燃煤電廠脫硫超低排放后廢水零排放工藝探究

費宗奇 張翔翔

摘要：隨著國家對環(huán)境問題的進一步重視，燃煤電廠脫硫廢水的處理工藝也應(yīng)當(dāng)進一步優(yōu)化。本文通過介紹脫硫廢水的產(chǎn)生原因以及其對環(huán)境的危害，探究了燃煤電廠脫硫超低排放后廢水零排放的具體工藝。

關(guān)鍵詞：燃煤電廠；脫硫廢水；零排放工藝

一、燃煤電廠脫硫廢水產(chǎn)生原因

在傳統(tǒng)的燃煤發(fā)電的過程中，其脫硫廢水的排放一直是一個很大的問題。關(guān)于脫硫廢水的產(chǎn)生，從燃煤電廠對于含硫廢水的處理情況來看，主要是由于鍋爐濕法脫硫的過程中所產(chǎn)生的，這些廢水的排放量主要是由脫硫塔中的氯離子的含量而控制的。當(dāng)燃煤電廠發(fā)電過程中所產(chǎn)生的煙氣通過引風(fēng)風(fēng)機進入脫硫設(shè)備中時，在經(jīng)過一系列設(shè)備將潔凈的空氣排出，但是在這個過程中就會產(chǎn)生相應(yīng)的脫硫廢水。其主要的化學(xué)原理是燃煤電廠的石灰石和煙氣中的二氧化硫發(fā)生反應(yīng)，一方面將煙氣中的二氧化硫含量大大降低，但是另一方面又產(chǎn)生了硫酸鈣等物質(zhì)，為了減少在脫硫過程中產(chǎn)生的大量有害物質(zhì)，就必須從系統(tǒng)中排除一定的廢水，這也正是脫硫廢水的產(chǎn)生。

脫硫廢水的主要有幾種特征。首先，燃煤的質(zhì)量以及在脫硫過程中所應(yīng)用到的物質(zhì)對脫硫廢水的水質(zhì)都會造成嚴(yán)重的影響，并且在不同的時間段也會對脫硫廢水的水質(zhì)造成一定的影響，因此脫硫廢水的水質(zhì)較為不穩(wěn)定。其次，脫硫廢水主要呈弱酸性，PH值一般為5左右。再者，在脫硫廢水中，其中的懸浮物含量比較高，其主要成分有惰性物質(zhì)等。

總而言之，脫硫廢水的產(chǎn)生是為了減少燃煤電廠的煙氣中的二氧化硫含量，但是同時對燃煤電廠廢水的解決有帶來了一定的負擔(dān)。

二、脫硫廢水對環(huán)境的危害

在燃煤電廠的廢水排放過程中，對環(huán)境有著極大的危害，由于脫硫廢水和其他廢水存在很大的區(qū)別，因而對脫硫廢水進行科學(xué)有效地回收是減少對環(huán)境危害的基本手段。從脫硫廢水對環(huán)境的影響的實驗中可以看到，脫硫廢水對環(huán)境的影響作用不容小覷，其首先對燃煤電廠的當(dāng)?shù)丨h(huán)境有著重要的影響，這種污染的持續(xù)積累，甚至?xí)o淡水江河中造成不可逆轉(zhuǎn)的危害。除此之外，含硫廢水中含有大量對空氣有害的化合物，當(dāng)這些化合物在一定條件下蒸發(fā)之后，進入空氣中，也會對空氣質(zhì)量造成嚴(yán)重的影響，這種大氣污染無論是對人們的身心健康，還是對全球的溫度變化，都會產(chǎn)生不可估量的危害。

脫硫廢水之所以對環(huán)境有著極大的危害，其主要原因是廢水中含有大量的危害物質(zhì)。對于廢水來說，其中的化合物含量較為復(fù)雜，而且在不同情況下其水質(zhì)也有著極大的不穩(wěn)定性，當(dāng)廢水經(jīng)過脫硫設(shè)備之后，其中的成分也在不斷地變化之中，從其中主要的危害物質(zhì)來看，主要是多種重金屬離子，以及鈣離子、氯離子等，在發(fā)電設(shè)備的運轉(zhuǎn)之中，這些離子發(fā)生了極大的變化，最后形成了危害較大的水污染。除此之外，脫硫廢水還有易結(jié)垢的特點，這種特點不僅僅會對環(huán)境有所危害，還會直接影響到發(fā)電設(shè)備的使用壽命，從而妨礙燃煤電廠設(shè)備的正常運轉(zhuǎn)。

三、脫硫廢水零排放的具體工藝

燃煤電廠在處理脫硫廢水的過程中，其目標(biāo)是不向廠外排放廢水，這就要求燃煤電廠對脫硫廢水的處理不僅要徹底，最好還能保證處理之后的廢水能夠循環(huán)使用。在燃煤電廠對脫硫廢水的實際處理過程中，一般是將脫硫廢水的處理過程分為多個階段，而這些階段的劃分主要是以單元來界定，通過不同單元之間的銜接，從而做到對脫硫廢水的處理更加徹底。從整個脫硫廢水的零排放的工藝來看，主要分為以下三個階段：

（一）預(yù)處理單元

在預(yù)處理單元階段是對于脫硫廢水的初步處理階段，這個階段最大的作用是將脫硫廢水中的大量不溶性物質(zhì)去除，以便于達到后續(xù)單元對水質(zhì)的要求，另外，有時為了減輕后續(xù)單元的負擔(dān)，在預(yù)處理階段也會對一些可溶性的成分進行處理。一般來說，燃煤電廠對于脫硫廢水的預(yù)處理方法主要是化學(xué)沉淀法以及電絮凝法。

所謂化學(xué)沉淀法，是指在處理過程中加入一定的物質(zhì)，使得廢水達到中和、沉淀以及最后的過濾效果。在預(yù)處理的中和過程中，一般分為不軟化、半軟化以及全軟化三種，其中軟化的程度和軟化過程所花費的費用成正比，因此在這個過程中需要綜合軟化效果以及成本兩方面進行考慮。

而電絮凝法和化學(xué)沉淀法有很大的區(qū)別，它主要是通過電解以及電混凝原理對廢水中的有害物質(zhì)進行處理，其可以通過加入較少的物質(zhì)，消耗更低的電量達到和化學(xué)沉淀法相同的效果。

（二）濃縮減量單元

當(dāng)對脫硫廢水進行的預(yù)處理單元結(jié)束之后，完成初步處理的廢水需要進入下一階段——濃縮減量單元，它主要是通過在廢水中提取出相應(yīng)的水分子，將廢水進行充分地濃縮之后，并且產(chǎn)生相應(yīng)的潔凈水過程。在濃縮減量單元，處理效果的好壞將直接關(guān)系到廢水處理的最終效果。

在濃縮減量單元，其處理工藝主要分為熱法以及膜法兩種，其中熱法的基本原理是通過熱量交換的過程實現(xiàn)水分子的氣體和液體之間的轉(zhuǎn)換，而膜法的基本原理是利用膜的選擇透過性。一般來說，根據(jù)膜的多樣性，在這個工藝中的濃縮減量方式又有不同，其中常見的為電滲析一反滲析，多級反滲析以及反滲析一正滲析三種，這三種中最后一種的濃縮倍率最大，但是同時其應(yīng)用的技術(shù)尚且不穩(wěn)定和不成熟。

（三）尾水固化單元

當(dāng)脫硫廢水經(jīng)過第二階段的濃縮減量之后，經(jīng)過其體積大大減小，并且其濃縮液可以投入使用，但是依然需要通過尾水固化單元對廢水濃縮液進行最后的處理，其主要方法是將濃縮液形成固態(tài)，并且將這個過程產(chǎn)生的結(jié)晶鹽進行回收，從而完成脫硫廢水的無害化和資源化處理。

在尾水固化單元，主要有蒸發(fā)結(jié)晶法和煙氣干燥法兩種工藝。其中蒸發(fā)結(jié)晶法和濃縮減量單元的原理大致相同，但是往往其成本較高以及占地面積較大，因而并沒有進行廣泛的使用。而煙氣干燥法相對來說成本較低，在對濃縮液的處理過程中雖然沒有對其中的結(jié)晶鹽加以利用，但是對于無分鹽需求的企業(yè)來說這是一種進行尾氣固化的可選途徑。

四、結(jié)語

在燃煤電廠的發(fā)電過程中，脫硫廢水是多種廢水的混合而成，因此其處理也較為困難。從目前的處理工藝來看，脫硫廢水的零排放中存在經(jīng)濟性和效用性難以平衡的問題，在未來，燃煤電廠脫硫超低排放后廢水零排放工藝將進一步完善。