文_秦斌 國(guó)家能源集團(tuán)泰州發(fā)電有限公司

石灰石的主要成分為CaCO3，含有各種雜質(zhì)如MgO、Fe2O3、Al2O3、SiO2等，這些雜質(zhì)是脫硫廢水懸浮物的主要組成。煤和石灰石中還含有少量重金屬，在呈弱酸性的脫硫廢水中具有較好的溶解性，而電廠的電除塵器對(duì)＜0.5μm的細(xì)顆粒脫除困難，造成很多重金屬在吸收塔洗滌過(guò)程中進(jìn)入FGD漿液內(nèi)富集，同時(shí)硒也是煤中極易揮發(fā)的有害痕量元素之一，在燃燒過(guò)程中幾乎全部揮發(fā)，在脫硫廢水中以+6價(jià)硒酸鹽的形式存在，具有很強(qiáng)的毒性。所以脫硫廢水存在很大的意義。

以下是某電廠脫硫廢水的水質(zhì)圖表

1 脫硫廢水常規(guī)處理原理及工藝流程

由于脫硫裝置漿液內(nèi)的水在不斷循環(huán)的過(guò)程中會(huì)富集重金屬元素、Cl-和微細(xì)的顆粒等，加速脫硫設(shè)備的腐蝕，影響脫硫效率，另一方影響石膏的品質(zhì)。因此脫硫裝置要排出一定量的廢水，進(jìn)入脫硫廢水處理系統(tǒng)，經(jīng)中和、沉降、絮凝、沉淀和脫水處理過(guò)程，達(dá)標(biāo)后排放至工業(yè)廢水調(diào)節(jié)池。

原廢水處理工藝系統(tǒng)由中和、沉降、絮凝、沉淀和脫水系統(tǒng)組成如圖1。

圖1 廢水常規(guī)處理工藝流程圖

1.1 中和反應(yīng)

首先來(lái)自脫硫系統(tǒng)吸收塔的廢漿液收集在廢水緩沖箱中，由泵送至廢水處理系統(tǒng)的反應(yīng)槽中和箱。中和箱內(nèi)加入定量的石灰乳，將廢水的pH值調(diào)升至9～9.7范圍，降低廢水的腐蝕性，同時(shí)使水中大部分重金屬以氫氧化物的形式沉淀出來(lái)，廢水中呈溶解態(tài)的氟化物以氟化鈣沉淀形式去除。氫氧化鈣藥液本身也可以起絮凝劑作用。廢水經(jīng)pH調(diào)整處理后可以改善后續(xù)絮凝、澄清處理效果，減少后續(xù)藥劑的投加量。

1.2 沉降反應(yīng)

有機(jī)硫化物藥液投加處理的目的是去除廢水中殘留的以及無(wú)法以氫氧化物沉淀形式去除的重金屬離子。通常脫硫廢水中重金屬離子以兩種不同形態(tài)存在：一種呈游離態(tài)，另一種以溶解的絡(luò)合物形式存在。游離態(tài)重金屬離子一般可以加氫氧化鈣沉淀去除，但因絡(luò)合態(tài)重金屬溶解物的溶度遠(yuǎn)低于其氫氧化物的溶解度，因此無(wú)法通過(guò)投加氫氧化鈣去除。為此只有通過(guò)尋求一種溶解度較絡(luò)合態(tài)重金屬溶解物溶解度更低的金屬沉淀物才能去除這類(lèi)金屬，大部分重金屬的硫化物沉淀能滿足該要求。某些重金屬如汞和廢水中的氯離子形成的化合物不能通過(guò)加氫氧化鈣去除，但加硫化物能滿足要求。盡管大部分重金屬離子可以形成金屬硫化物沉淀，但形成金屬硫化物沉淀所用的硫化物（如硫化氫、硫化鈉）通常具有高毒性，且形成的的金屬硫化物沉淀常常是高分散的，極端情況下甚至沉現(xiàn)低沉降性或沉積的自然膠體狀。因此常采用有機(jī)硫化物，而有機(jī)硫化物（如TMT15）一方面無(wú)毒、環(huán)保，另一方面形成的沉淀物具有較好沉降性。

1.3 絮凝反應(yīng)

在絮凝系統(tǒng)中，通過(guò)升高pH值和加入聚鐵、有機(jī)硫進(jìn)一步除去水中的重金屬，通過(guò)pH值控制Ca（OH）2加藥。聚鐵和有機(jī)硫的加藥量通過(guò)調(diào)試確定，根據(jù)廢水量按比例加入。在沉淀系統(tǒng)中，加入助凝劑以便使沉淀顆粒長(zhǎng)大更易沉降。

1.4 沉淀和脫水系統(tǒng)

懸浮物從澄清/濃縮箱中分離出來(lái)后，一部分稀污泥通過(guò)污泥循環(huán)泵返回中和箱，另一部份澄清水排入清水箱回收。澄清/濃縮箱底污泥輸送到壓濾機(jī)，制成餅狀，用卡車(chē)運(yùn)到灰場(chǎng)。

2 脫硫廢水零排放的原理及工藝流程

脫硫廢水零排放系統(tǒng)首先通過(guò)抽取吸收塔入口煙道內(nèi)高溫?zé)煔膺M(jìn)行廢水的濃縮，然后對(duì)濃縮后的廢水進(jìn)行調(diào)質(zhì)并進(jìn)行分離，最后對(duì)于分離出來(lái)的廢水輸送至干燥床進(jìn)一步進(jìn)行加熱，干燥床利用熱二次風(fēng)作為干燥介質(zhì)，將漿液濃縮干燥為含塵氣體進(jìn)入靜電除塵前煙道，與粉煤灰共同收集。

廢水零排放工藝（見(jiàn)圖2）系統(tǒng)由煙氣系統(tǒng)、濃縮系統(tǒng)、濃縮調(diào)質(zhì)、分離系統(tǒng)、漿液干燥系統(tǒng)組成。

圖2 脫硫廢水零排放工藝流程圖

2.1 煙氣系統(tǒng)

通過(guò)抽取脫硫塔前煙道中的高溫?zé)煔庾鳛檎舭l(fā)介質(zhì)（煙氣溫度110℃左右）， 高溫?zé)煔膺M(jìn)入濃縮塔后作為蒸發(fā)介質(zhì)，經(jīng)過(guò)廢水降溫噴淋后返回脫硫塔前煙道。為克服濃縮塔裝置的系統(tǒng)設(shè)備、煙道阻力，在濃縮塔上游原煙氣側(cè)設(shè)置兩臺(tái)離心風(fēng)機(jī)。煙氣經(jīng)過(guò)增壓風(fēng)機(jī)后進(jìn)入吸收塔，降溫噴淋至50℃左右后，返回脫硫塔前煙道，與原煙氣一并進(jìn)入吸收塔。

2.2 濃縮系統(tǒng)

煙氣從濃縮塔中下部進(jìn)入與通過(guò)濃縮塔內(nèi)的漿液循環(huán)泵的上部噴淋進(jìn)行廢水逆流接觸，在塔內(nèi)進(jìn)行蒸發(fā)，實(shí)現(xiàn)廢水的濃縮，廢水中的氯離子、硫酸根離子、鎂離子不斷富集。經(jīng)濃縮塔洗滌后的低溫飽和煙氣，通過(guò)除霧器除去霧滴后由濃縮塔上側(cè)引出，然后返回脫硫塔前煙道。

2.3 濃縮廢水調(diào)質(zhì)、分離系統(tǒng)

濃縮后的廢水，經(jīng)過(guò)消石灰加藥調(diào)節(jié) pH值，然后進(jìn)入澄清池處理，上部清液經(jīng)溢流后輸送至干燥系統(tǒng)，底部漿液由泵送至現(xiàn)有廢水車(chē)間濃縮澄清池，并最終通過(guò)壓濾機(jī)壓濾排固，壓濾后的固體在輸送至煤場(chǎng)進(jìn)行摻燒，實(shí)現(xiàn)廢水的零排放。

2.4 濃縮漿液干燥系統(tǒng)

從二次風(fēng)再循環(huán)管上抽取熱二次風(fēng)作為干燥介質(zhì)，通過(guò)熱風(fēng)風(fēng)機(jī)增壓后進(jìn)入惰性載體干燥床。運(yùn)行中保證床內(nèi)的惰性載體粒子處于流化狀態(tài)，將漿液噴涂在惰性粒子表面。與高溫?zé)犸L(fēng)進(jìn)行熱質(zhì)交換，干燥后的漿液通過(guò)惰性粒子之間的碰撞研磨后，從惰性載體表面脫落，被氣體攜帶離開(kāi)干燥床，進(jìn)入靜電除塵器前煙道。利用靜電除塵器捕集后混入粉煤灰，實(shí)現(xiàn)廢水的零排放。

3 脫硫廢水零排放的對(duì)比

（1）脫硫廢水零排放造價(jià)成本高，設(shè)備系統(tǒng)復(fù)雜，后期維護(hù)成本遠(yuǎn)高于廢水常規(guī)處理的系統(tǒng)。

（2）廢水零排放節(jié)約了能源，在廢水排放中實(shí)現(xiàn)了高效率的資源利用。

（3）真正實(shí)現(xiàn)高鹽度脫硫廢水零排放，完全沒(méi)有污水排放，實(shí)現(xiàn)了機(jī)組的清潔高效。

（4）通過(guò)旁路煙道蒸發(fā)脫硫廢水，達(dá)到廢水零排放的要求，利用了高溫?zé)煔膺M(jìn)行蒸發(fā)，無(wú)需額外的熱源，運(yùn)行能耗低，實(shí)現(xiàn)了節(jié)能、環(huán)保的要求。

（5）廢水零排放實(shí)現(xiàn)了對(duì)吸收塔入口煙道的煙氣進(jìn)行部分處理，降低了煙氣中粉塵進(jìn)入吸收塔內(nèi)的含量，優(yōu)化了整個(gè)脫硫系統(tǒng)。

（6）由于通過(guò)煙氣的蒸發(fā)技術(shù)，減少了廢水的加藥環(huán)節(jié)，節(jié)約了成本。

4 結(jié)語(yǔ)

隨著國(guó)家對(duì)環(huán)保越發(fā)的重視，燃煤發(fā)電廠應(yīng)進(jìn)一步重視脫硫廢水的利用。通過(guò)廢水零排放的技術(shù)既保證了廢水的零排放，又減少了化學(xué)藥品的使用量，降低了廢水處理的成本。經(jīng)過(guò)理論和實(shí)踐，為企業(yè)提供了較經(jīng)濟(jì)可行的技術(shù)，達(dá)到了國(guó)家的“零排放”目標(biāo)。