火電廠脫硫廢水零排放技術(shù)探討

摘 要：火電廠脫硫廢水零排放改造勢(shì)在必行，介紹了現(xiàn)有的火電廠脫硫廢水零排放技術(shù)，論述了各自的原理及優(yōu)缺點(diǎn)，給出了火電廠脫硫廢水零排放的技術(shù)方案選取建議。

關(guān)鍵詞：火電廠；脫硫廢水；零排放

水資源和水環(huán)境問(wèn)題不僅是制約我國(guó)工業(yè)發(fā)展的瓶頸，同時(shí)已成為生態(tài)文明建設(shè)亟待解決的關(guān)鍵問(wèn)題。近年來(lái)，隨著《新環(huán)保法》、《國(guó)務(wù)院辦公廳關(guān)于推行環(huán)境污染第三方治理的意見(jiàn)》、《水污染行動(dòng)計(jì)劃》等一系列法規(guī)政策的出臺(tái)和實(shí)施，提高用水效率，實(shí)現(xiàn)節(jié)水和廢水的有效再利用已成為必然的選擇。尋求處理效果更好、工藝穩(wěn)定性更強(qiáng)、運(yùn)行費(fèi)用更低的水處理工藝，實(shí)現(xiàn)廢水零排放的目標(biāo)，已成為產(chǎn)業(yè)發(fā)展的內(nèi)在需求。[1]

2016年9月30日，環(huán)保部發(fā)布征求《火電廠污染防治技術(shù)政策》和《火電廠污染防治最佳可行性技術(shù)指南》意見(jiàn)函，對(duì)于廢水鼓勵(lì)循環(huán)使用不外排，特別重點(diǎn)指出重點(diǎn)研發(fā)“脫硫廢水零排放工藝”。

環(huán)保部2017年1月10日《火電廠污染防治技術(shù)政策》，脫硫廢水宜經(jīng)石灰、混凝、澄清、中和等工藝處理后會(huì)用，鼓勵(lì)采用蒸發(fā)干燥或蒸發(fā)結(jié)晶等處理工藝，實(shí)現(xiàn)脫硫廢水不外排。

環(huán)保部《關(guān)于開(kāi)展火電、造紙行業(yè)和京津冀試點(diǎn)城市高架排污許可管理工作的通知》環(huán)水體[2016]189號(hào)，要求在2017年6月30日前，完成全國(guó)火電和造紙行業(yè)排污許可證申請(qǐng)和核發(fā)，從2017年7月1日起，上述企業(yè)應(yīng)持證排污。火電廠廢水控制工作應(yīng)“因地制宜、一廠一策、節(jié)水優(yōu)先、分類(lèi)治理、統(tǒng)籌規(guī)劃、分步實(shí)施”。

燃煤電廠是傳統(tǒng)用水大戶(hù)，其用水量占工業(yè)總用水量的40%以上，同時(shí)產(chǎn)生了大量的廢水。隨著各專(zhuān)項(xiàng)法律法規(guī)陸續(xù)出臺(tái)，強(qiáng)硬的條款使燃煤電廠本身的環(huán)保壓力逐漸增大?；痣姀S廢水排放必將成為關(guān)注的焦點(diǎn)，而脫硫系統(tǒng)作為廠內(nèi)水資源利用的末端，所產(chǎn)生的廢水可視為全廠的最終排放。因此，將脫硫廢水處理達(dá)到回用標(biāo)準(zhǔn)，才能實(shí)現(xiàn)真正的廢水零排放。綜上所述，脫硫廢水的排放直接影響到火電廠的可持續(xù)發(fā)展，滿(mǎn)足未來(lái)國(guó)家對(duì)火電廠污水排放的嚴(yán)格要求， 實(shí)現(xiàn)全廠水資源的循環(huán)利用，在業(yè)內(nèi)樹(shù)立節(jié)能減排的典范，可優(yōu)先從政府及上級(jí)單位獲得政策和補(bǔ)貼。所以對(duì)火電廠實(shí)施脫硫廢水零排放是必要的。

1 脫硫廢水零排放技術(shù)

脫硫廢水的成分及濃度對(duì)處理系統(tǒng)的運(yùn)行管理有很大影響，是影響處理設(shè)備的選擇、腐蝕等的關(guān)鍵性因素。脫硫廢水一般具有以下幾個(gè)特點(diǎn)：水質(zhì)呈弱酸性，懸浮物含量高，氟化物、COD、重金屬超標(biāo)，其中包括我國(guó)嚴(yán)格限制排放的第1類(lèi)污染物，如Hg、As、Pb 等；鹽分含量高，含有大量的 Cl、SO42、SO32等離子，其中Cl的含量較高。

現(xiàn)階段脫硫廢水主要通過(guò)三聯(lián)箱處理，達(dá)標(biāo)排放。隨著環(huán)保形勢(shì)的發(fā)展以及末端廢水處理技術(shù)的成熟，將逐步實(shí)現(xiàn)廢水零排放。

1.1 濃縮減量+蒸發(fā)方案

該方案首先采用NaOH或者Na2CO3為軟化劑，添加絮凝劑，去除廢水中的Ca2+，Mg2+離子，達(dá)到軟化預(yù)處理的效果：廢水進(jìn)入廢水緩沖罐，在初步沉淀后，進(jìn)入反應(yīng)器，加入NaOH、Na2CO3和絮凝劑，充分?jǐn)嚢璺磻?yīng)后進(jìn)入絮凝沉淀箱，沉淀箱中沉淀分層，上層清液先進(jìn)入濃縮減量工藝系統(tǒng)，可采用反滲透工藝（預(yù)濃縮工藝不分鹽）、納濾工藝（預(yù)濃縮工藝分鹽）或電滲析工藝，下層污泥由排污泵排入壓濾機(jī)或者脫水機(jī)。濃縮減量工藝系統(tǒng)出來(lái)的濃鹽水進(jìn)入機(jī)械蒸汽再壓縮（縮寫(xiě)MVR）系統(tǒng)或多效蒸發(fā)器進(jìn)行蒸發(fā)結(jié)晶，濃縮減量工藝系統(tǒng)的凈水可作為鍋爐補(bǔ)給水回用。MVR裝置或多效蒸發(fā)器蒸發(fā)的凈水與反滲透膜的凈水一起回用，結(jié)晶產(chǎn)物是以NaCl為主的結(jié)晶混鹽，外送有需求的化工廠處置。該方案投資運(yùn)行成本較高，需要一定的運(yùn)行管理水平。目前河源電廠、漢川電廠等都采用的類(lèi)似路線。

1.2 高溫旁路煙道蒸發(fā)方案

脫硫廢水首先通過(guò)傳統(tǒng)三聯(lián)箱系統(tǒng)進(jìn)行預(yù)處理，去除大部分懸浮物和重金屬，出水箱清水經(jīng)過(guò)保安過(guò)濾器，直接進(jìn)入高溫旁路煙道蒸發(fā)系統(tǒng)。高溫?zé)煹琅月氛舭l(fā)系統(tǒng)是從脫硝出口引入高溫旁路煙道將高溫?zé)煔饨尤胝舭l(fā)塔，濃鹽水經(jīng)過(guò)霧化后，噴入蒸發(fā)塔內(nèi)部，廢水經(jīng)高溫?zé)煔饧訜?，蒸發(fā)成水蒸氣，污染物鹽分結(jié)晶成固體顆粒，隨著煙氣又被排入除塵器前的煙道中，最后被除塵器捕捉進(jìn)入干灰中，水蒸發(fā)隨煙氣進(jìn)入脫硫吸收塔。該方案會(huì)略微降低鍋爐熱效率。煙氣速度1020m/s范圍內(nèi)，整體上氣相速度的改變對(duì)液滴完全蒸發(fā)時(shí)間的影響很小。氣相溫度的改變對(duì)液滴達(dá)到臨界蒸發(fā)溫度的時(shí)間以及完全蒸發(fā)時(shí)間的影響很大。煙氣從較高溫度和較低溫度分別下降相同幅度的溫度時(shí)，液滴在煙氣中的完全蒸發(fā)時(shí)間按不同的倍數(shù)在增加，煙氣溫度越低，液滴完全蒸發(fā)時(shí)間增加的越多。[3]焦作萬(wàn)方電廠、長(zhǎng)興電廠等都采用的類(lèi)似路線。

1.3 煙道余熱蒸發(fā)方案

脫硫廢水首高溫旁路煙道蒸發(fā)方案類(lèi)似的去除懸浮物后，然后進(jìn)入煙道蒸發(fā)系統(tǒng)。脫硫廢水經(jīng)過(guò)霧化后，噴入空預(yù)器后、除塵器前煙道內(nèi)部，廢水經(jīng)高溫?zé)煔庥酂峒訜?，蒸發(fā)成水蒸氣，污染物鹽分結(jié)晶成固體顆粒，被除塵器捕捉進(jìn)入干灰中一起外排，水蒸發(fā)隨煙氣進(jìn)入脫硫吸收塔，該方法要求爐后煙氣溫度較高，但在很多電廠冬天難以滿(mǎn)足，在發(fā)達(dá)國(guó)家擁有較多案例，具有運(yùn)行成本低，新增設(shè)備少等優(yōu)點(diǎn)。[4]目前，上都電廠、土右電廠等都采用的類(lèi)似路線。

2 結(jié)論

現(xiàn)有脫硫廢水零排放技術(shù)能夠滿(mǎn)足脫硫廢水零排放要求。經(jīng)過(guò)技術(shù)經(jīng)濟(jì)對(duì)比，廢水零排放技術(shù)路線影響因素眾多，除廢水本身的性質(zhì)外，還需要考慮結(jié)合技術(shù)經(jīng)濟(jì)性、周邊環(huán)境和當(dāng)?shù)卣邔?dǎo)向綜合考慮。目前需要結(jié)合項(xiàng)目實(shí)際情況具體分析，選擇最佳方案。

參考文獻(xiàn)：

[1]國(guó)務(wù)院關(guān)于印發(fā)水污染防治行動(dòng)計(jì)劃的通知國(guó)發(fā)〔2015〕17號(hào)《水污染防治行動(dòng)計(jì)劃》[EB/OL].20150402.

[2]張志榮.火廢水液滴在低溫?zé)煔庵械恼舭l(fā)特性數(shù)值研究[J].環(huán)境工程學(xué)報(bào)：2011，09：20482053.

[3]姚遠(yuǎn).脫硫廢水常規(guī)處理及零排放工藝介紹[J].化工管理，2017，01：198199.

[4]馬越，劉憲斌.脫硫廢水零排放深度處理的工藝分析[J].科技與創(chuàng)新，2015（18）：1213.

作者簡(jiǎn)介：袁亮（1986），男，重慶人，工程師，從事環(huán)保新工藝及新技術(shù)的設(shè)計(jì)研發(fā)及推廣工作。