林駿驅(qū)

【摘 要】在日益增大的環(huán)保壓力下，火電廠脫硫廢水零排放的要求日益增高?本文分析了我國脫硫廢水處理工藝現(xiàn)狀及工藝選擇，探討了以蒸發(fā)結(jié)晶為主的脫硫廢水綜合處理系統(tǒng)的應(yīng)用?將在一定程度上，為我國燃煤電廠凈化脫硫廢水技術(shù)的應(yīng)用與革新，實(shí)現(xiàn)污水的零排放，提供有效借鑒?

【關(guān)鍵詞】火電廠；脫硫廢水處理；探討

引言

火力發(fā)電是我國最重要的電力組成，盡管近10年來火電占比逐漸降低，但火電發(fā)電量和火電設(shè)備裝機(jī)量依然在逐年增加?隨著煙氣排放管理與控制日益嚴(yán)格，煙氣脫硫是火電廠不可或缺的過程?煙氣脫硫技術(shù)主要包括前端脫硫?干法?半干法和濕法脫硫，其中濕法脫硫具有反應(yīng)快?效率高等優(yōu)點(diǎn)，全球應(yīng)用占比達(dá)85%?濕法脫硫采用液態(tài)吸收劑吸收SO2和其它污染組分，主要包括鈉堿法?氨法?氧化鎂法?有機(jī)胺法?石灰石-石膏法等，其中石灰石-石膏法由于操作簡單?效率高?技術(shù)成熟?穩(wěn)定性好而成為最主流的脫硫技術(shù)，約90%發(fā)達(dá)國家的火電廠采用該技術(shù)?我國火電廠主要采用石灰石-石膏法脫硫，脫硫石膏產(chǎn)量逐年增加，盡管濕法脫硫產(chǎn)生的脫硫廢水量少，但污染負(fù)荷高?處理難度大，已成為電廠亟待解決的難題之一?

1?水處理系統(tǒng)典型問題

1.1?脫硫廢水處理系統(tǒng)

脫硫廢水處理系統(tǒng)絕大部分采用傳統(tǒng)三聯(lián)箱工藝，少數(shù)電廠采用電絮凝工藝?脫硫廢水處理系統(tǒng)主要存在的問題如下?1）出力不足：實(shí)施煙氣超凈排放改造后，脫硫吸收塔入口煙溫降低，吸收塔蒸發(fā)水量降低，但是部分電廠脫硫吸收塔補(bǔ)充水水量沒有相應(yīng)降低，導(dǎo)致脫硫吸收塔排水水量增大，脫硫廢水量超過原有脫硫廢水處理系統(tǒng)出力?2）進(jìn)水含固量超過設(shè)計(jì)值：由于脫硫系統(tǒng)常出現(xiàn)廢水旋流器設(shè)計(jì)容量和旋流子噴嘴尺寸選型不當(dāng)，或旋流子噴嘴磨損廢水旋流效果差，廢水旋流器頂流含固量達(dá)到4%以上，超過三聯(lián)箱系統(tǒng)進(jìn)水含固量設(shè)計(jì)值?因此，脫硫廢水處理系統(tǒng)普遍存在連接管道沉積堵塞?攪拌機(jī)扭矩過大燒毀攪拌電機(jī)，以及污泥壓濾系統(tǒng)超負(fù)荷運(yùn)行等問題?3）三聯(lián)箱和澄清器設(shè)計(jì)缺陷：常有因脫硫系統(tǒng)三聯(lián)箱和澄清器設(shè)計(jì)反應(yīng)停留時(shí)間太短，絮凝反應(yīng)效果差，形成的礬花粒徑小，導(dǎo)致泥水分離效果差，出水濁度和懸浮物含量高，水質(zhì)差等問題?4）加藥系統(tǒng)缺陷：部分電廠脫硫廢水來水氟離子質(zhì)量濃度較高，但加藥系統(tǒng)只投加NaOH溶液，只能調(diào)節(jié)pH值，對(duì)氟離子不具有去除能力，造成脫硫廢水處理系統(tǒng)出水氟離子不達(dá)標(biāo)?另外，部分電廠石灰加藥系統(tǒng)采用機(jī)械振打和氣壓流化出料方式，存在出料困難和計(jì)量不準(zhǔn)等問題?

1.2?循環(huán)水系統(tǒng)

循環(huán)水補(bǔ)充水水源為中水的火電廠，循環(huán)水補(bǔ)充水一般采用石灰混凝澄清工藝處理，主要去除暫時(shí)硬度?懸浮物?磷和部分有機(jī)物；循環(huán)水補(bǔ)充水為地表水的火電廠，循環(huán)水補(bǔ)充水一般采用混凝澄清工藝處理，主要去除懸浮物?帶冷卻塔的濕冷火電廠中約50%的電廠使用城市中水作為循環(huán)水補(bǔ)充水水源，但是還有部分電廠沒有城市中水處理設(shè)施或城市中水處理設(shè)施運(yùn)行不正常，導(dǎo)致循環(huán)水濃縮倍率低（低于3.0倍），電廠取水量和排污量較大，循環(huán)水濃縮倍率有待進(jìn)一步提高?少數(shù)電廠已開展循環(huán)水排污水深度處理回用工作，在采用“混凝澄清—過濾—反滲透”工藝處理循環(huán)水排污水時(shí)，常存在反滲透膜污堵?保安過濾器壓差迅速上升和系統(tǒng)回收率達(dá)不到設(shè)計(jì)要求等問題?

2?脫硫廢水的零排放處理工藝及其發(fā)展方向

2.1?蒸發(fā)結(jié)晶工藝

常規(guī)處理后的脫硫廢水，經(jīng)過蒸發(fā)?干燥裝置處理，實(shí)現(xiàn)水和工業(yè)鹽的有效分離是蒸發(fā)結(jié)晶工藝的技術(shù)原理，其主要包括4個(gè)處理單元，即脫硫廢水預(yù)處理?高鹽水濃縮?蒸發(fā)結(jié)晶?固體廢物處理?脫硫廢水的自然沉降?脫硫廢水中的懸浮物含量較高，通常在3h內(nèi)自然沉降后，其含量仍高達(dá)40%左右，難以達(dá)到脫硫廢水工藝實(shí)施的標(biāo)準(zhǔn)，需在其中有效地投入適量的混凝劑和絮凝劑來提升沉降速率?脫硫廢水的軟化處理?脫硫廢水軟化處理的主要目的是去除廢水中Ca2+?Mg2+和Si等易結(jié)垢成分的含量，同時(shí)實(shí)現(xiàn)重金屬的沉淀，減輕對(duì)后續(xù)減量濃縮工藝及蒸發(fā)結(jié)晶處理單元造成的結(jié)垢和管道堵塞等問題?目前，對(duì)脫硫廢水的處理常采用石灰-碳酸鈉工藝和離子交換工藝?其中石灰-碳酸鈉工藝是通過向脫硫廢水中添加熟石灰來調(diào)節(jié)廢水的酸堿度，熟石灰可以有效地提高M(jìn)g（OH）2的沉降，帶動(dòng)更多的鈣離子形成CaCO3沉淀，降低工藝出水中的Ca2+含量，經(jīng)石灰-碳酸鈉工藝軟化處理的廢水，其含鹽量可降低近一半?但是，脫硫廢水的硬度偏高，若只采用該工藝容易導(dǎo)致設(shè)備投入成本較高且再生工藝廢水量較多等問題，因此在實(shí)際運(yùn)用中，可以將離子交換工藝布置在石灰-碳酸鈉工藝之后，來進(jìn)一步降低廢水的硬度，其環(huán)節(jié)工藝中所產(chǎn)生的廢水可以通過石灰-碳酸鈉工藝再次回收處理，經(jīng)兩級(jí)軟化工藝處理后的出水硬度可以有效降低至15mg/L以下?

2.2?預(yù)處理技術(shù)

預(yù)處理是保障脫硫廢水零排放的根本，主要進(jìn)行懸浮物去除?pH值調(diào)節(jié)?廢水軟化和部分溶解性污染物去除?傳統(tǒng)脫硫廢水處理技術(shù)在升級(jí)改造過程中成為主要的預(yù)處理技術(shù)，其與MF/UF的組合是目前預(yù)處理工藝的主要選擇?生物處理?電解?電滲析等技術(shù)也在預(yù)處理中得到了應(yīng)用?作為預(yù)處理技術(shù)，重力沉降和化學(xué)沉淀法等傳統(tǒng)技術(shù)主要用于去除懸浮物?除硬是預(yù)處理的重要過程，特別是深度處理過程采用膜技術(shù)的情況下，傳統(tǒng)化學(xué)軟化法和離子交換法除硬得到了廣泛應(yīng)用，采用NaOH軟化脫硫廢水提高了混凝效果，原因是形成的Mg（OH）2晶粒促進(jìn)了混凝劑的卷掃捕集作用?考察了CaSO4晶種法?FS-66藥劑?Ca（OH）2+Na2CO3?NaOH+Na2CO34種軟化方式的影響，發(fā)現(xiàn)NaOH+Na2CO3法的鈣鎂和全硅去除效果最佳，可以保障后續(xù)MF穩(wěn)定運(yùn)行?但傳統(tǒng)化學(xué)軟化法無法有效分離Ca和Mg，混合沉積物只能作為固廢處理?Xia等采用兩步沉淀法實(shí)現(xiàn)了Ca去除和Mg回收，并基于熱力學(xué)分析和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證方式考察了Na2CO3?Na2C2O4?NaF?Na2SO44種添加劑對(duì)Ca的選擇性沉淀效果，Mg（OH）2質(zhì)量分?jǐn)?shù)可達(dá)99.3%?脫硫廢水中硫酸鹽濃度極高，是結(jié)垢的重要成分，Yu等采用石灰與NaAlO2共沉淀方式去除硫酸鹽，去除率可達(dá)83.94%（從4881mg/L降低到784mg/L）?氯是脫硫廢水的一種重要鹽成分，是水處理領(lǐng)域的難點(diǎn)，電解-電滲析組合技術(shù)可通過電極反應(yīng)氧化Cl-形成Cl2，同時(shí)獲得副產(chǎn)物H2和Ca（OH）2，可為脫硫廢水Cl-控制與去除提供一種新思路?

結(jié)束語

在結(jié)構(gòu)和產(chǎn)能要與人民幸福生活相匹配，實(shí)現(xiàn)工業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的前提下，脫硫廢水的處理將是燃煤電廠相當(dāng)一段時(shí)間內(nèi)的重要任務(wù)?燃煤電廠要結(jié)合當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)發(fā)展前景，前瞻性地建設(shè)脫硫廢水處理的基礎(chǔ)設(shè)施設(shè)備，增強(qiáng)污水處置能力，增加脫硫廢水處置的技術(shù)研發(fā)投入，有效實(shí)現(xiàn)工業(yè)發(fā)展與環(huán)境要求的有效契合，使電力企業(yè)得以持續(xù)發(fā)展?

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（作者單位：廣東華電韶關(guān)熱電有限公司）