燃煤电厂脱硫废水零排放技术

我国燃煤发电排放的大气污染物主要有二氧化硫、氮氧化物和烟尘。随着火电厂大气污染物排放标准的不断严格，大气污染物得到了有效控制。我国燃煤电厂二氧化硫的脱硫主要采用石灰石湿法脱硫。在实际运行中，脱硫废水已成为一种复杂而又难以处理的废水。随着日益严峻的环保形势和《国务院关于印发水污染防治行动计划的通知》(国发〔2015〕17号)的印发实施，燃煤电厂脱硫废水零排放逐渐成为人们关注的焦点。本文重点分析了燃煤电厂脱硫废水零排放的相关可行技术，并在此基础上提出了进一步优化和完善脱硫废水处理的技术措施。

1、燃煤电厂废水处理技术分类

燃煤电厂废水种类多，来源不同，成分不同，去向不同，处理方法也不同，因此集中处理和分类处理应相互结合。

1)锅炉停运保护和化学清洗废水(包括有机清洗剂)处理。

锅炉的化学清洗方法很多，柠檬酸或EDTA酸洗锅炉产生的废液中残留清洗剂量很高。锅炉酸洗废水的水质特点是COD和SS含量高。为了降低过高的COD，在常规的混凝澄清、pH调节等工艺之前，应增加氧化处理，分解废水中的有机物。

2)空气预热器、省煤器和锅炉烟气侧的冲洗和排水处理。

这类废水是燃煤锅炉的非经常性排水。由于含有较高的悬浮物和铁含量，不能直接混入日常排水系统进行处理。通常采用化学沉淀法进行处理，也可以采用氧化和化学沉淀法，即先进行曝气氧化，再进行中和、混凝、澄清。

3)化学水处理工艺废水处理。

燃煤电厂的化学水处理，根据不同的处理工艺，会产生不同的酸碱废水或浓盐水。

酸碱废水多采用中和处理，即通过加酸或加碱将pH值调至6 ~ 9，出水直接排放或回用。工艺系统一般由中和罐、储酸罐、储碱罐、在线pH计、中和水泵和空气搅拌系统等组成。运行方式多为批量中和。

采用反渗透预脱盐工艺。一方面是排水量大，另一方面是水质没有超标项目，主要是含盐量高，可以直接使用或排放，必要时可以进行脱盐处理。

4)冲灰废水处理。

采用水力除灰方式会产生冲灰废水。燃煤电厂冲灰废水的主要特点是pH值和含盐量高，有时悬浮物高。只要水在灰场有足够的停留时间，并采取措施拦截漂珠，大部分悬浮物都能满足排放要求。pH值需要通过加酸降低到6 ~ 9。

冲灰废水一般采用物理沉淀法处理后回用。处理过程中应加入阻垢剂，防止回水系统结垢。

5)含油废水的处理。

含油废水通常采用气浮法进行油水分离，出水经过滤或吸附后可回用或排放。也可采用活性炭吸附、电磁吸附、膜过滤、生物氧化等除油方法。

6)脱硫废水处理。

燃煤电厂脱硫废水一般具有强酸性、高悬浮物浓度和高COD的特点。一般通过加入石灰浆中和沉淀脱硫废水，再经过絮凝、澄清、浓缩等步骤处理，然后清水循环使用，沉淀脱硫废水的污泥脱水后外运处置。

7)氨区废水处理。

氨区废水包括氨储存或氨储存区卸氨后设备和管道中的氨、事故或长期停车时从氨罐和管道排放到吸收罐用水稀释的废水、氨泄漏时稀释产生的废水、夏季气温高时冷却液氨罐产生的废水等。氨区废水水质特点是氨氮较高，pH值略高，生产不连续。一般来说，氨区的废水被送至工厂的酸碱废水处理系统进行中和和回用。

2.脱硫废水零排放技术

2.1脱硫废水零排放处理原则

1)除脱硫废水外，燃煤电厂各类废水经处理后基本可以实现“一水多用，梯级利用”，废水不外排。因此，脱硫废水零排放是燃煤电厂实现全厂近零排放的重点和关键。

2)燃煤电厂脱硫废水的特点之一是预处理后含盐量高。目前脱硫废水零排放技术主要有烟气余热喷雾蒸发干燥、高盐废水蒸发结晶等。

3)蒸发干燥或蒸发结晶前，应采用反渗透、电渗析等膜浓缩预处理工艺，减少废水量。

4)电厂应加强全厂用水管理，经济合理地处理各类废水，大幅度提高废水回用率。

2.2脱硫废水零排放技术

蒸发结晶技术是通过一系列方法将废水浓缩，浓缩液蒸发结晶，冷凝回收蒸汽，盐晶体干燥成工业盐，从而达到废水零排放的目的。

目前，废水蒸发结晶技术主要有两种:

1)多效蒸发技术。

常规的蒸发结晶技术是多效蒸发(MED)结晶技术，一般分为四个单元:热量输入单元、热量回收单元、结晶单元和辅助系统单元。经常规处理后的废水在多级蒸发室中加热浓缩成盐浆，经离心、干燥后成为工业盐，运至工厂销售或掩埋。2009年，广东河源电厂应用该技术建设了脱硫废水零排放工程，设计处理能力为20m3/h，蒸发系统出水TDS小于30mg/L，回用于电厂循环冷却水。生成的固体结晶盐达到二级工业盐标准，以每吨80元左右的价格出售。虽然这项技术已经比较成熟，但其发展和推广仍然受到高能耗的限制。

2)机械蒸汽再压缩技术。

为了降低能耗，研究人员开发了使用机械蒸汽再压缩(MVR或MVC)技术的蒸发器。MVR(MVC)技术是将二次蒸汽绝热压缩后送入加热室。压缩蒸汽的温度上升，可以作为热源重新利用，从而大大降低蒸汽消耗和能源消耗。三水恒益电厂从美国引进了第一套国产MVR(MVC)技术设备。该技术采用两级卧式MVC+两级卧式MED工艺，设计处理能力为20m3/h，用于处理树脂再生废水和脱硫废水。采用的蒸发器为水平喷淋水平管薄膜蒸发器，水平设置。废水排出管外，加热的蒸汽进入管内。液体通过喷嘴喷射到热交换器管的外部以形成薄膜。加热后产生蒸汽，浓缩液在结晶系统中处理。该技术能耗相对较低，但在实际运行中发现，一方面由于没有先进的预处理系统，产品为复杂的混盐，只能作为危险固废处理，成本极高；另一方面，进水软化不充分，结垢严重，除垢清洗频繁，也增加了成本。经国外公司改进后，立式降膜蒸发器能有效解决卧式蒸发器结垢严重、能耗高的问题，该技术已应用于多个废水零排放建设项目。

2.3脱硫废水零排放技术的发展

脱硫废水零排放处理技术主要有蒸发结晶法和烟道蒸发法，各有优缺点。具体工艺选择需要根据具体水质条件等综合因素确定。

燃煤电厂脱硫废水零排放技术的下一步发展，一方面需要重视重金属的去除，尤其是吸附，另一方面需要研发脱硫废水零排放技术的多元化发展，回收利用水资源。在蒸发结晶处理方面，为了降低运行成本，建议在蒸发结晶处理之前对废水进行减量处理。同时，根据具体的水质情况，选择和开发相应的预处理工艺，重视脱硫废水中浓水或结晶盐的回收利用技术，最终实现循环经济。在烟道蒸发处理方面，应注意进入烟道的脱硫废水对大气污染区域达标排放和环保设施腐蚀的影响，以及袋式除尘器的影响，特别是对飞灰综合利用和烟气中氯排放的影响。

3、脱硫废水优化措施

3.1控制入炉煤、水、粉中的氯离子含量。

脱硫系统中氯离子含量的富集来源于煤、工艺水和石灰石粉，应从源头控制。吸收塔浆液中氯离子含量的控制标准为5000 mg/L ~ 10000 mg/L，根据相关数据，脱硫废水一天不排放，吸收塔浆液中氯离子含量以500mg/L的速度在增加。

3.2控制脱硫废水的固体含量

石膏旋风站和废水旋风站的旋风分离器需要定期检查、清洗和更换。真空皮带脱水机运行正常，下部保持清洁，避免过多的污泥进入回用水箱，增加废水原水的固体含量。根据调试情况，废水旋流站底流容易堵塞，导致废水进水含固量高，损坏废水设备。因此，应确保废水进水的固体含量低于设计要求3.6%。

3.3控制脱硫废水的排放

脱硫废水排放量控制在15k g/(MW·h)~ 20k g/(MW·h)。300MW每台控制在4.5t/h ~ 6t/h，600MW每台控制在9 t/h ~ 12t/h，1000MW每台控制在15t/h ~ 20t/h。(来源:国电环保研究院)

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