燃煤火电厂废水水处理及脱硫废水零排放技术--中国期刊网

字体：大中小

首页> 原创作品> 正文

燃煤火电厂废水水处理及脱硫废水零排放技术

发表时间：2020/11/4 来源：《基层建设》2020年第21期作者：王红娜

[导读] 摘要：目前，我国燃煤电厂中大都选择了石灰石-石膏湿法来实现烟气脱硫工作，此种技术是循环的利用了脱硫塔内的浆液，但是极易导致脱硫塔中的可溶盐浆液被持续浓缩，氯离子浓度持续升高，降低了脱硫的效率。

        山西鲁晋王曲发电有限责任公司山西省长治市 047500
        摘要：目前，我国燃煤电厂中大都选择了石灰石-石膏湿法来实现烟气脱硫工作，此种技术是循环的利用了脱硫塔内的浆液，但是极易导致脱硫塔中的可溶盐浆液被持续浓缩，氯离子浓度持续升高，降低了脱硫的效率。因此，为了保证燃煤电厂烟气脱硫系统中氯离子的平衡，就要在石灰石-石膏湿法技术流程的基础上，向脱硫塔内进行浆液的补充，与此同时，还要进行脱水和废水处理，将系统中的一部分氯离子排出。
        关键词：燃煤电厂；水处理技术；脱硫废水
        一、燃煤电厂废水处理技术分类
        1.1锅炉停炉保护和化学清洗废水（含有机清洗剂）处理。锅炉化学清洗方式较多，用柠檬酸或ＥＤＴＡ进行锅炉酸洗产生的废液中残余清洗剂量很高。上述锅炉酸洗废水水质特点是ＣＯＤ，ＳＳ含量较高。为降低过高的ＣＯＤ，在常规混凝澄清处理、ｐＨ调整等工艺之前应增加氧化处理环节，以分解废水中的有机物。
        1.2空气预热器、省煤器和锅炉烟气侧等设备冲洗排水处理。该类废水为燃煤锅炉非经常性排水，由于其含有较高的悬浮物和含铁量，不能直接混入日常排水系统处理。通常采用化学沉淀法进行处理，也可采用氧化、化学沉淀法，即首先进行曝气氧化，再进行中和、混凝澄清等处理。
        1.3化学水处理工艺废水处理。
        燃煤电厂化学水处理根据处理工艺的不同，会产生不同的树脂再生酸碱废水或浓盐水。酸碱废水多采用中和处理，即采用加酸或碱调节ｐＨ值至６～９之间，出水适当回用。该工艺系统一般由中和池、酸储槽、碱储槽、在线ｐＨ计、中和水泵和空气搅拌系统等组成，处理达标后，根据火电厂水资源管理，选择梯级利用，合适安排水的使用，避免排放。
        采用反渗透预脱盐的处理工艺，运行成本较低，但是相应会产生浓水，大部分会浓缩4倍，产生一些高盐废水，可根据水质情况，适当的回用至循环水、脱硫工艺水、含煤废水的补充水等。
        1.4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。只要保证水在灰场有足够的停留时间，并采取措施拦截“漂珠”，悬浮物大多可满足排放要求。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。
        1.5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。
        二、燃煤电厂脱硫废水零排放技术
        2.1前端废水处理技术
        2.1.1浓缩减量技术
        浓缩减量主要通过热浓缩或膜浓缩技术，使预处理后的脱硫废水得到浓缩，废水量得到降低，为后期处理节约成本并提高处理的效率。其过程不仅可回收水资源，更重要的是减少了后续蒸发固化的处理量，从而降低蒸发固化的处理成本，是实现脱硫废水零排放的保障。常用的方法主要包括膜法浓缩和热法浓缩。热法浓缩常用技术在蒸发结晶中已详细阐述。膜法减量主要包括反渗透、正渗透、电渗析等技术（表1）
        表1 浓缩减量技术分析对比

        （1）反渗透（RO）：反渗透技术是20世纪60年代兴起的一门新型分离技术，主要有卷式反渗透、碟管式DTRO、高压碟管式DTRO膜等，采用“微滤+反渗透”工艺已对预处理后的脱硫废水进行深度处理，研究了不同回收率条件下反渗透系统的运行稳定性和脱盐率情况；采用管式微滤膜和高压碟片式高压反渗透预处理和膜浓缩实验开展了火电厂脱硫废水的研究，证明了该技术在零排放处理方面的可行性。
        （2）正渗透：该技术是利用在提取液产生巨大的渗透压驱动下，水分子自发并有选择性地从膜的高盐水侧扩散进入提取液侧。将22m3/h含盐水浓缩至1.5~2m3/h，盐分浓缩至200g/L后进入蒸发结晶系统，保证了后期蒸发结晶系统的稳定运行。为充分利用正渗透技术的优势、弥补其不足，正渗透与其它技术的结合，如FO-RO、FO-NF、FO-MBR等，也受到广泛的关注。
        （3）电渗析：该技术是在阴极与阳极之间放置若干交替排列的阳膜与阴膜，由于离子交换膜的选择透过性，阴阳离子分别迁移，实现溶液的浓缩、淡化和提纯。研究表明，电渗析技术可将脱硫废水含盐量浓缩高达15%，对于进水预处理要求、系统的结垢和污染等方面的研究需要进一步深入。
        2.1.2预处理软化技术
        目前，针对燃煤电厂脱硫废水软化技术较多，如离子交换法、加阻垢剂方法、加酸法和加化学药剂法。常用的预处理软化技术主要是添加化学药剂方法，常用的包括石灰―碳酸钠软化、氢氧化钠―碳酸钠软化，主要目的是去除脱硫废水中的Ca2+、Mg2+离子，解决出水结垢和污堵的问题，后者软化成本较前者高，但其减少了后续碳酸钠的加药量。
        2.2机械蒸汽再压缩技术
        为减小能耗，科研人员又研发出采用机械蒸汽再压缩(MVR或MVC)技术的蒸发器。MVR(MVC)技术是将二次蒸汽经绝热压缩后送入加热室，压缩后的蒸汽温度升高，可重新作为热源使用，从而大大降低了蒸汽用量，降低了能耗。三水恒益电厂从美国引进了国内第一套MVR(MVC)技术设备，该技术采用两级卧式MVC+两级卧式MED工艺，设计处理量为20m3/h，用于处理树脂再生废水和脱硫废水。采用的蒸发器是卧式喷淋水平管薄膜蒸发器，水平设置，废水走管外，加热蒸汽走管内，液体经喷嘴喷淋到换热器管的外部形成薄膜，经加热后产生蒸汽，产生的浓缩液进入结晶系统处理。该技术在能耗上相对较低，但在实际运行过程中发现，一方面，因为没有深度预处理系统，产品为复杂混合盐，只能作为危险固体废弃物进行处理，成本极高;另一方面，进水未经充分软化，结垢严重，除垢清洗频繁，同样增加了成本。
        2.3多效蒸发技术
        常规蒸发结晶技术为多效蒸发(MED)结晶技术，该技术一般分为热输入单元、热回收单元、结晶单元和附属系统单位4个单元。常规处理后的废水经过多级蒸发室的加热浓缩后成为盐浆，盐浆经离心、干燥后成为工业盐运输出厂出售或掩埋。
        三、结语
        总之，燃煤电厂中，脱硫废水排放中，传统的排放技术虽然工艺流程等比较成熟，但是并不能真正实现脱硫废水的零排放。随着环保意识的加强及相关法律法规的实施，各燃煤电厂中应用脱硫废水零排放技术已经刻不容缓，但是同时选择处理效果更好、运行费用更低的水处理工艺对电厂的生产和运营均有着极其重要的意义。如通过多效蒸发技术、蒸汽再压缩技术等进行脱硫废水的处理，实现废水零排放，不但避免了脱硫废水的随意排放，实现节水和废水的有效再利用，保护环境还增加燃煤电厂的经济收益，促进了燃煤电厂的健康发展。
        参考文献：
        [1]杜梦,邵楠,姜益善.燃煤电厂水处理及脱硫废水零排放技术分析[J].山西建筑,2019(4):189-190.
        [2]雷建栋.燃煤电厂水处理及脱硫废水零排放技术分析[J].建筑工程技术与设计,2019(6):277.
        [3]夏赛,卫新来,金杰,等.燃煤电厂脱硫废水处理技术研究进展[J].现代化工,2020(1):46-49.