摘要：随着水资源紧缺问题的逐渐加剧，当前社会发展与人民生活都受到了一定影响。因此，我国政府逐渐加强了对水资源保护与治理的研究，燃煤电厂也应开始研究节水与废水处理的应用，循环利用水资源，推动燃煤电厂的可持续发展。
关键词：燃煤电厂；脱硫；废水零排放
引言
燃煤电厂是当前我国国民经济中的重要支柱性产业，其在社会发展中扮演着重要角色。与此同时，其对水资源的耗用情况也是社会各界的关注焦点。特别是随着节能减排发展理念的提出，燃煤电厂节能改革的需求也更加迫切。为了实现这一目标，就需要燃煤电厂加强对节水与废水零排放的研究，促进燃煤电厂的节能化发展，确保实现经济效益、社会效益与生态效益的协调统一。
1燃煤电厂废水处理技术分类
燃煤电厂废水种类较多，来源不一样，成分不一样，去向和处理方法均不一样，所以应采用集中处理和分类处理互相融合的方式。
1.1冲灰废水处理
采用水力除灰方式会产生冲灰废水。燃煤电厂冲灰废水主要是pH值和含盐量较高，有时候悬浮物也较高。pH值则需要通过加酸，使pH值降至6～9范围内。冲灰废水一般采用物理沉淀法处理后循环使用。处理过程中需添加阻垢剂，防止回水系统结垢。
1.2含油废水处理
含油废水处理通常采用气浮法进行油水分离，出水经过滤或吸附后回用或排放；也可采用活性炭吸附法、电磁吸附法、膜过滤法、生物氧化法等除油方法。
1.3脱硫废水处理
燃煤电厂脱硫废水一般是酸性较强、悬浮物浓度高、COD高等。一般是通过加石灰浆对脱硫废水进行中和、沉淀进行处理，然后经絮凝、澄清、浓缩等步骤处理后，清水回收利用，沉降物脱硫废水污泥经脱水后运出处置。
2脱硫废水零排放技术
燃煤电厂脱硫废水水质具有以下特性：
（1）呈弱酸性，pH在5～6.5；
（2）悬浮物较高，为10～60g/L；
（3）Cl-一般在5～20g/L，有较强的腐蚀性；
（4）含有大量金属离子，如Ca2+、Mg2+等，总量达到20～50g/L；
（5）重金属（Hg、Cr、Pb、Ni、Cd）含量高。
脱硫废水成分复杂、水质波动较大，处理起来较为困难，为达到零排放的目的，需根据废水中污染成分的特性进行分段处理。整个脱硫废水零排放处理技术一般由3个过程组成：预处理、浓缩减量、末端零排放处理。笔者对现有脱硫废水零排放技术进行归纳，对比了各工艺的优缺点，总结出经济可行、安全有效的脱硫废水处理方案。
2.1脱硫废水预处理技术
预处理的目的在于去除脱硫废水中的Ca2+、Mg2+等，以及SiO2、COD和悬浮物，降低脱硫废水的硬度，避免后续处理中出现结垢、堵塞等现象。三联箱工艺是目前脱硫废水主要的预处理技术，由中和箱、反应箱和絮凝箱等组成。
来自旋流器的脱硫废水在废水缓冲池中均匀混合，经水泵输送到三联箱。在三联箱的中和箱中加入石灰乳和氢氧化钠溶液，将脱硫废水从弱酸性调至pH为9～9.5，使部分重金属如Fe、Cu、Pb、Cr以微溶或难溶的氢氧化物沉淀下来。。废水最后进入投放助凝剂的絮凝箱进行絮凝反应，絮凝箱出水自流进入澄清器，清水经盐酸、次氯酸钠调节pH至6～9左右进入清水池。
2.2脱硫废水浓缩减量技术
浓缩减量是对预处理后的脱硫废水进行浓缩处理，减少后续零排放过程的处理量，降低脱硫废水处理成本。膜浓缩技术具有投资成本低、经济性较好等优点，在脱硫废水零排放处理中运用较为广泛，但工艺流程相对较长，工业上一般将多种膜技术组合使用。膜浓缩技术主要包括正渗透（FO）、反渗透（RO）、电渗析（ED）、膜蒸馏（MD）。
2.2.1正渗透法
正渗透法利用选择性分离膜两侧高浓度差将水分子从高盐侧自发扩散到低盐分的汲取液一侧，是目前膜分离领域的研究热点之一。由于其能耗较低、出水水质高、污垢轻，国内外已有初步商业应用，但是正渗透膜的研制仍存在浓差极化大、水通量较低及理想的驱动溶液制备困难等问题，需在新的膜材料、膜改性、膜合成方法及驱动溶液的兼容性、分离回收等方面进一步深入研究。
2.2.2反渗透法
反渗透是利用反渗透膜在一定压力下使溶液中的溶剂与溶质被动分离的过程。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆对膜一侧的料液施加的压力超过它的渗透压时，溶剂会逆着自然渗透的方向作反向渗透，从而分别在膜的低压侧与高压侧得到渗透液和浓缩液。
2.2.3电渗析
电渗析技术在离子交换的基础上发展而来，其工作原理是依靠电位差，在阴阳两极之间放置若干交替排列的阳膜与阴膜，由于离子交换膜具有选择透过性，当两端电极接通直流电源后，水中的阴、阳离子分别向阳极、阴极方向迁移，形成交替排列的离子浓度减少的淡室和离子浓度增加的浓室，从而实现溶液的浓缩、淡化和提纯。
2.2.4膜蒸馏技术
膜蒸馏技术可应用于非挥发溶质水溶液的浓缩减量，目的是仅使水蒸气透过过滤膜。膜蒸馏可利用火力发电厂丰富的低品质废热，且能近100%地截留非挥发性溶质。由于火力发电厂具有丰富的低品质热源，但目前尚缺少性能可靠、能够长时间稳定运行的商业化蒸馏膜。
2.3脱硫废水末端零排放处理技术
2.3.1 蒸发结晶
常见的蒸发结晶工艺主要有多效强制循环蒸发（MED）技术和蒸汽机械再压缩（MVR）技术。
2.3.1.1 多效蒸发技术
多效蒸发技术是多个蒸发器装置串联起来，多效蒸发中的第一效加入加热蒸汽，第一效产生的二次蒸汽作为第二效加热蒸汽，而第二效的加热室相当于第一效的冷凝器，从第二效产生的二次蒸汽又作为第三效的加热蒸汽，如此串联多个蒸发器即多效蒸发。脱硫废水经蒸发系统余热预热后，依次进入各效蒸发器进行蒸发浓缩，在最末效用离心机对浓缩后的浓盐水进行固液分离，分离出的液体重新回到系统进行再循环。
2.3.1.2机械再压缩技术
机械再压缩技术是利用压缩机对蒸发器排出的二次蒸汽进行绝热压缩，再送入蒸发器的加热室作加热蒸汽。二次蒸汽经过压缩后温度升高，在加热室内冷凝释放热量，废水吸收热量汽化再次产生二次蒸汽，经分离重新进入压缩机进行再循环。该技术只需要在开始阶段产生蒸汽，但会消耗电能，其工艺流程见图3。与MED技术相比，MVR技术占地面积更小、效率高，更适于作脱硫废水零排放蒸发器。
2.3.1.3旁路烟道蒸发技术
旁路烟道蒸发是利用烟气余热进行废水蒸发结晶的技术。抽取部分空预器前350 ℃左右高温烟气，将废水泵送至蒸发结晶器的喷淋区，利用双流体雾化喷头将废水雾化成小液滴，废水在短时间内蒸发结晶，其产生的结晶盐随烟气被电除尘器捕集。旁路烟道国内研究大都以数值模拟为主，缺少与实际拟合度较高的动力学模型；气液两相流雾化喷头孔径小，处理复杂的未经预处理的废水时，容易发生堵塞。
2.3.2烟道喷雾蒸发技术
烟道喷雾蒸发是在空预器与电除尘器之间的烟道内部设置气液两相流雾化喷嘴，将脱硫废水雾化成粒径小液滴，所形成的液滴与烟气进行热交换后瞬间蒸发，产生的结晶盐被除尘器捕集。将浓缩后的少量的较高浓度的脱硫废水进行蒸发结晶。较为成熟的 MVR 蒸发结晶技术、多效蒸发结晶技术已经普遍应用。目前利用电厂烟气余热进行蒸发结晶的技术：旁路烟道蒸发、烟道喷雾蒸发等正在不断被完善，日渐成熟。
2.4脱硫废水优化措施
2.4.1控制来煤、来水、来粉氯离子含量
脱硫系统中氯离子含量的富集来源来自煤、工艺水、石灰石粉，要从源头进行控制。吸收塔浆氯离子含量的控制标准为5000mg/L～10000mg/L。据有关资料显示脱硫废水一天不排放，吸收塔浆氯离子含量以500mg/L的速度递增。
2.4.2控制脱硫废水含固率
石膏旋流站、废水旋流站旋流子需定期经常进行检查、清理、更换，真空皮带脱水机运行正常，下部保持干净，避免过多的泥浆进入回收水箱增加废水原水含固率。根据调试情况，废水旋流站存在底流易堵塞致使废水来水含固量偏高，造成废水设备损坏，故废水来水含固量应确保低于设计要求3．6%。
结束语
我国燃煤电厂脱硫二氧化硫主要是采用石灰石湿法脱硫，在实际运行中脱硫废水已经成为废水处理当中最复杂、难度最大的一类。随着环保形势的日益严格，燃煤电厂脱硫废水零排放也逐渐成为关注重点。本文就脱硫废水预处理技术、脱硫废水浓缩减量技术、脱硫废水末端零排放处理技术以及脱硫废水优化措施进行了分析，提升燃煤电厂的经济效益、社会效益与生态效益。
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论文作者:叶梁
论文发表刊物:《基层建设》2019年第17期
论文发表时间:2019/9/16
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