(湖南华电常德发电有限公司 湖南常德 415000)
摘要：在我国，发电依然主要依靠火力发电，这也是我国经济发展的重要保障之一。另外，虽然以煤炭为主要燃料的火电厂为我国提供了稳定的电力资源，但是其在发电过程中产生的以二氧化硫为主的各种污染物也给环境带来了严重的负担。探讨燃煤电厂脱硫废水零排放处理工艺是为了从根本上解决火电厂的污染物排放问题，该项工作的开展对电力行业的健康发展具有深远意义。
关键词：燃煤电厂；脱硫废水；零排放工艺；工艺探讨
燃煤电厂废水具有悬浮物含量高、组分复杂、重金属含量高等特点。以脱硫废水为例，其中的很多杂质是国家环保标准中要求严格控制的第1类污染物。我国燃煤电厂每年产生大量废水，其中包括锅炉循环水、冷却水在内的大部分废水经厂内废污水处理系统处理后可得到回用。然而，受制于工业废水处理技术仍在逐步发展和推广普及，每年仍有大量燃煤电厂废水无法进一步处理回用，从而被直接排放到环境中。本文对燃煤电厂脱硫废水零排放处理技术工艺进行了介绍，提出了工艺路线设计及技术选择的关键点，对脱硫废水零排放技术工艺发展方向进行了展望。
1 脱硫废水的危害分析
从燃煤电厂运行实际来说，脱硫废水中含有主要危害物质，包括重金属离子和钙离子等，随着设备的持续运转，脱硫废水水质会继续恶化，程度较大，极易造成水污染。以石膏脱水系统为例，在实际运行的过程中，将10%-20%的石膏反应产物利用脱水机，排出系统，部分回经溢流箱，旋流后，将固体含量＜1.2%的废水，送到废水系统排出。废水的不达标排放，会造成水污染，长期以往，会造成不可逆转的危害。当化学物质蒸发后，极易造成大气污染问题，形成酸雨。基于此，实现废水零排放，有着重要的意义。
2 燃煤电厂脱硫废水零排放处理工艺
2.1 高效反渗透技术
所谓的高效反渗透技术是借助一些特殊的反渗透浓盐水对废水进行处理的技术，该种技术主要是在传统的技术上进行改进，巧借化学反应中离子交换原理、硅离子不会被反渗透模反应以及有机物在较高的PH下会发生皂化反应的原理，经过升级之后的高效反渗透技术可以高效去除脱硫废水中的各种有机污染物、盐类化学物以及多种结垢物质。但是该种技术通常需要借助一些特殊的反渗透浓盐水，而且中间的过程比较冗杂，因此工艺的实用性还有待提升。目前行业内最常用的处理方式是，预处理与膜浓缩综合共同进行，实际的操作过程是采用多种经济的方法将浓盐水进一步浓缩，直到使得废水的TDS质量浓度达到50000～80000mg/L范围以内。通过该种做法最大限度的减小后续蒸发器的规模，以此来降低前期资金的投入，并有效地提升该种工艺的经济性和节约性。
2.2 高级氧化技术
伴随着电厂废水复杂程度的不断提升，尤其是其中有机物复杂程度的不断增加，再加上环保要求的不断提升，在这种形势下，高级氧化技术得到了有效的发展。之后也有许多新型的氧化技术不断地被应用于高级氧化技术中，使得氧化技术更加的理想。其中最新的氧化技术有：光化学氧化法、臭氧氧化法、催化湿化氧化法、Fenton法等，这种高级氧化技术是利用特殊氧化剂制备具有高级养花性能的羟基自由基，这种羟基自由基可以将废水中各种有机物进行降解，从而达到净化水质的目的。
2.3 尾水固化单元
废水经过浓缩减量后，其体积大大减少，许多电厂选择直接将浓缩液喷洒到煤场或灰场用于降尘，然而这种方法会对入炉煤煤质以及灰渣的综合利用带来负面影响。尾水固化单元的作用就是对废水浓缩液进行最终处理，将浓缩液中的污染物形成固态污泥，并回收少量清洁水。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆这一单元将废水中的污染物“固定”到污泥中，并将具有利用价值的结晶盐加以回收，起到了废水无害化和资源化的作用。由于浓缩液污染物浓度高、组成复杂，因此尾水固化单元是整个工艺流程中的技术难点。尾水固化方法可分为蒸发结晶法和烟气干燥法。
采用蒸发结晶法时，通常将蒸发固化和浓缩减量单元合为一个整体布置在处理系统中，常见技术有MED、MVR、TVC等，原理同浓缩减量单元。蒸发结晶法技术成熟，可实现废水中无机盐的资源化利用，但投资及运行成本较高，投资成本250～400万元/m3烟气，运行成本通常高于120元/m³，另外蒸发结晶法占地面积通常较大。
烟气干燥法利用烟气余热加热浓缩液，浓缩液中的水分被蒸发，随烟气排向大气，含盐杂质进入除尘器等电厂已有烟气处理装置处理。根据所用烟气来源，烟气干燥法可进一步分为高温段烟气干燥（利用主烟道或旁路烟道）和低温段烟气干燥（利用低负荷下烟气或低低温烟气等）。常见的烟道蒸发布置方式包括主烟道内蒸发（空预器后至除尘器前烟道）、空预器前烟道内蒸发和旁路烟道蒸发（通常采用蒸发塔形式）。烟气蒸发方法有如下特点：一是不会产生需要处置的工业杂盐；二是能够变工况或间断运行，适合参与深度调峰的机组；三是与脱硫系统共用一个DCS系统；四是投资运行成本低，投资成本100～200万元/m3烟气，运行成本通常高于10～20元/m³烟气，系统设备少、占地面积小、建设工期短、运行维护较方便。由于烟道蒸发将废水处理与电力生产运行相融合，在烟道蒸发对机组运行的影响等方面已有不少研究。研究表明，脱硫废水烟道蒸发不会对飞灰的综合利用产生影响，但产生的HCl等气态产物会增加脱硫废水的排放量及烟道等的腐蚀。鉴于上述特点，尽管烟气干燥法未对结晶盐加以利用，但对于没有分盐需求且项目预算较低的电厂来说，仍旧无疑是首选方案。近年来，有企业在传统烟气干燥法基础上加以改进优化并提出新型烟气干燥法，如旋转喷雾干燥（Wastewaterspraydry，WSD）法。该方法技术本质属于高温烟气旁路蒸发干燥技术，但该技术可使脱硫废水可不经任何预处理而直接吸收烟气余热蒸发。目前该技术在山西个别电厂已有成功运行案例。
2.4 湿式电除尘及其废水零排放技术
在脱硫塔后部烟道设置湿式电除尘器，使用金属板卧式结构，设计双室两电厂，阴极线和阳极板使用316L材质。本体结构使用玻璃鳞片进行防腐，阳极总投影收尘面积为11742m2，比集尘面积总计15.9m2/（m3/s）。喷淋循环水量总计150m3/h，喷淋前利用清洗过滤器以及袋式保安过滤器，加入碱，进行pH调整。使用废水处理以及复用系统，废水经过处理后，再次用于脱硫系统，不排放出来。
湿式电除尘器产生的废水直接排放到顶澄清器开展物理沉降处理。经过沉降后，下部浆液直接排放到吸收塔集水坑，用于吸收塔液池，作为补充水。上部清水溢流到清水箱，经过过滤处理后，用作吸收塔除雾器冲洗水，实现水资源再利用。除雾器不足的冲洗水，使用脱硫系统工艺水补充。燃煤电厂脱硫工艺水，是工业废水，pH值为9.0-9.5；电导550-650μS/cm；CI浓度55-80mg/L。
3 结束语
综上所述，虽然我国的电力行业近年来取得了飞速发展，各种新型的发电形式也在不断地被应用。但是从整个电力行业的布局来看，仍旧是以煤炭为主的火电厂才是我国的主要发电形式，且在这个过程中，总是不可避免的产生一些污染。而燃煤电厂脱硫废水零排放处理工艺探讨是为解决上述过程中产生的污染问题，希望本文能为相关领域的研究人员提供一些帮助。
参考文献：
[1]叶春松,罗珊,张弦,等.燃煤电厂脱硫废水零排放处理工艺[J]. 热力发电,2016,45(9):105-108+139.
[2]李海英.城市环境管理中强化大气污染治理探讨[J]. 农业科技与信息,2016,(14):60.
论文作者:由潇宁
论文发表刊物:《电力设备》2018年第25期
论文发表时间:2019/1/25
标签：废水论文; 烟气论文; 电厂论文; 技术论文; 燃煤论文; 工艺论文; 烟道论文; 《电力设备》2018年第25期论文;