～6.5，我国燃煤电厂的脱硫废水的PH一般控制在4～6，这是脱硫废水的第一个特点。（2）我国燃煤电厂中的脱硫废水中悬浮物的含量比较高，浓度达到了很大的值，这是造成脱硫废水具有严重污染的主要原因之一。（3）燃煤电厂中的脱硫废水中COD和氟化物以及重金属，都已经超过了国家所规定的标准，此外，脱硫废水中的重金属常见的有砷、汞、铅等。（4）燃煤电厂中脱硫废水内部的盐分含量比较高。脱硫废水里还有大量的硫酸根离子。

3.2 燃煤电厂脱硫废水的影响因素

在对燃煤电厂的脱硫废水进行排放的过程中，对脱硫废水的处理也存在一定的影响因素，这些影响因素对脱硫废水的处理有极大的影响，对最终的处理结果和质量是有影响的。首先，燃煤电厂中的脱硫废水在施工过程中主要受到燃煤品质以及石灰石品质的影响，对燃煤点电厂中脱硫系统的设计运行以及相应的脱硫塔的设备控制等等，均会对脱硫废水的处理结果有一定的影响。其次，由于燃煤电厂中所燃烧的煤的种类不同，所以在对脱硫废水进行处理的过程中，煤的种类也会严重影响我国对脱硫废水处理的能力，煤中含硫元素比较多时，燃煤电厂在燃烧过程中会生产出大量的二氧化碳以及二氧化硫，从而溶解在水中。因而，在脱硫废水进行处理的过程中，需要加入更多的氢氧化钠或氢氧化钙溶液，才能有效地提升我国对脱硫废水的处理能力。此外，如果燃煤电厂在燃烧含高氯煤的过程中，会排放含有氯的化合物，因而，在对脱硫废水进行处理的过程中，也需要添加相应的脱氯浆液。

4 燃煤电厂脱硫废水零排放处理工艺技术

4.1 强效蒸发类技术

第一种被广泛使用在我国燃煤电厂脱硫废水的处理中的工艺是强效蒸发类技术。首先，是对脱硫废水进行预处理，通过传统三联箱工艺或新兴一体式加药箱工艺，将脱硫废水进行预处理，除去脱硫废水中的90%以上悬浮物和重金属，再进行曝气去除COD。然后，采用低温烟气浓缩处理的方式，在低温浓缩塔中，将曝气后的脱硫废水进行浓缩处理，一般国内常见的工艺可浓缩5～20倍。最后，是高温烟气蒸发结晶工艺。我国的烟道蒸发工艺对脱硫废水利用喷雾干燥技术的一种工艺。在此过程中，主要是利用相应的雾化器将所含的容易喷入干燥塔内，通过雾滴的形式与气体接触，在短时间内将雾滴进行干燥，从而达到净化作用。蒸发浓缩结晶则是对废水进行处理的过程中，需要将燃煤电厂中脱硫废水利用燃煤工艺来进行浓缩，从而将内部的产品进行回水利用，使浓缩的水能够通过相应的结晶来使其转化为固体的盐类进行处置，这种方法对脱硫废水的水质和煤种的适用相比较广。重点是盐浓缩工艺。这种方法是对燃煤电厂中的脱硫废水处理的一种极其重要的方法。并且与其他的工艺相比，这种工艺深度处理更强，能够从燃煤电厂中的脱硫废水中通过相应的工艺将脱硫废水中的蒸馏水和盐溶液副产品进行有效的分离。

4.2 膜法过滤类工艺

现阶段，我国燃煤电厂中所排放的脱硫废水对环境的危害非常大，因而，国家制定了一系列的标准，要求我国燃煤电厂在对污水处理的过程中，要注意实现零排放。利用膜法过滤类的工艺能够极大程度提升我国对脱硫废水零排放的要求。在此过程中，可以利用相应的膜法过滤类工艺来实现对脱硫废水的零排放。膜法过滤类在对污水处理的过程中，主要是通过多重反复渗透过滤的工艺对脱硫废水进行处理，但是，在对其进行处理之前，要注意做好相关的预处理工作。反渗透预处理主要以我国的工艺膜过滤为主，利用膜法过滤类的方法符合国家对于脱硫废水排放的标准，使自身处理废水的能力得以提升。一般情况下，需要在此过程中采用两段式的反渗透系统，对我国燃煤电厂中的脱硫废水初步地满足反渗透的净水要求，然后，在利用专门的化学试剂对脱硫废水进行处理，从而有效地提高我国燃煤电厂中对脱硫废水的处理能力。

4.3 机械蒸汽再压缩处理工艺

目前，尽管卧式喷淋试验的水平管膜蒸发器已经获得了应用，但在脱磺酸基印染污水的时候还不能适应，主要由于它必须采用阻力大的喷嘴，而且一旦空气流动速率不能得到合理调节，在水平管上就极易结垢。而目前，在废气排放技术方面世界领先的企业一般都是使用立式降膜蒸发器，而立式降膜蒸发器和卧式蒸发机相比，前者的技术发展已相当完善，在实际使用流程中也要优于卧式蒸发机，该技术分为蒸馏系统和结晶系统，是当前较为有效的一个解决脱硫污水问题的方式。这一技术的基本工作机理，是指在对碳酸钙和铝离子进行软化并除去的同时，再加入适量阻止污水结垢的阻垢剂，然后，再通过脱气仪器将空气中和已溶解的CO2除去，同时，在蒸馏机上将污染物全部蒸发掉，由于该技术还缺乏统一的规范，因此，工程技术的运用主要依靠实践经验的累积。

4.4 高温烟道蒸发工艺

该工序主要是将脱硫废气经泵送至电除尘前的烟道，再通过雾化喷嘴直接喷入电除尘前的高温烟道，经大气雾化后的脱硫废气随即从排烟管内挥发，而废气中的杂质以固态物的形态，与飞灰一同随烟雾流入除尘工艺设备，通过除尘，颗粒物被捕获下来并随灰一起外排。该方案在发达国家有着较多的使用案例，其实际运行结果显示，当脱硫废水通过烟气后，排烟湿度提高了0.5%左右，排烟温下降5℃以下，且烟气温度仍保持不饱和态，超过酸露点温度，但没有对排烟嘴和电除尘器形成锈蚀。所以，就不需要再对脱硫废气直接喷入点后排烟管或电除尘器进行改造。该工艺体系仅包括雾化喷头、管路和压缩空气系统，所以该体系的初期投资和装置运营费用较少；系统投运后，随着烟气湿度的提高和烟尘工作温度的下降有关，能有效减少灰尘比阻力，从而提升了除尘效果；还能够减少脱硫系统中运行的减温水补水量和运行电耗。

4.5 高效反渗透技术

传统的高效反渗透技术主要是指利用某些特定的反渗透性浓生理盐水对废物进行处置的工艺技术,而这种技术主要是在传统的技术上进行提升,利用巧借基本类型中的离子交换与吸附机理、硅离子不会直接被反渗入模化学反应,并且有机质在较高的PH下会发生皂化反应等的基本原理,经过提升后的高效反渗透技术能够有效除去烟气脱硫废物中的各类有机污染物、盐类化学物和各种结垢物。

不过，由于这种工艺技术往往要利用某些特定的反渗透性浓生理盐水,再加上中间的流程也较为烦琐,所以工艺技术的应用性尚有待进一步提高。目前在业内最普遍的处理方法是,将预处理和膜浓缩综合在一起执行,实践的过程中是利用各种最经济的方式使浓生理盐水继续经过浓缩,直到使污水中的TDS质量浓度处于在50000～80000mg/L。由于采取这种方式可以有效地减少后续蒸发器的生产规模,并由此减少了前期资本的投放，有效地提高了该种工艺的经济效益和节能性。

4.6 高级氧化技术

伴随着工厂废水复杂程度的日益增加,特别是其中有机物高度复杂性的日益增多,再加上对环境保护需求的日益增加,在这个趋势下,高级生物氧化处理工艺技术也获得了有效的进展。之后又有很多新的抗氧化科技不断被运用到更高级的抗氧化科技中，使抗氧化科技越来越理想。这些更新的抗氧化科技一般有光化学氧化法、臭氧氧化法、催化湿化氧化法、Fenton法等，这些先进的抗氧化科技都是使用特种氧化物生产带有更高级养花特性的羟基自由基,而这些羟基自由基也能够使污水中的各种有机物进行降解,进而实现了净化水体的目的。

5 结语

燃煤电厂中的脱硫废水的处理一般情况下主要利用上述几种工艺来实现废水的零排放,提高发电厂脱硫废水的处理能力,从而有效实现对脱硫废水的零排放,确保我国的生态平衡不会遭受到破坏,有效保护我国的自然生态平衡。