燃煤電廠脫硫廢水零排放工藝探討

摘要：煤炭是我國目前使用最多的化石能源，煤炭燃燒過程中會產(chǎn)生一些污染氣體，如SO2等，故需對其進行脫除處理，脫除后的廢水中會含有硫的成分，導致污水不能達標排放。本文對脫硫過程中廢水的來源進行了分析介紹，并對脫硫后廢水的再利用過程進行了闡述，旨在為相關(guān)實踐提供理論和實踐參考。

關(guān)鍵詞：脫硫；廢水處理；環(huán)境保護；零排放

中圖分類號：X703 文獻標志碼：A 文章編號：2095-672X（2018）06-0066-02

DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2018.06.040

Abstract： Coal is the most widely used fossil energy in China. The combustion of coal will produce some polluting gases， such as sulfur dioxide， which need to be further removed. The wastewater after removal will contain sulphur components， which will result in the inability of wastewater discharge to meet the standard. In this paper， the source of wastewater in the desulfurization process was analyzed and introduced， and the reuse process of the desulfurized wastewater was elaborated， aiming to provide theoretical and practical reference for related practice.

Key words： Desulfurization； Wastewater treatment； Environmental protection； Zero emission

我國化石能源結(jié)構(gòu)是煤多油少，所以煤燃燒作為能源在我國具有重要的地位，煤的燃燒帶來了一個新的挑戰(zhàn)——環(huán)境問題。煤燃燒過程中會產(chǎn)生SO2，需要對燃煤過程中的SO2進行脫除處理，而在脫除過程中，又極易產(chǎn)生二次水污染問題，需要對處理的廢水進行再一次的處理工作。針對電廠脫硫過程中產(chǎn)生的廢水，結(jié)合某燃煤廠的實際情況，介紹脫硫廢水的后處理相關(guān)內(nèi)容[1]。

1 發(fā)電廠脫硫系統(tǒng)廢水的產(chǎn)生及對其進行處理的必要性

目前，電廠采用的主要脫硫方式是濕法脫硫工藝，在工藝中產(chǎn)生大量含有金屬離子的廢水，如果不經(jīng)處理排放到環(huán)境中，會產(chǎn)生污染。因此，對于脫硫廢水的處理具有重要的現(xiàn)實意義。

在進行濕法工藝處理煙氣中的SO2時，為了維持脫硫裝置的漿液循環(huán)物質(zhì)的平衡性，防止煙氣中氯濃度超標并保證石膏的質(zhì)量（石灰—石膏法工藝），需要從脫硫系統(tǒng)中排放一定濃度的廢水。排放的廢水中含有懸浮物、過飽和亞硫酸鹽、硫酸鹽及重金屬。燃煤中的元素除了C、H、O、N、S外，還存在痕量的重金屬元素，如Cr、Ni、Hg、As、Pb等。煤中的元素隨著燃燒作用最終進入煙氣中，雖然煙氣經(jīng)過除塵器，但由于目前的除塵系統(tǒng)對于痕量物質(zhì)的脫除效率有限，因此最終這些金屬元素會進入脫硫塔中，在煙氣與漿液的接觸過程中，金屬元素溶解到漿液中[2]，因此，廢水中存在金屬元素。由于金屬離子在環(huán)境中沒有自凈和生物降解的能力，容易在生物體內(nèi)累積，對生物體的正常生命活動產(chǎn)生威脅。因此，需要對脫硫廢水進行處理，使得其各項指標都打到排放要求，緩解環(huán)境的壓力。

2 脫硫廢水處理工藝系統(tǒng)的應用分析

某電廠采取石灰石—石膏法脫硫工藝對煙氣中的SO2氣體進行處理，其主要過程為：首先石灰石在在設備中被加工成粉末，粉末吸收工藝水，制成石灰石漿液，作為脫硫劑備用；脫硫劑在泵的作用下注入吸收塔的頂部，底部在引風機的作用下通入鍋爐煙道氣，在氣液逆流接觸過程中，脫硫劑吸收煙道氣中的SO2。在吸收SO2之前，為提高煙道氣和漿液充分接觸而添加的空氣噴嘴會源源不斷的向吸收塔內(nèi)注入強制空氣，溶解在水中的SO2在空氣的作用下被氧化，由HSO3-氧化成H+和SO4-。漿液在酸性條件下會溶解生成鈣離子，Ca2+和SO4-接觸會生成CaSO4沉淀，然后將生成的產(chǎn)物用作建筑材料，通大量漿液接觸的煙氣經(jīng)過吸收塔后水蒸氣達到飽和狀態(tài)，然后經(jīng)過下游的煙氣加熱系統(tǒng)加熱升溫后排空。從而完成對煙道氣中硫的脫除和利用。

表1是電廠采取廢水處理工藝后廢水水質(zhì)的監(jiān)測情況，為更好地體現(xiàn)水處理的效果，表1中對比了未進行處理前的廢水水質(zhì)[3]。表1中可以看出，經(jīng)過廢水處理系統(tǒng)后，廢水的水質(zhì)得到極大地改善。

（1）該燃煤廠使用的煤種為低硫燃煤，在廢水未處理前其pH為6.5～7.4，廢水呈現(xiàn)弱酸性，不能直接排放，而經(jīng)過廢水處理后，其呈現(xiàn)中性。（2）脫硫廢水通過物理化學法處理后，硫化物、氟化物、As和SS處理效率達到90%左右，Hg處理效率30%～46.67%，有效去除了水污染物。（3）通過分析實踐可以看出，利用物理化學方法處理廢水的工藝可以有效地去除廢水中的污染物，處理后的廢水基本可以滿足電廠用水的水質(zhì)要求，基本可以實現(xiàn)重復利用，不僅可以節(jié)約用水，另外還可以提升經(jīng)濟效益。

3 零排放處理工藝及發(fā)展方向

3.1 高效反滲透技術(shù)

反滲透濃鹽水的成分復雜，含無機鹽、有機物，也有預處理、脫鹽等過程使用的少量化學品，如阻垢劑、酸、還原劑、殺菌劑和其他反應產(chǎn)物。濃鹽水的處理是制約煤化工廢水“零排放”的關(guān)鍵技術(shù)。若直接將濃鹽水進行蒸發(fā)，由于其處理規(guī)模大，需要消耗大量的能源，非常不經(jīng)濟。目前，一般采用（預處理+膜濃縮）處理工藝，將濃鹽水進行進一步濃縮，使TDS質(zhì)量濃度達到50000～80000 mg/L，盡可能將廢水中鹽分提高，減小后續(xù)蒸發(fā)器的規(guī)模，減少投資以及節(jié)約能源。

3.2 高級氧化技術(shù)

隨著廢水中有機物復雜程度和環(huán)保要求的提升，高級氧化技術(shù)逐漸得到發(fā)展。后來將超聲技術(shù)、催化劑技術(shù)等應用到高級氧化技術(shù)中，形成更加復雜的耦合過程。主要有光化學氧化法、臭氧氧化法、催化濕化氧化法、Fenton法等，主要的原理是通過形成高氧化性能的羥基自由基（·OH），利用羥基自由基氧化水中的難降解的有機物，使有機物轉(zhuǎn)化為低毒或者無毒的小分子物質(zhì)。

4 結(jié)語

煤炭是我國目前使用最多的化石能源，煤炭燃燒會產(chǎn)生一些污染氣體，如SO2等，需進一步脫除，脫除后的廢水中含有硫的成分，導致污水不能達標排放。為此，本文通過對脫硫過程中廢水的來源、處理方法和后處理過程進行了分析介紹，并結(jié)合電廠的實際運行數(shù)據(jù)進行說明?？梢钥闯觯瑢Φ土蛉济弘姀S而言，可采取物理化學方法進行廢水處理[4]，在實現(xiàn)廢水處理的同時實現(xiàn)廢水的再次利用。

參考文獻

[1]李泊嬌，王旭東，張占梅等.石灰石—石膏濕法脫硫廢水的處理及利用研究[J].電力科技與環(huán)保，2014，30（2）：29-31.

[2]龐勝林，陳戎，毛進等.火電廠石灰石-石膏濕法脫硫廢水分離處理[J].熱力發(fā)電，2016，45（9）：128-133.

[3]祁利明，趙全中.脫硫廢水處理過程對石灰石-石膏濕法煙氣脫硫系統(tǒng)的影響[J].工業(yè)用水與廢水，2014，204（5）：51-53.

[4]束文峰.對石灰石-石膏濕法脫硫廢水的產(chǎn)生和處理工藝的研究[J].科技創(chuàng)新與應用，2017，（13）：92.

收稿日期：2018-04-23

作者簡介：趙洪光（1970-），男，工程師，研究方向為廢水處理。