摘要：为了实现国家对烟气超低排放的要求，国内大多燃煤机组加装了烟气脱硫系统，石灰石－石膏湿法烟气脱硫技术由于脱硫效率高和适应性强等优点得到了最广泛的应用。在系统的运行当中，随着浆液的循环利用，盐和杂质的含量逐渐增大，其中呈弱酸性的氯离子浓度过高会腐蚀设备，一般氯离子浓度控制在20000mol/L以下，因而需配置脱硫废水处理系统以去除浆液中的氯离子，保证浆液品质完好。国电乐东电厂为响应海南省“先行一步，努力建设好国家生态文明试验区，为全国文明建设做出表率”的号召，率先实行最严格的生态环境保护措施，建设“世界最清洁电厂”，在国内火电机组中，率先采用“废水零排放”方式，以控制脱硫废水中的重金属外排，避免造成环保污染。
关键词：燃煤电厂；湿法烟气脱硫；废水零排放
1脱硫废水处理技术
为保证石膏品质和脱硫系统稳定运行，需要周期性的排放一定量的脱硫废水，以严格控制氯离子浓度在20000mol/L以下。
1.1具体工艺流程
整套废水处理设备由废水旋流泵、废水旋流器、三联箱、澄清池、出水箱以及加药系统和压泥机组成。其工艺流程图如下图1：
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图1
废水旋流泵经过废水旋流器，以废水旋流器含固率为2%的溢流管道流至三联箱的中和箱中，中和箱加入熟石灰碱性化学药剂，将脱硫废水PH值调至7以上，去除废水中的氟离子重金属后，溢流废水至沉降箱。在沉降箱中加入有机硫化学药剂，初步将废水中较大颗粒的杂质沉淀，顶部清液再溢流至絮凝箱。在絮凝箱中需霜加入絮凝剂，使较大颗粒的重金属和悬浮物形成较的沉淀，顶部清液溢流至澄清池。在澄清池中自然沉淀，底部污泥由污泥输送泵输送至压泥压成泥饼排走，顶部清水流至清水箱回收。
1.2脱硫废水系统运行分析
脱硫废水处理系统能有效地去除脱硫废水中的重金属悬浮物以及氟离子，但对于钙离子、氯离子、硫酸根离子等溶解性物质的去除不佳，处理后的清水中含有细小飞灰、氯离子、硫酸根离子等，经化验数据显示处理后的废水清液中含有的氯离子含量将达到150000mol/L，这样酸性较强清液外排的话对土壤会造成破坏。此外，此废水处理系统化学药剂的消耗量较大，运行成本较高，整个废水处理过程需要添加消石灰粉、有机硫、硫酸氯化铁和聚丙烯酰胺等多种化学药剂，按天处理６０吨废水算，每天需消耗消石灰750公斤、有机硫25公斤、硫酸氯化铁25公斤以及聚丙烯酰胺20公斤。处理后含有氯离子较高的废水回收问题不好解决。
2废水零排放系统
脱硫废水零排放系统由脱硫废水原水系统、预沉系统、浓缩系统、调质系统、固液分离系统、干燥系统以及一些辅助设备组成。
2.1废水零排放系统技术分析
本厂废水零排放处理技术是采取废水热蒸发后结晶处理技术、烟道处理法。其原理是将脱硫废水经过前期处理后送至空气预热器和布袋除器之间的烟道内，高温烟气产生的热量能够蒸发废水液滴，蒸发后残留的的少量固体结晶盐随着烟气进入布袋除尘器的输灰系统，与电厂粉煤灰一起运走。其具体工艺流程为图2：
脱硫废水经由废水旋流器，含固量为2%的低密度溶液进入预澄清池，其中大颗粒的污泥沉淀在底部，由污泥输送泵送至压泥机进行压泥，顶部清液溢流至原水池存装。原水箱中废水经过原水输送泵输送至浓缩塔，从引风机后约增压风机引出约130℃的烟气在浓缩塔中对废水进行浓缩，主要是高温烟气对废水中的水份进行蒸发实现浓缩，废水中的氯离子、硫酸根离子、镁离子不断富集。达到一定密度后输送到调质箱进行调节PH值，调质后的废水固体物硫酸盐和氯盐等盐份，再输送至澄清池中进行固液分离。底部污泥由压泥机压成泥后拉走，顶部清液则溢流至出水箱。出水箱中存有的脱硫废水含有的重金属杂质为易溶于水的氯离子等，经过浓缩后的氯离子浓度较高，由干燥供给泵输送至干燥床内。
2.2废水零排放系统运行分析
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图2
本厂脱硫废水零排放系统实际运行中和理论设计相差无几。运行中的核心部分为浓缩和干燥部分，吸收塔氯离子控制在20000mol/L以下运行。当脱硫废水进入浓缩塔内，浓缩塔配有两台浓缩循环泵，从低温省煤器入口过来的锅炉尾部130℃左右的烟气在塔内由下至上流动，浓缩循环泵把废水液体从上而下喷淋,高温气和水接触过程中直接蒸发水分，氯离子在塔内不停的浓缩，设计塔内氯离子浓度可达到250000mol/L。但是，在实际运行中，废水原水池中的废水并不能保证完全清澈，预澄清池没有任何加药处理，完全按自然规律沉淀，脱硫废水经过预澄清池时存在一定的沉淀时间，短时间断地向原水池溢流浆液可以保证溢流的废水为清液，如果连续３h以上运行，预澄清池中的废水由于条时间扰动会产生浊液，导致至废水原水池的废水会存在一定的悬浮混浊。所以，当浓缩塔的氯离子达到250000mol/L时，废水浆液的密度会相当高，加上干燥床的设计工艺只是处理废水盐分，如果过多的杂质进入将会造成干燥床处理负荷加大，严重时坏干燥床设备。因此，正常运行时浓缩塔以控制废水溶液的密度为1300mg/m3左右，氯离子浓度可以达到180000mol/L。脱硫废水经过干燥床内的空气预热器300℃的热二次风干燥后形成盐分进入布袋除尘器。浓缩塔排出浆液按10%的含固率计算，正常运行时废水处理量为1m3/h，干燥后形成0.1吨的含固物，我厂平均每小时产灰42吨，废水含盐量在灰中的比率为0.2%，此比率对灰的质量影响不大。
结束语：随着国家对节能环保加大了重视力度，针对各行各业的污染排放标准以及与环保相关的法律法规也相继制定，特别是在海南这种生态文明大省，对于环保的重视程度犹为重要。而火电企业在其燃煤电厂生产运行中针对脱硫废水的应用，实现了脱硫废水零排放的环保标准，有效推动了火电行业节能环保的健康发展。废水零排放处理工艺的使用会越来越广泛。
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论文作者:张雪姬,姚士林
论文发表刊物:《电力设备》2019年第22期
论文发表时间:2020/4/13
标签：废水论文; 系统论文; 烟气论文; 氯离子论文; 废水处理论文; 浆液论文; 电厂论文; 《电力设备》2019年第22期论文;