燃煤電廠煙氣產(chǎn)生的脫硫廢水有較高的含鹽量及復(fù)雜成分等特點(diǎn)，這種廢水要想再次進(jìn)行回用存在一定的難度，所以成為了嚴(yán)重影響電氣廢水實(shí)現(xiàn)零排放的重點(diǎn)組成部分。本文就針對(duì)排放脫硫廢水的實(shí)際特征及再次回用現(xiàn)狀進(jìn)行分析，然后對(duì)脫硫廢水處理工藝中零排放技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行探討。
2015年國(guó)務(wù)院頒布了《水污染防治行動(dòng)計(jì)劃》(水十條)，對(duì)企業(yè)用水提出了新的要求。燃煤電廠作為用水大戶，應(yīng)當(dāng)積極響應(yīng)國(guó)家政策的要求，開(kāi)展節(jié)水提效工作，實(shí)現(xiàn)全廠水資源分級(jí)利用和水污染防治。脫硫廢水因其具有高含鹽量、成分復(fù)雜、腐蝕性和結(jié)垢性的特征，回用困難，成為制約燃煤電廠脫硫廢水零排放實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵因素之一。
1、排放脫硫廢水的實(shí)際特征
脫硫裝置的石灰石、石膏去濕法排放廢水量完全由工藝部水質(zhì)、石灰石質(zhì)量、鍋爐煙氣散發(fā)量、脫硫吸取塔內(nèi)部的漿液CI-濃度等因素決策。在具體運(yùn)轉(zhuǎn)的過(guò)程中，電廠通常都利用對(duì)脫硫吸取塔內(nèi)部的漿液CI-濃度標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行控制才能明確具體的廢水排放量。本文將某個(gè)600兆瓦的機(jī)組為例，需要將所吸收的塔漿液CI-濃度合理的控制在20kg/m3的同時(shí)，排放脫硫廢水量應(yīng)達(dá)到17.3m3/h。如果工藝水的質(zhì)量較差或是必須合理的控制低于CI-的濃度，會(huì)在一定程度上增加排放脫硫的廢水量。
2、脫硫廢水回用現(xiàn)狀
采用常規(guī)處理工藝脫硫廢水，其中的氯離子濃度和含鹽量仍然很高，在回用中易引起系統(tǒng)腐蝕和結(jié)垢，制約了脫硫廢水處理后的再利用，國(guó)內(nèi)電廠的脫硫廢水回用率較低。
1)用于水力沖灰或灰場(chǎng)噴灑對(duì)于采用水力沖灰系統(tǒng)的燃煤電廠，可以將經(jīng)過(guò)常規(guī)處理的脫硫廢水排水作為沖灰水。也有部分采用干除灰的電廠，將脫硫廢水用于干灰調(diào)濕、灰場(chǎng)噴灑，但消耗水量不大。隨著電廠綜合利用和節(jié)水措施的實(shí)施，大型機(jī)組和新建機(jī)組的除灰系統(tǒng)主要采用干除灰，粉煤灰一般能得到100%利用。因此，回用于水力沖灰或干灰調(diào)濕的脫硫廢水量很小或沒(méi)有。
2)用于除渣系統(tǒng)對(duì)于采用水力除渣或濕式除渣系統(tǒng)的燃煤電廠，可以將脫硫廢水作為補(bǔ)水。但該途徑會(huì)受到除渣系統(tǒng)閉式循環(huán)水量的限制，還會(huì)引起系統(tǒng)堵塞、設(shè)備及管道腐蝕問(wèn)題而影響系統(tǒng)的可靠性。因此，脫硫廢水回用于除渣系統(tǒng)受到很大限制。
3、廢水零排放應(yīng)用技術(shù)
3.1蒸發(fā)工藝
通過(guò)蒸發(fā)工藝技術(shù)，溶液得到濃縮，得到一定的固體溶質(zhì)與純凈溶劑，其廣泛應(yīng)用于化工、海水淡化及食品等行業(yè)。在實(shí)際蒸發(fā)中，汽化熱所需量比較大，因此這一過(guò)程也是大量熱消耗的過(guò)程?，F(xiàn)階段，化工行業(yè)主要通過(guò)多效蒸發(fā)技術(shù)提高其加熱蒸汽使用效率，傳熱條件得到改善，減少了單元能耗。新研發(fā)出的機(jī)械蒸汽再壓縮技術(shù)，可以有效降低蒸汽耗損量。該技術(shù)是通過(guò)機(jī)械驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)壓縮絕熱將二次蒸汽壓縮送入加熱蒸發(fā)器，經(jīng)過(guò)壓縮后，二次蒸汽的溫度不斷升高，與蒸發(fā)器內(nèi)的沸騰液體之間出現(xiàn)熱溫差，因此可以將其作為加熱劑使用，在這種情況下，補(bǔ)充足夠的壓縮功力，就可以充分利用二次蒸汽中的潛在熱能量。
3.2爐渣廢熱綜合利用技術(shù)
燃煤機(jī)組多采用刮板撈渣機(jī)為主的濕排渣系統(tǒng)和風(fēng)冷干式輸渣機(jī)為主的干排渣系統(tǒng)，濕排渣系統(tǒng)冷卻效果好、適用范圍廣，但運(yùn)行中由于高溫爐渣放熱易導(dǎo)致渣水不斷被蒸發(fā)濃縮，為維持水溫和水位，需及時(shí)補(bǔ)水;且爐渣呈堿性，系統(tǒng)長(zhǎng)期運(yùn)行存在嚴(yán)重結(jié)垢、管道堵塞等問(wèn)題。爐渣廢熱綜合利用脫硫廢水零排放技術(shù)是引入弱酸性脫硫廢水以中和濕排渣系統(tǒng)中的堿性物質(zhì)，并利用高溫爐渣的余熱實(shí)現(xiàn)脫硫廢水的蒸發(fā)固化，從而實(shí)現(xiàn)脫硫廢水零排放，同時(shí)補(bǔ)充了濕排渣系統(tǒng)因蒸發(fā)、排渣而消耗的水量。當(dāng)脫硫廢水水量大于濕排渣系統(tǒng)的必要補(bǔ)充水量時(shí)，需對(duì)廢水進(jìn)行減量化處理以滿足水量平衡;當(dāng)廢水水量小于必要補(bǔ)充水量時(shí)可直接引入，具有投資省、運(yùn)行方便等優(yōu)點(diǎn)。但脫硫廢水中高濃度的Cl-等在濃縮過(guò)程中可能造成設(shè)備腐蝕;脫硫廢水中重金屬等污染物與析出的結(jié)晶鹽可能對(duì)爐渣的堆放、綜合利用產(chǎn)生影響。發(fā)電廠將脫硫廢水引入濕排渣系統(tǒng)，結(jié)果表明引入脫硫廢水并未對(duì)濕排渣系統(tǒng)的正常運(yùn)行產(chǎn)生影響，無(wú)明顯的腐蝕和結(jié)垢現(xiàn)象，渣水中重金屬含量很低。
但由于各電廠脫硫廢水水質(zhì)特性及濕排渣系統(tǒng)的運(yùn)行方式存在差異，引入脫硫廢水后設(shè)備腐蝕、脫水倉(cāng)堵塞、管路結(jié)垢等問(wèn)題不可忽視，需更多的實(shí)踐和理論研究。
3.3煙道處理技術(shù)
該技術(shù)主要是指對(duì)煙道內(nèi)的廢水通過(guò)噴霧蒸發(fā)技術(shù)進(jìn)行處理，其廣泛應(yīng)用與食品與化工等行業(yè)，在廢水處理中卻沒(méi)有得到廣泛應(yīng)用。在脫硫廢水中，通過(guò)煙道蒸發(fā)技術(shù)，首先選用噴射技術(shù)霧化脫硫廢水并將其引入到除塵前的煙道內(nèi)，經(jīng)過(guò)高溫?zé)煔饧訜岷蟮男∫旱涡问降膹U水快速蒸發(fā)，其含有的懸浮物與可溶性固體會(huì)轉(zhuǎn)為細(xì)小的固體顆粒，在夾帶作用下流入除塵器并得到去除，實(shí)現(xiàn)脫硫廢水零排放工藝目標(biāo)。
3.4脫硫廢水與飛灰技術(shù)有機(jī)結(jié)合
在火電廠運(yùn)行中，填埋處理飛灰，而脫硫廢水對(duì)飛灰具有一定的增濕效果，因此在運(yùn)輸中可以降低粉塵的容積。如果在制磚或水泥添加劑中使用飛灰，對(duì)Cl-含量要求比較低。同時(shí)，通過(guò)該技術(shù)，將廢水中含有的重金屬轉(zhuǎn)嫁至飛灰中，則會(huì)影響其利用效果。
3.5建立人工濕地
構(gòu)建人工濕地，通過(guò)濕地中植物、土壤及微生物等的作用下，降低廢水中金屬、營(yíng)養(yǎng)成分及懸浮顆粒物的含量濃度。人工濕地包含多個(gè)植物與細(xì)菌成分，火電廠可以根據(jù)其自身污染物處理情況合理選擇成分。人工濕地必須在確保氯含量低的情況下，才能有效降低廢水中金屬、營(yíng)養(yǎng)成分及懸浮顆粒物的含量濃度。
3.6蒸汽濃縮技術(shù)
該技術(shù)是通過(guò)將廢水蒸發(fā)濃縮形成一定的蒸餾與濃縮水，通過(guò)結(jié)晶器或噴霧干燥器將濃縮不斷蒸發(fā)，從而形成蒸餾水與固體廢棄物，可回收或填埋處理此部分形成的物質(zhì)。為了預(yù)防蒸發(fā)器出現(xiàn)結(jié)垢，要預(yù)處理廢水水質(zhì)，將其含有的鈣鎂離子清除掉。
4、影響因素
目前脫硫廢水零排放工藝各不相同，但要實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)合理的零排放，需考慮以下幾個(gè)因素：
1)脫硫廢水量。脫硫廢水量的大小直接關(guān)系到零排放工藝的設(shè)計(jì)出力，因脫硫廢水零排放的設(shè)備造價(jià)費(fèi)用較高，所以脫硫廢水產(chǎn)生量也決定了設(shè)備投資費(fèi)用。脫硫廢水產(chǎn)生量取決于脫硫系統(tǒng)吸收塔正常運(yùn)行時(shí)所控制的Cl-含量，Cl-含量控制越低，產(chǎn)生的脫硫廢水量越多。一般情況下Cl-的質(zhì)量濃度控制在10～20g/L。
2)脫硫廢水水質(zhì)。脫硫廢水的水質(zhì)受燃燒煤種、運(yùn)行工況、脫硫工藝水水質(zhì)、鍋爐負(fù)荷以及脫硫藥劑的質(zhì)量等因素的影響，因此零排放工藝的設(shè)計(jì)是無(wú)法精確到某一特定的水質(zhì)，所以在設(shè)計(jì)時(shí)需要考慮一定的波動(dòng)，提升整套工藝的適應(yīng)性。
3)脫硫廢水處理藥劑。在火電廠燃燒煤種、脫硫工藝水水質(zhì)、吸收塔中維持的Cl-含量一定時(shí)，添加的藥劑石灰石是脫硫廢水中的Mg2+的主要來(lái)源，脫硫廢水中的Mg2+的質(zhì)量濃度由2g/L升至9g/L時(shí)，處理每噸廢水的成本由24元到77元，提高了3.5倍。脫硫廢水零排放中的濃縮膜、蒸發(fā)器屬于精貴設(shè)備，受Mg2+影響較大，應(yīng)當(dāng)在預(yù)處理工藝將其去除。
5、結(jié)語(yǔ)
綜上所述，隨著環(huán)境污染日益加劇，環(huán)境保護(hù)得到社會(huì)各界的重視，火電廠在其運(yùn)行過(guò)程中，必須貫徹落實(shí)脫硫廢水回用技術(shù)。在實(shí)際操作中，不但要確保蒸發(fā)能耗得到降低，還要重視降低污泥外排量，盡可能不適用化學(xué)品。經(jīng)過(guò)大量實(shí)踐證明，在預(yù)防薄膜結(jié)垢技術(shù)中，振動(dòng)膜效果顯著，提濃技術(shù)具有一定的可行性與經(jīng)濟(jì)價(jià)值，推動(dòng)國(guó)家實(shí)現(xiàn)零排放目標(biāo)。
2015年國(guó)務(wù)院頒布了《水污染防治行動(dòng)計(jì)劃》(水十條)，對(duì)企業(yè)用水提出了新的要求。燃煤電廠作為用水大戶，應(yīng)當(dāng)積極響應(yīng)國(guó)家政策的要求，開(kāi)展節(jié)水提效工作，實(shí)現(xiàn)全廠水資源分級(jí)利用和水污染防治。脫硫廢水因其具有高含鹽量、成分復(fù)雜、腐蝕性和結(jié)垢性的特征，回用困難，成為制約燃煤電廠脫硫廢水零排放實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵因素之一。
1、排放脫硫廢水的實(shí)際特征
脫硫裝置的石灰石、石膏去濕法排放廢水量完全由工藝部水質(zhì)、石灰石質(zhì)量、鍋爐煙氣散發(fā)量、脫硫吸取塔內(nèi)部的漿液CI-濃度等因素決策。在具體運(yùn)轉(zhuǎn)的過(guò)程中，電廠通常都利用對(duì)脫硫吸取塔內(nèi)部的漿液CI-濃度標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行控制才能明確具體的廢水排放量。本文將某個(gè)600兆瓦的機(jī)組為例，需要將所吸收的塔漿液CI-濃度合理的控制在20kg/m3的同時(shí)，排放脫硫廢水量應(yīng)達(dá)到17.3m3/h。如果工藝水的質(zhì)量較差或是必須合理的控制低于CI-的濃度，會(huì)在一定程度上增加排放脫硫的廢水量。
2、脫硫廢水回用現(xiàn)狀
采用常規(guī)處理工藝脫硫廢水，其中的氯離子濃度和含鹽量仍然很高，在回用中易引起系統(tǒng)腐蝕和結(jié)垢，制約了脫硫廢水處理后的再利用，國(guó)內(nèi)電廠的脫硫廢水回用率較低。
1)用于水力沖灰或灰場(chǎng)噴灑對(duì)于采用水力沖灰系統(tǒng)的燃煤電廠，可以將經(jīng)過(guò)常規(guī)處理的脫硫廢水排水作為沖灰水。也有部分采用干除灰的電廠，將脫硫廢水用于干灰調(diào)濕、灰場(chǎng)噴灑，但消耗水量不大。隨著電廠綜合利用和節(jié)水措施的實(shí)施，大型機(jī)組和新建機(jī)組的除灰系統(tǒng)主要采用干除灰，粉煤灰一般能得到100%利用。因此，回用于水力沖灰或干灰調(diào)濕的脫硫廢水量很小或沒(méi)有。
2)用于除渣系統(tǒng)對(duì)于采用水力除渣或濕式除渣系統(tǒng)的燃煤電廠，可以將脫硫廢水作為補(bǔ)水。但該途徑會(huì)受到除渣系統(tǒng)閉式循環(huán)水量的限制，還會(huì)引起系統(tǒng)堵塞、設(shè)備及管道腐蝕問(wèn)題而影響系統(tǒng)的可靠性。因此，脫硫廢水回用于除渣系統(tǒng)受到很大限制。
3、廢水零排放應(yīng)用技術(shù)
3.1蒸發(fā)工藝
通過(guò)蒸發(fā)工藝技術(shù)，溶液得到濃縮，得到一定的固體溶質(zhì)與純凈溶劑，其廣泛應(yīng)用于化工、海水淡化及食品等行業(yè)。在實(shí)際蒸發(fā)中，汽化熱所需量比較大，因此這一過(guò)程也是大量熱消耗的過(guò)程?，F(xiàn)階段，化工行業(yè)主要通過(guò)多效蒸發(fā)技術(shù)提高其加熱蒸汽使用效率，傳熱條件得到改善，減少了單元能耗。新研發(fā)出的機(jī)械蒸汽再壓縮技術(shù)，可以有效降低蒸汽耗損量。該技術(shù)是通過(guò)機(jī)械驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)壓縮絕熱將二次蒸汽壓縮送入加熱蒸發(fā)器，經(jīng)過(guò)壓縮后，二次蒸汽的溫度不斷升高，與蒸發(fā)器內(nèi)的沸騰液體之間出現(xiàn)熱溫差，因此可以將其作為加熱劑使用，在這種情況下，補(bǔ)充足夠的壓縮功力，就可以充分利用二次蒸汽中的潛在熱能量。
3.2爐渣廢熱綜合利用技術(shù)
燃煤機(jī)組多采用刮板撈渣機(jī)為主的濕排渣系統(tǒng)和風(fēng)冷干式輸渣機(jī)為主的干排渣系統(tǒng)，濕排渣系統(tǒng)冷卻效果好、適用范圍廣，但運(yùn)行中由于高溫爐渣放熱易導(dǎo)致渣水不斷被蒸發(fā)濃縮，為維持水溫和水位，需及時(shí)補(bǔ)水;且爐渣呈堿性，系統(tǒng)長(zhǎng)期運(yùn)行存在嚴(yán)重結(jié)垢、管道堵塞等問(wèn)題。爐渣廢熱綜合利用脫硫廢水零排放技術(shù)是引入弱酸性脫硫廢水以中和濕排渣系統(tǒng)中的堿性物質(zhì)，并利用高溫爐渣的余熱實(shí)現(xiàn)脫硫廢水的蒸發(fā)固化，從而實(shí)現(xiàn)脫硫廢水零排放，同時(shí)補(bǔ)充了濕排渣系統(tǒng)因蒸發(fā)、排渣而消耗的水量。當(dāng)脫硫廢水水量大于濕排渣系統(tǒng)的必要補(bǔ)充水量時(shí)，需對(duì)廢水進(jìn)行減量化處理以滿足水量平衡;當(dāng)廢水水量小于必要補(bǔ)充水量時(shí)可直接引入，具有投資省、運(yùn)行方便等優(yōu)點(diǎn)。但脫硫廢水中高濃度的Cl-等在濃縮過(guò)程中可能造成設(shè)備腐蝕;脫硫廢水中重金屬等污染物與析出的結(jié)晶鹽可能對(duì)爐渣的堆放、綜合利用產(chǎn)生影響。發(fā)電廠將脫硫廢水引入濕排渣系統(tǒng)，結(jié)果表明引入脫硫廢水并未對(duì)濕排渣系統(tǒng)的正常運(yùn)行產(chǎn)生影響，無(wú)明顯的腐蝕和結(jié)垢現(xiàn)象，渣水中重金屬含量很低。
但由于各電廠脫硫廢水水質(zhì)特性及濕排渣系統(tǒng)的運(yùn)行方式存在差異，引入脫硫廢水后設(shè)備腐蝕、脫水倉(cāng)堵塞、管路結(jié)垢等問(wèn)題不可忽視，需更多的實(shí)踐和理論研究。
3.3煙道處理技術(shù)
該技術(shù)主要是指對(duì)煙道內(nèi)的廢水通過(guò)噴霧蒸發(fā)技術(shù)進(jìn)行處理，其廣泛應(yīng)用與食品與化工等行業(yè)，在廢水處理中卻沒(méi)有得到廣泛應(yīng)用。在脫硫廢水中，通過(guò)煙道蒸發(fā)技術(shù)，首先選用噴射技術(shù)霧化脫硫廢水并將其引入到除塵前的煙道內(nèi)，經(jīng)過(guò)高溫?zé)煔饧訜岷蟮男∫旱涡问降膹U水快速蒸發(fā)，其含有的懸浮物與可溶性固體會(huì)轉(zhuǎn)為細(xì)小的固體顆粒，在夾帶作用下流入除塵器并得到去除，實(shí)現(xiàn)脫硫廢水零排放工藝目標(biāo)。
3.4脫硫廢水與飛灰技術(shù)有機(jī)結(jié)合
在火電廠運(yùn)行中，填埋處理飛灰，而脫硫廢水對(duì)飛灰具有一定的增濕效果，因此在運(yùn)輸中可以降低粉塵的容積。如果在制磚或水泥添加劑中使用飛灰，對(duì)Cl-含量要求比較低。同時(shí)，通過(guò)該技術(shù)，將廢水中含有的重金屬轉(zhuǎn)嫁至飛灰中，則會(huì)影響其利用效果。
3.5建立人工濕地
構(gòu)建人工濕地，通過(guò)濕地中植物、土壤及微生物等的作用下，降低廢水中金屬、營(yíng)養(yǎng)成分及懸浮顆粒物的含量濃度。人工濕地包含多個(gè)植物與細(xì)菌成分，火電廠可以根據(jù)其自身污染物處理情況合理選擇成分。人工濕地必須在確保氯含量低的情況下，才能有效降低廢水中金屬、營(yíng)養(yǎng)成分及懸浮顆粒物的含量濃度。
3.6蒸汽濃縮技術(shù)
該技術(shù)是通過(guò)將廢水蒸發(fā)濃縮形成一定的蒸餾與濃縮水，通過(guò)結(jié)晶器或噴霧干燥器將濃縮不斷蒸發(fā)，從而形成蒸餾水與固體廢棄物，可回收或填埋處理此部分形成的物質(zhì)。為了預(yù)防蒸發(fā)器出現(xiàn)結(jié)垢，要預(yù)處理廢水水質(zhì)，將其含有的鈣鎂離子清除掉。
4、影響因素
目前脫硫廢水零排放工藝各不相同，但要實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)合理的零排放，需考慮以下幾個(gè)因素：
1)脫硫廢水量。脫硫廢水量的大小直接關(guān)系到零排放工藝的設(shè)計(jì)出力，因脫硫廢水零排放的設(shè)備造價(jià)費(fèi)用較高，所以脫硫廢水產(chǎn)生量也決定了設(shè)備投資費(fèi)用。脫硫廢水產(chǎn)生量取決于脫硫系統(tǒng)吸收塔正常運(yùn)行時(shí)所控制的Cl-含量，Cl-含量控制越低，產(chǎn)生的脫硫廢水量越多。一般情況下Cl-的質(zhì)量濃度控制在10～20g/L。
2)脫硫廢水水質(zhì)。脫硫廢水的水質(zhì)受燃燒煤種、運(yùn)行工況、脫硫工藝水水質(zhì)、鍋爐負(fù)荷以及脫硫藥劑的質(zhì)量等因素的影響，因此零排放工藝的設(shè)計(jì)是無(wú)法精確到某一特定的水質(zhì)，所以在設(shè)計(jì)時(shí)需要考慮一定的波動(dòng)，提升整套工藝的適應(yīng)性。
3)脫硫廢水處理藥劑。在火電廠燃燒煤種、脫硫工藝水水質(zhì)、吸收塔中維持的Cl-含量一定時(shí)，添加的藥劑石灰石是脫硫廢水中的Mg2+的主要來(lái)源，脫硫廢水中的Mg2+的質(zhì)量濃度由2g/L升至9g/L時(shí)，處理每噸廢水的成本由24元到77元，提高了3.5倍。脫硫廢水零排放中的濃縮膜、蒸發(fā)器屬于精貴設(shè)備，受Mg2+影響較大，應(yīng)當(dāng)在預(yù)處理工藝將其去除。
5、結(jié)語(yǔ)
綜上所述，隨著環(huán)境污染日益加劇，環(huán)境保護(hù)得到社會(huì)各界的重視，火電廠在其運(yùn)行過(guò)程中，必須貫徹落實(shí)脫硫廢水回用技術(shù)。在實(shí)際操作中，不但要確保蒸發(fā)能耗得到降低，還要重視降低污泥外排量，盡可能不適用化學(xué)品。經(jīng)過(guò)大量實(shí)踐證明，在預(yù)防薄膜結(jié)垢技術(shù)中，振動(dòng)膜效果顯著，提濃技術(shù)具有一定的可行性與經(jīng)濟(jì)價(jià)值，推動(dòng)國(guó)家實(shí)現(xiàn)零排放目標(biāo)。
